市場 | 中國脈石英資源概況，礦石質量如何？
發布時間：2021-04-06 09:17:10
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脈石英是一種幾乎全部是致密石英塊體組成的脈體，白色、乳白色，多呈粒狀結構，SiO2含量通常在98%左右。脈石英礦體呈不規則脈狀，長度一般十幾米至幾百米，寬度一般為幾米，厚度一般幾米至幾十米，一個礦區可由單條礦脈或多條礦脈組成，脈體傾角較陡。礦床規模一般不大，但與天然水晶相比，其資源儲量相對較豐富、開采條件較有優勢。按照工業用途的不同，脈石英可分為玻璃用、冶金用和水泥配料用三個亞礦種，這三個亞礦種的礦石質量無嚴格差異，多以市場需求劃分。
據《全國礦產資源儲量通報》(2018年)和全國地質資料館館藏資料統計可知，全國共發現脈石英礦產地354處，以玻璃用、冶金用礦產地為主，分別占比55%和43%。由于脈石英硬度大，一般只有嚴重缺硅質原料地區才使用脈石英作為水泥配料，故水泥配料用脈石英礦產地較少。
據統計，全國共有23個省(區、市)有脈石英礦產地，分布廣泛。其中，江西礦產地最多，達126處，占比36%；次為福建，共76處，占比22%；吉林32處，占比9%；新疆、四川和遼寧各占比約5%；其他省份均幾處(圖1)。以大區劃分，則華東地區脈石英礦產地分布數量占比63%，東北地區占比15%，其他地區相對較少。按照成礦區帶統計，脈石英礦產地在江南隆起東段成礦帶、武功山—杭州灣成礦帶、小興安嶺—張廣才嶺成礦帶、塔里木陸塊北緣成礦帶、西秦嶺成礦帶、東秦嶺非金屬成礦帶等Ⅲ級成礦區帶分布相對集中。據統計，全國脈石英礦產地中礦點(資源量＜20萬t)數量居多，占礦產地總數的74%；大型礦床僅1處，中型礦床18處，小型礦床58處。其中，江西的礦點數量占比全省達93%，僅有中型2處，小型7處；福建無大中型礦床，僅有小型礦床9處，其他均為礦點。主要大中型礦床特征見表1。大中型礦床的礦體總體以脈狀為主，一般由一條至幾條脈組成，多數為同一空間范圍內多條脈組成礦床，或者礦體僅為一條最大的脈體，但其周邊石英脈十分發育，有無數條不同方向小規模脈體。礦床規模與礦體長度和厚度密切相關，脈體長度大、脈體寬厚則礦床規模大。從成因類型看，巖漿熱液型礦床規模相對較大，大部分大中型礦床均為此類型，而變質熱液型和火山熱液型礦床規模一般不大，其他類型則未見中型礦床。全國脈石英保有資源量約1.63億t，其中，江西和海南保有資源量最多，各占全國總資源量15%左右。海南南蛇嶺為國內探明規模最大的脈石英礦床，其保有資源量超2000萬t；四川和新疆各占10%左右；福建、安徽、陜西、內蒙古、遼寧等五省(區)各占5%左右，其他省(區)占比較少(圖2)。
受礦床特征和礦種重要性的影響，脈石英礦地質勘查程度偏低，大多數礦床為普查工作程度，僅有13%礦床達到詳查工作程度，極少數礦床開展過勘探地質工作。一般來說，脈石英礦床均為露天開采，由于其厚度不大、深部延伸礦體的開采難度較大，大中型礦床的開采技術條件相比小礦要簡單，隨著生態環境約束條件提高，地質勘查工作應該更要著重于規模較大或者脈體密集的工作對象。目前，我國脈石英礦產地開發利用程度偏高，已有73%的礦產地已開采或正在開采。
脈石英礦床以巖漿熱液型、變質熱液型和花崗偉晶巖型為多見，此外，火山熱液型、碳酸鹽巖型和砂巖型亦有分布。
脈石英礦石礦物組合簡單，以石英為主，少量共伴生礦物存在于石英晶體中、結晶裂隙或晶面，包括有長石、云母、螢石、重晶石，電氣石、蛭石、黝簾石、石榴石、方解石、陽起石、金紅石、磷灰石、榍石、滑石等。共伴生礦物種類與脈石英礦床類型有關。花崗偉晶巖型成因的多共生鉀長石、鈉長石，如北京水泉溝、山西聞喜文家坡、吉林北溝、吉林團結等礦產地。福建和江西多處偉晶巖型脈石英均共生鉀長石，其中大部分礦產地的主礦種為鉀長石，脈石英為其共生礦產。熱液型成因的多見螢石共生，比如福建大田張地、福建遂川桃坑、江西金溪芳源等礦產地，有時也見重晶石脈共生。碳酸鹽巖型則多見方解石、水晶共生。一般來說，脈石英作為高純石英原料時其共伴生礦物則視為礦物雜質，需要經過嚴格的選礦和加工提純。含金、鉛鋅的石英脈因其含金、銀、銅、鎢和錫等金屬元素并達到一定含量，嚴重影響礦石加工提純，一般不作為高純石英原料。此外，受后期地質作用影響，脈石英會產生波狀效果、帶狀消光現象，以及構造裂隙和顯微裂隙，所以不均勻現象不明顯、裂隙少的脈石英更有潛力成為高純石英原料。脈石英含硅量高于石英砂巖、石英巖和粉石英，且雜質元素含量相對少。最主要的雜質元素為鐵，一般以四種化合物形式存在于脈石英中：①最常見的是含鐵粘土礦物，這種較易選除，通過篩分或淘洗即可把鐵除去；②第二種形式的鐵存在于重礦物中；③第三種形式的鐵以氧化物或氫氧化物薄膜附在石英顆粒的表面，選礦時需在水中擦洗，甚至在酸溶液擦洗才能除去；④第四種形式鐵存在于石英晶格或流體包裹體中，此類形式鐵比較難以除去。脈石英中鐵含量一般低于0.1%有利于高純石英的加工提純。其他雜質元素還包括Al、B、Li、K、Na、Ca、Mg、Ti、Mn、Cu、Cr、Ni等，工業上以石英砂中含有此13種雜質元素總含量來劃分礦產品等級。一般來說，巖漿熱液型和花崗偉晶巖型礦床礦石中Al含量高于其他類型的；Ti含量反映了礦物形成時的溫度，變質熱液型和花崗偉晶巖型礦床礦石中Ti含量高于其他類型的。另外，還有氣—液雜質，包括結構水(也稱羥基)和流體包裹體。前者在高溫條件下熔制的石英玻璃仍有大量的結構水不會從SiO2熔體中釋放出來，最終形成石英玻璃的羥基雜質；后者較為均勻分布或沿解理、裂隙分布，最終形成石英玻璃的氣泡缺陷和羥基雜質。
脈石英中雜質元素含量高低與高純石英砂質量不是簡單的對應關系，經過有效的選礦加工提純后，其礦物組成和化學成分含量發生較大變化。比如，青海海西大頭羊西溝脈石英礦石經半工業提純試驗，可將SiO2含量由原礦的97.02%提高到99.98%以上，雜質總量可控制在100μg/g以內，白度可達94.8，產品達到電工級高純硅微粉的工業要求，所提純的石英砂可作為石英坩堝、石英玻璃管材等相關下游石英產品的原料。海南澄邁南蛇嶺礦石經篩分、分級、擦洗、弱磁選、強磁選、浮選、酸洗等試驗，原礦石中SiO2、Al2O3、Fe2O3含量由99.18%、0.41%、0.091%提升至99.39%、0.30%、0.012%。來源：詹建華,王依,陳正國,馮書文,陳軍元.我國脈石英資源現狀分析[J].中國非金屬礦工業導刊,2020(05):1-4
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