全球高純石英原料礦床分布于美國、挪威、澳大利亞、俄羅斯、毛里塔尼亞、中國、加拿大等7個國家。除中國外,共有14處礦床,其中,有生產礦山的7處,尚未開采生產的7處。美國斯普魯斯派恩礦原料資源規模最大,超1000萬噸,其次是澳大利亞的礦。優質礦石多產于太古宙一元古宙黑云母片麻巖、花崗片麻巖、片巖等古老變質巖系巾,受古生代一巾生代花崗質巖漿活動控制,經歷了長期而緩慢的變質過程。
通過對美國矽比科公司、挪威TQC公司以及俄羅斯石英公司的高純石英原料礦床的地質條件進行對比分析發現,它們成礦地質背景具有一些共性的特點:它們均產在造山帶中,且大部分高純石英原料礦床所處的地質環境為變質條件。比如,矽比科公司和TQC公司的主要高純石英原料礦床就產在阿樂漢尼綠片巖中,俄羅斯石英公司的Kyshtym175號脈也產在烏拉爾山脈的變質巖中。從我國目前已開展的高純石英原料地質調查工作來看,我國也有與此類似的成礦地質環境,秦嶺—大別—蘇魯造山帶是其中最具潛力的造山帶。
就我國而言,湖北蘄春、江蘇東海、安徽旌德和太湖等地的優質熱液脈石英可能具有高純石英原料的潛力。以湖北蘄春為例,靈虬山脈石英礦位于蘄春縣西北約20km的橫車鎮,為熱液脈石英型,由硅質熱液侵入太古宙大別山群紅安組的黑云母斜長片麻巖、花崗片麻巖和角閃巖而形成。湖北省于1971~1973年對礦床進行勘探,發現6條脈石英礦體,共提交脈石英儲量387.4萬噸。分析結果表明,礦石幾乎全是石英組成。晶體粒徑1~2mm,含微量黃鐵礦、白云母、絹云母、綠泥石、輝鉬礦等。礦石SiO2純度>99.35%,A12O3<0.22%,Fe2O3<0.02%。目前,湖北省蘄春縣靈虬山石英礦持有礦床的采礦權,露天開采,其設計礦山規模為年采1.5萬噸礦石。
綜合分析全球高純石英原料礦的資源分布特征和開發現狀,可以得出以下結論:
(1)高純石英原料及其產品的供應格局將發生深刻變化
目前,雖然美國斯普魯斯派恩礦擁有獨特的白崗巖型高純石英原料礦,提供全球90%的高純石英砂,但近年來各國加大勘查找礦力度,已發現10多處可用作高純石英原料的礦床,生產99.9%~99.999%的低一中檔高純石英砂,未來有望逐漸打破斯普魯斯派恩礦在高純石英砂產業的壟斷格局;我國也在加大堪稱礦山力度,不排除未來會使用一定的國產礦石用于高純石英砂進行提純加工。
(2)高純石英原料礦石類型多樣,具有獨特的成礦背景
高純石英原料的礦石類型非常廣泛,既有熱液脈石英、白崗巖、偉晶巖型,也有花崗閃長巖的風化殘積型礦石,更有長石云母礦尾礦、高嶺土尾礦、金礦尾礦等尾礦型礦石。雖然礦石類型多樣,但大部分高純石英礦產于太古宙一元古宙黑云母片麻巖、花崗片麻巖、片巖等古老變質巖系中,受古生代一中生代花崗質巖漿活動控制,經歷了長期而緩慢的變質過程,形成質量優異的高純石英。
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