中國粉體網訊 當前,高純石英作為國家戰略性物質,廣泛應用于光伏、電子信息、光通訊和電光源等高新技術產業,在戰略性新興產業中具有重要地位和作用。脈石英中SiO2含量一般在98%左右,是加工高純石英理想的礦物原料之一。
1脈石英礦特征
脈石英是一種幾乎全部是致密石英塊體組成的脈體,白色、乳白色,多呈粒狀結構,SiO2含量通常在98%左右。脈石英礦體呈不規則脈狀,長度一般十幾米至幾百米,寬度一般為幾米,厚度一般幾米至幾十米,一個礦區可由單條礦脈或多條礦脈組成,脈體傾角較陡。礦床規模一般不大,但與天然水晶相比,其資源儲量相對較豐富、開采條件較有優勢。
脈石英礦床多分布于不同構造單元的結合處,主要分布在濱太平洋成礦域、古亞洲成礦區及秦祁昆成礦域。在華北陸塊東部、秦祁昆造山系、揚子陸塊周緣及武夷—云開—臺灣造山系分布較廣泛。
脈石英成礦時代跨度較大,自新太古代至中生代在巖漿活動發育地區和變質強烈發育地區均有形成,主要為元古代及中生代。礦床呈脈狀產于變質巖或花崗巖中,賦礦圍巖主要為元古代富硅的變質巖建造及花崗巖、花崗閃長巖。主要變質巖建造為黑云斜長片麻巖、二長花崗質片麻巖、花崗片麻巖等。脈石英成礦受構造控制,往往成群出現。
2我國脈石英礦床類型及成因
脈石英礦床類型可劃分為巖漿熱液型、變質熱液型和偉晶巖型三種成因類型,以巖漿熱液型、變質熱液型為主。脈石英礦主要見于變質巖區或花崗巖發育地區,同一地區脈石英常是幾種成因共同作用,既有變質熱液型,也有巖漿熱液型和偉晶巖型。
(1)巖漿熱液型:以花崗巖漿為主,主要為巖漿熱液活動晚期的產物,由巖漿頻發活動,在某些特殊的環境下,產生富SiO2流體,并伴有大氣降水和地殼中的物質,沿構造裂隙運移,最終沉淀結晶,形成脈石英礦。如:湖北蘄春靈虬脈石英礦屬巖漿熱液礦床。礦石中SiO2含量99.35%左右、Al2O3含量<0.5%,Fe2O3含量0.02%,礦石化學成分穩定,質量優良。山東臨沂邵家峪脈石英礦屬巖漿熱液型脈石英礦床,礦石自然類型為含晶脈石英、乳白色脈石英。SiO2含量99.09%~99.63%、平均99.28%,Al2O3含量0.31%,Fe2O3含量0.112%。
(2)變質熱液型:以區域變質或混合巖化作用產生的熱液為主。強烈的巖漿活動及構造運動為變質作用提供熱源,含水的火成巖和基底原巖受變質作用時,釋放出大量的水而形成變質熱液,這些含礦溶液受構造應力作用沿韌性剪切帶運移,由于溫壓條件的變化,SiO2過飽和形成沉積,形成脈石英礦。如:安徽太湖縣白石山脈石英礦床屬變質熱液型脈石英礦床,分東西兩個礦段,其中東礦段礦體長165m,寬70~23m;西礦段礦體長140m,寬72m,礦石的礦物組成主要為石英,含量多數在98%~99%以上,平均98.76%。該礦床脈石英礦石經浮選后SiO299.92%、Al2O30.0074%、Fe2O30.0017%,達到高純石英的質量要求。
(3)偉晶巖型:偉晶巖型脈石英形成于花崗巖頂部穩定構造環境中,由周圍花崗巖再結晶和組成花崗巖的礦物組分的分解作用而成。偉晶巖型脈石英礦常與鉀長石和云母伴生。代表性礦床為山西省聞喜縣文家坡長石礦(伴生脈石英)、江西省萬田鉀長石礦(伴生脈石英)、湖北省大悟縣劉家沖云母礦(伴生脈石英)。礦床規模多為小型,經濟意義較小。
3我國脈石英成礦區帶劃分及分布特點
我國脈石英主要產于板塊之間、造山帶巖漿活動發育地區、區域變質作用強烈地區。根據成礦區帶劃分方法及我國區域地質背景資料,結合近幾年地質調查成果,我國脈石英可劃分為16個成礦區帶。如下圖所示。
我國脈石英成礦區帶劃分
我國脈石英礦礦石平均品位僅為97.46%,可以滿足高純石英及以上的礦產地約占脈石英資源儲量的7.81%。我國脈石英礦具有以下特點。
(1)礦產資源分布廣泛,局部較為集中。據《全國礦產資源儲量通報》(2018年)和全國地質資料館館藏資料統計可知,全國共發現脈石英礦產地354處,以玻璃用、冶金用礦產地為主,分別占比55%和43%。據統計,全國共有23個省(區、市)有脈石英礦產地,分布廣泛。
脈石英礦產地分布圖
(2)礦床規模小,礦床少礦點多。據統計,全國脈石英礦產地中礦點(資源量<20萬t)數量居多,占礦產地總數的74%;大型礦床僅1處,中型礦床18處,小型礦床58處。其中,江西的礦點數量占比全省達93%,有中型礦床2處,小型礦床7處;福建無大中型礦床,僅有小型礦床9處,其他均為礦點。
中國脈石英資源量分布圖(圖源:詹建華,王依等)
4資源潛力和找礦方向
近幾年以來,隨著戰略性新興產業在國民經濟中地位逐步提高,中央和地方財政以需求為導向部署了一大批脈石英礦產資源調查評價工作,取得了較為豐富的成果。
(1)東西秦嶺的丹鳳—商南一帶,發育在白云質灰巖、石英砂巖和燕山早期丹江鈉長巖體中的脈石英成礦帶。
(2)桐柏—大別造山帶南段的麻田—英山一帶“靈虬山式”脈石英,脈體走向延伸數百米,厚度數十厘米至二十余米。
(3)大別山東段的“白石山式”脈石英,主要分布在溪沸—菖蒲—田頭及塘梨巖—靈山寨—團石灣共兩條近北東向的成礦帶,前帶長約20km,寬約5km;后帶長約12km,寬約4km。
(4)蘇魯造山帶南端的東海地區,脈石英主要沿南部、北部兩條成礦帶分布,南部成礦帶長度25km、寬2.2km;北部成礦帶長度41km、寬度小于6km。
(5)蘇魯造山帶南端的臨沂中北部地區,巖漿熱液型、變質熱液型和偉晶巖型脈石英均有發現。
(6)柴達木北緣的海西地區印支期花崗巖中廣泛發育石英脈,脈體規模一般較大。
此外,在20世紀60~70年代,全國性的水晶找礦工作中發現一批脈石英型水晶礦,同樣具有較好的脈石英找礦潛力。如貴州羅甸地區發育于砂巖內水晶—脈石英礦,以及桂西碳酸鹽巖地區方解石脈型的水晶—脈石英礦等,不僅為脈石英新的成礦類型,而且為低溫低鹽度熱液礦床,推測可能具備低羥基含量、少流體包裹體型脈石英,有利于加工提純,且適用于電子級高純石英原料。
參考來源:
【1】詹建華,等.我國脈石英資源現狀分析.中國非金屬礦工業導刊.2020.
【2】顏玲亞,等.我國脈石英礦床類型及成礦規律.中國非金屬礦工業導刊.2020.
【3】高樹學,等.我國脈石英成礦區帶初步劃分.中國非金屬礦工業導刊.2020.
(中國粉體網編輯整理/星耀)
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