我国脉石英成矿特征及资源现状

2023-09-12

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当前,高纯石英作为国家战略性物质,广泛应用于光伏、电子信息、光通讯和电光源等高新技术产业,在战略性新兴产业中具有重要地位和作用。脉石英中SiO2含量一般在98%左右,是加工高纯石英理想的矿物原料之一。

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脉石英矿特征

脉石英是一种几乎全部是致密石英块体组成的脉体,白色、乳白色,多呈粒状结构,SiO2含量通常在98%左右。脉石英矿体呈不规则脉状,长度一般十几米至几百米,宽度一般为几米,厚度一般几米至几十米,一个矿区可由单条矿脉或多条矿脉组成,脉体倾角较陡。矿床规模一般不大,但与天然水晶相比,其资源储量相对较丰富、开采条件较有优势。

脉石英矿床多分布于不同构造单元的结合处,主要分布在滨太平洋成矿域、古亚洲成矿区及秦祁昆成矿域。在华北陆块东部、秦祁昆造山系、扬子陆块周缘及武夷—云开—台湾造山系分布较广泛。

脉石英成矿时代跨度较大,自新太古代至中生代在岩浆活动发育地区和变质强烈发育地区均有形成,主要为元古代及中生代。矿床呈脉状产于变质岩或花岗岩中,赋矿围岩主要为元古代富硅的变质岩建造及花岗岩、花岗闪长岩。主要变质岩建造为黑云斜长片麻岩、二长花岗质片麻岩、花岗片麻岩等。脉石英成矿受构造控制,往往成群出现。

我国脉石英矿床类型及成因

脉石英矿床类型可划分为岩浆热液型、变质热液型和伟晶岩型三种成因类型,以岩浆热液型、变质热液型为主。脉石英矿主要见于变质岩区或花岗岩发育地区,同一地区脉石英常是几种成因共同作用,既有变质热液型,也有岩浆热液型和伟晶岩型。

(1)岩浆热液型:以花岗岩浆为主,主要为岩浆热液活动晚期的产物,由岩浆频发活动,在某些特殊的环境下,产生富SiO2流体,并伴有大气降水和地壳中的物质,沿构造裂隙运移,最终沉淀结晶,形成脉石英矿。如:湖北蕲春灵虬脉石英矿属岩浆热液矿床。矿石中SiO2含量99.35%左右、Al2O3含量<0.5%,Fe2O3含量0.02%,矿石化学成分稳定,质量优良。山东临沂邵家峪脉石英矿属岩浆热液型脉石英矿床,矿石自然类型为含晶脉石英、乳白色脉石英。SiO2含量99.09%~99.63%、平均99.28%,Al2O3含量0.31%,Fe2O3含量0.112%。

(2)变质热液型:以区域变质或混合岩化作用产生的热液为主。强烈的岩浆活动及构造运动为变质作用提供热源,含水的火成岩和基底原岩受变质作用时,释放出大量的水而形成变质热液,这些含矿溶液受构造应力作用沿韧性剪切带运移,由于温压条件的变化,SiO2过饱和形成沉积,形成脉石英矿。如:安徽太湖县白石山脉石英矿床属变质热液型脉石英矿床,分东西两个矿段,其中东矿段矿体长165m,宽70~23m;西矿段矿体长140m,宽72m,矿石的矿物组成主要为石英,含量多数在98%~99%以上,平均98.76%。该矿床脉石英矿石经浮选后SiO299.92%、Al2O30.0074%、Fe2O30.0017%,达到高纯石英的质量要求。

(3)伟晶岩型:伟晶岩型脉石英形成于花岗岩顶部稳定构造环境中,由周围花岗岩再结晶和组成花岗岩的矿物组分的分解作用而成。伟晶岩型脉石英矿常与钾长石和云母伴生。代表性矿床为山西省闻喜县文家坡长石矿(伴生脉石英)、江西省万田钾长石矿(伴生脉石英)、湖北省大悟县刘家冲云母矿(伴生脉石英)。矿床规模多为小型,经济意义较小。

我国脉石英成矿区带划分及分布特点

我国脉石英主要产于板块之间、造山带岩浆活动发育地区、区域变质作用强烈地区。根据成矿区带划分方法及我国区域地质背景资料,结合近几年地质调查成果,我国脉石英可划分为16个成矿区带。如下图所示。

我国脉石英成矿区带划分

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我国脉石英矿矿石平均品位仅为97.46%,可以满足高纯石英及以上的矿产地约占脉石英资源储量的7.81%。我国脉石英矿具有以下特点。

(1)矿产资源分布广泛,局部较为集中。据《全国矿产资源储量通报》(2018年)和全国地质资料馆馆藏资料统计可知,全国共发现脉石英矿产地354处,以玻璃用、冶金用矿产地为主,分别占比55%和43%。据统计,全国共有23个省(区、市)有脉石英矿产地,分布广泛。

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脉石英矿产地分布图

(2)矿床规模小,矿床少矿点多。据统计,全国脉石英矿产地中矿点(资源量<20万t)数量居多,占矿产地总数的74%;大型矿床仅1处,中型矿床18处,小型矿床58处。其中,江西的矿点数量占比全省达93%,仅有中型矿床2处,小型矿床7处;福建无大中型矿床,仅有小型矿床9处,其他均为矿点。

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中国脉石英资源量分布图

(图源:詹建华,王依等)

资源潜力和找矿方向

近几年以来,随着战略性新兴产业在国民经济中地位逐步提高,中央和地方财政以需求为导向部署了一大批脉石英矿产资源调查评价工作,取得了较为丰富的成果。

(1)东西秦岭的丹凤—商南一带,发育在白云质灰岩、石英砂岩和燕山早期丹江钠长岩体中的脉石英成矿带。

(2)桐柏—大别造山带南段的麻田—英山一带“灵虬山式”脉石英,脉体走向延伸数百米,厚度数十厘米至二十余米。

(3)大别山东段的“白石山式”脉石英,主要分布在溪沸—菖蒲—田头及塘梨岩—灵山寨—团石湾共两条近北东向的成矿带,前带长约20km,宽约5km;后带长约12km,宽约4km。

(4)苏鲁造山带南端的东海地区,脉石英主要沿南部、北部两条成矿带分布,南部成矿带长度25km、宽2.2km;北部成矿带长度41km、宽度小于6km。

(5)苏鲁造山带南端的临沂中北部地区,岩浆热液型、变质热液型和伟晶岩型脉石英均有发现。

(6)柴达木北缘的海西地区印支期花岗岩中广泛发育石英脉,脉体规模一般较大。

此外,在20世纪60~70年代,全国性的水晶找矿工作中发现一批脉石英型水晶矿,同样具有较好的脉石英找矿潜力。如贵州罗甸地区发育于砂岩内水晶—脉石英矿,以及桂西碳酸盐岩地区方解石脉型的水晶—脉石英矿等,不仅为脉石英新的成矿类型,而且为低温低盐度热液矿床,推测可能具备低羟基含量、少流体包裹体型脉石英,有利于加工提纯,且适用于电子级高纯石英原料。

参考来源:

【1】詹建华,等.我国脉石英资源现状分析.中国非金属矿工业导刊.2020.

【2】颜玲亚,等.我国脉石英矿床类型及成矿规律.中国非金属矿工业导刊.2020.

【3】高树学,等.我国脉石英成矿区带初步划分.中国非金属矿工业导刊.2020.

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