高纯石英是 SiO2 纯度大于 99.9%的石英砂系列产品的总称,广泛应用于电子信息、光伏、光通信和电光源等行业,在新材料、新能源战略性新兴产业中具有重要地位和作用。高纯石英原料矿指能被现有成熟的矿物加工技术将其提纯为高纯石英砂产品的天然石英矿物资源,岩浆岩中的伟晶岩和热液脉、变质岩中的石英岩和变质脉体, 以及沉积成因的石英岩和石英砂是提纯高纯石英相对较好的选择。
皖南地区石英岩调查区位于扬子板块东段北中部,包括江南过渡带、江南隆起带和钱塘凹陷带 3 个次级构造单元,北以周王断裂、东以三阳坑断裂、南以祁门—潜口断裂、西以葛公镇断裂所围限的安徽省南部地区(图 1)。北西侧为沿江褶断带,是我国重要的成矿带—长江中下游成矿带,南侧为障公山隆起,是钦杭成矿带重要组成部分,与赣东北、浙西组成钦杭成矿带北段。区内广泛发育水晶、脉石英、石英岩、花岗伟晶岩等,且针对性的开展过大量的地质工作,但将其作为高纯石英原料矿进行探索的则十分有限,且以脉石英为主,对于石英岩鲜有工作开展。
石英岩是一种由石英砂岩或其他硅质岩经区域变质作用、热接触变质作用,或者岩浆热液蚀变而形成的变质岩石, 主要伴生矿物有长石、云母和黏土矿物等。于皖南地区局部产出,如宁国诸佛堂、黄山贤村等,较之水晶、脉石英,次生石英岩具有资源规模大,质量稳定的特征。本次工作针对皖南地区发育较为广泛的皮园村组石英岩开展工作。通过地质测量、槽探、物探等方法,初步圈定具有一定规模石英岩矿体多个。
皮园村组石英岩原岩为硅质岩,经热液长期反复作用形成次生石英岩型脉状矿体。矿石呈乳白色,粒状变晶结构—隐晶质结构,块状构造,矿石矿物为石英,可见次生加大现象,局部可见残余层理。脉石矿物主要有萤石、绢云母、斜长石、黑云母、黄铁矿、磁铁矿、褐铁矿等。
单偏光镜下呈灰白色,不等粒半自形镶嵌结构,粒径 0.1~0.5mm 不等。干涉色为一级黄白,正低突起,石英颗粒边部未见明显的溶蚀现象(图 2a)。
晶体中见大量的富液相包体,不规则状,粒径 5~20μm,占包裹体总含量的约 90%,在晶体内分布较为均匀;局部见气液两相包体,5~10μm,多呈短柱状,局部见固体包体,粒径 5μm 左右,主要为原生包裹体(图 2b)。拉曼测试结果显示气液相成分均为 H2O。原矿石中 SiO2含量 99.08%,有害元素 Al2O3含量为 0.36%,Fe2O3含量为 0.09%。
通过对原矿进行破碎-预先分级-磨矿-擦洗脱泥-强磁选-浮选-煅烧-水淬-热压酸浸的提纯工艺处理后,SiO2 含量 99.9263%,杂质含量 736.67ppm,达到低端高纯石英砂产品标准。通过本次工作表明皖南地区皮园村组石英岩具有提纯为高纯石英的潜力,后期有望通过优化提纯方案,得到质量更为优良的高纯石英产品。极大的扩宽了区域内开展高纯石英原料矿调查的方向,可以为本区找矿工作提供一定的借鉴。
文章部分内容来源于安徽省地质调查院;徐波,蔡晓兵,魏国辉,文中涉及信息仅供参考,如有侵权请告知删除!