高纯石英的原料特征与挪威伟晶岩型高纯石英矿床

中国粉体网讯  高纯石英（high-purity quartz）是指杂质元素总含量低于50μg/g的石英。作为半导体、光伏、光纤、照明和石英玻璃等应用领域的基础原材料，高纯石英在低碳和绿色能源转型中扮演着不可或缺的角色，需求量巨大。目前，高纯石英的主要来源是花岗伟晶岩，少量产自热液脉和石英岩等。一个有趣的问题是，花岗伟晶岩在地壳中广泛存在，但却极少能作为高纯石英矿床开采。

石英是这类矿床中唯一的矿石矿物，其微量元素地球化学特征具有岩石成因指示意义，有助于揭示成矿过程。然而，由于商业保密等因素，我们对高纯石英矿床的石英成分和地质成因的了解仍然有限。关于伟晶岩型高纯石英矿床的成因认识，主要是通过对并非真正高纯的伟晶岩型石英矿床的研究获得的。这些研究揭示，结晶分异程度较低的伟晶岩熔体更有利于结晶纯净的石英，但后者的一些元素，如Ti、Al、Li、Ge和B等含量仍然相对较高。关于矿物学上纯净的伟晶岩石英与化学上高纯的石英之间的成因关联，我们的认知仍然存在缺失。因此，需要针对真正的高纯石英矿床展开研究，以深入了解影响石英高纯度的关键控制机制。

全球石英原料分布

目前高纯石英的原料主要来源于美国、挪威、澳大利亚、俄罗斯、毛里塔尼亚、中国、加拿大等7个国家。除中国外，共有14处矿床，其中，有生产矿山的7处，尚未开采生产的7处。美国斯普鲁斯派恩矿的高纯石英原料资源规模最大，超过1000万吨。

全球高纯石英原料矿床分布

挪威伟晶岩型高纯石英矿床

作为南北狭长的山地之国，挪威的石英资源非常丰富，涵盖热液脉石英、石英岩、伟晶岩等多种类型，并且拥有TQC、埃肯股份（Elkem ASA）等全球石英产业巨头。

挪威北部Tysfjord地区出露全球最大的内生Nb-Y-F型伟晶岩群，并产出全球第二佳品质的高纯石英。德拉格矿区地处挪威北部诺尔兰郡廷斯菲尤尔峡湾（Tysfjord）西侧的德拉格村附近，由分布在方圆5km²的数十个伟晶岩型的石英矿体组成。伟晶岩以垂直筒状产于年龄为17.5亿年的古太古代花岗片麻岩中，具环带构造；高纯石英矿体以垂直雪茄状处在伟晶岩体核部，其环状围岩的造岩矿物常见斜长石、钾长石和云母。石英晶体纯净，粒径平均6mm，流体和固体包裹体非常稀少，Al、Ti、Li、B等晶格杂质元素均达到高纯石英原料的质量要求。

周浩阳等人在欧盟地平线2020计划GREENPEG项目的支持下，对Tysfjord伟晶岩群进行了地质学研究。

他们首先建立了区域构造演化和伟晶岩年代学框架，随后进行了石英激光剥蚀微量元素测定和统计分析，总结了Tysfjord伟晶岩型高纯石英矿床的地质特征和成矿模型。

Tysfjord地区两期NYF伟晶岩的野外照片

研究强调，古元古代时期花岗岩浆活动残余的、结晶分异相对较弱的NYF伟晶岩熔体，以及加里东造山运动期间适度的变质改造，对于Tysfjord高纯石英矿床的形成至关重要。此外，周浩阳等人对Tysfjord地区的伟晶岩石英成分进行了填图，结果指示Tysfjord构造窗中Drag地区的伟晶岩石英化学品质最佳。

2024年11月21-22日，由中国粉体网主办的“2024（第八届）全国石英大会暨展览会”将在江苏徐州召开，中国科学院广州地球化学研究所的周浩阳研究员、博士生导师将做《高纯石英的原料特征与挪威伟晶岩型高纯石英矿床》的报告，届时，他将结合研发经验，详细解读高纯石英的原料特征与挪威伟晶岩型高纯石英矿床。并基于区域地质和矿床地质，结合石英的原位成分特征，介绍伟晶岩型高纯石英矿床的成因模型。

专家简介

周浩阳，中国科学院广州地球化学研究所研究员、博士生导师。于2013年和2018年分别获得中山大学学士学位和博士学位，随后在德国地球科学研究中心和挪威奥斯陆大学自然历史博物馆从事博士后研究。2023年9月起在中国科学院广州地球化学研究所工作，先后入选中国科学院引才计划、国家高层次海外人才计划。主要研究方向是工业矿物资源的成矿和勘查，如高纯石英（high-purity quartz）矿床等。

主要从事矿床学研究，研究经历包括关键金属（金、铋、碲、铂族元素、铬、锂等）以及绿色工业矿物（高纯石英等）相关的矿床。已在Geology.Geochimica et Cosmochimica Acta、Economic Geology. American Mineralogist.Mineralium Deposita. Ore Geology Reviews等期刊发表第一作者论文10篇。

参考来源：

[1]王九一.全球高纯石英原料矿的资源分布与开发现状

[2]周浩阳.石英成分对高纯石英矿床成因的指示意义

[3]中国粉体网

（中国粉体网编辑整理/九思） 

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