花岗伟晶岩是高纯石英原料选择的重要方向，但对于该类型高纯石英原料的评价仍处于探索阶段。江西省地质调查勘查院基础地质调查所袁晶采用石英岩相学、原位微区分析等方法，对江西棠阴矿区的花岗伟晶岩中石英矿物杂质元素含量及赋存状态开展了研究，以期为花岗伟晶岩型高纯石英原料评价体系的建立提供依据。
棠阴矿区大地构造位置属东南造山带之雩山隆起北缘（图1）。矿区花岗伟晶岩带长约650 m，宽约300 m，已发现规模较大的花岗伟晶岩脉5条（图2）。花岗伟晶岩侵入中细粒黑云母二长花岗岩中，呈大脉状、条带状、囊状。花岗伟晶岩主要矿物为钾长石（45%～55%）、斜长石（10%～15%）、石英（20%～28%）、白云母（5%～10%），少量电气石（1%～3%）和石榴子石（＜1%）（图3）。
棠阴花岗伟晶岩中石英矿物主要发育带状、群状、线状包裹体，星散状包裹体相对更少（图4）。带状和群状包裹体宽度20～200 µm不等，以气液包裹体为主，主要呈椭圆状或圆状，少量呈管状、不规则状，大小几微米至几十微米不等；线状包裹体主要沿裂隙分布，窄而平直，其中可见较多的矿物杂质；星散状包裹体多呈微尘状，多数小于2 µm，呈圆状，以气液包裹体为主；微小矿物有针状金红石和片状白云母等。包裹体越大、分布越集中（带状、群状、线状），通过提纯工艺去除难度越小，反之，包裹体越小、分布越随机（星散状），则去除难度大。因此，从石英内部包裹体特征分析，棠阴花岗伟晶岩石英具有较好的可提纯性。
石英晶格杂质元素中，Al以Al3+替代Si4+的形式存在，引起了石英晶格内部电荷不平衡。当石英晶格中存在大量Al时，为保持电价平衡，需有Li+、Na+、K+等碱金属阳离子补偿，或与相邻的P5+形成离子团替代。棠阴花岗伟晶岩石英中+3价阳离子主要有Al3+、Fe3+和B3+，因Fe和B含量极低，若Al全部赋存于石英晶格中，那么基于电价平衡，Al的摩尔数与Li、K、Na、P的摩尔数之和的比值应等于1。基于本次测试结果，（Li+K+Na+P）/Al的摩尔数比值为0.6，表明棠阴花岗伟晶岩石英中Al作为晶格杂质的占比低于60%，石英中的Al有相当一部分（至少40%）是以长石、云母等独立矿物的形式赋存于石英内部。Al、Li、Ti含量之和（∑Al+Li+Ti）可作为评价石英原料品级的一项重要指标，棠阴花岗伟晶岩石英中∑Al+Li+Ti平均含量为151.09×10-6，结合前述杂质元素赋存状态的分析结果，至少有40%的Al及部分Ti不赋存于石英晶格中，石英晶格的∑Al+Li+Ti应低于100×10-6，可推断出棠阴花岗伟晶岩石英可提纯至99.99%以上。
研究结果表明，棠阴花岗伟晶岩石英具有较好的可提纯性，理论上可作为4N级以上的高纯石英原料。事实上，棠阴花岗伟晶岩经提纯试验，石英精矿杂质元素总量为89.79×10-6，可达4N1级。石英包裹体岩相学分析和原位微区测试是评价高纯石英原料品级有效的实验测试方法。
该研究得到了江西省重点研发计划项目（20212BBG71003）、江西省地质勘查基金项目（20200048）的支持。
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