硅是自然界中分布很廣的一種元素，在地殼中的豐度為27．72%(汪靈，2021)。而SiO2在地殼中所占的質(zhì)量分數(shù)高達60%～65%，地殼中SiO2主要以石英等礦物形式存在，石英是在地殼中分布僅次于長石的礦物，是主要的造巖礦物之一，有著廣泛的工業(yè)用途和廣闊的應(yīng)用前景(楊曉勇等，2022)。

自然界石英礦床成因多種多樣，目前常見可供開發(fā)利用的石英礦床工業(yè)類型主要有7種:天然水晶、石英砂巖、石英巖、脈石英、粉石英、天然石英砂和花崗巖石英(郝文俊等，2020)。石英的工業(yè)應(yīng)用與高純石英SiO2純度關(guān)系密切，天然水晶、脈石英、花崗巖石英經(jīng)過精選和加工提純而成的SiO2含量≥99．99%的高純石英砂，是石英附加值最高的應(yīng)用領(lǐng)域(劉國庫等，2007)。

20世紀80～90年代，美、日、德等少數(shù)發(fā)達國家采用脈石英、花崗巖石英加工高純石英，如日本和美國采用花崗巖石英、俄羅斯和德國用脈石英加工高純石英(詹建華等，2020)，均取得成果。國內(nèi)一般選用天然水晶作為原料，經(jīng)過精選提純后制備高純石英砂(詹建華等，2020)，但由于我國水晶資源相對匱乏(焦麗香，2019)，花崗巖石英礦尚處于研究階段，僅在東秦嶺及新疆阿爾泰等少數(shù)地區(qū)發(fā)現(xiàn)(張海啟等，2022a，2022b)，而脈石英中SiO2含量較高，與天然水晶相比，其資源儲量相對比較豐富，所以成為研究的重點。國內(nèi)少數(shù)學(xué)者已成功采用脈石英制備出SiO2純度在99．99%(4N)以上的高純石英砂(茆令文等，2010)。汪靈等(2014)采用脈石英通過煅燒水淬、多種酸配方的酸浸優(yōu)化工藝，獲得了SiO2純度在4N5以上的高純石英砂，并通過進一步改進工藝，在無氯化焙燒工藝條件下加工制備了SiO2純度99．9985%或雜質(zhì)元素總含量為15．285×10－6的高純石英砂。

根據(jù)國外成果案例和我國研究實踐，脈石英是加工高純石英原料的理想原料之一(高樹學(xué)等，2020)。因此，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合新收集的資料和項目中實地調(diào)研情況，對全國脈石英的成因類型、分布情況、地質(zhì)特征及成礦規(guī)律進行了總結(jié)，為后續(xù)尋找高純石英原料用脈石英礦和高效利用脈石英礦提供了依據(jù)。

中國脈石英資源現(xiàn)狀

脈石英是中國優(yōu)勢礦產(chǎn)資源，據(jù)《2022年全國礦產(chǎn)資源儲量統(tǒng)計表》(中華人民共和國自然資源部，2023年)和全國地質(zhì)資料館館藏資料統(tǒng)計可知，全國累計查明脈石英礦產(chǎn)地(包括礦點)608處，資源量約41000萬噸，以玻璃用、冶金用礦產(chǎn)地為主，少數(shù)地區(qū)由于缺乏硅質(zhì)原料，也作為硅質(zhì)配料用于水泥生產(chǎn)。

依據(jù)中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標準《礦產(chǎn)資源儲量規(guī)模劃分標準》(DZ/T0400-2022)，脈石英礦床資源量規(guī)模劃分標準是:大型礦床資源量≥500萬噸，中型為100～500萬噸，小型＜100萬噸。全國脈石英礦產(chǎn)地以小礦或礦點(資源量＜20萬噸)數(shù)量居多，達338處;大型礦床19處(資源量>500萬噸)，中型77處，小型176處(圖1)。其中青海省脈石英資源量約4500萬噸居全國第一，約占全國脈石英資源量的11%，礦產(chǎn)地均為大型(余濤等，2022)。其次為江西省，脈石英資源量約4100萬噸，礦產(chǎn)地多以小型及礦點為主，約占全國脈石英資源量的10%(圖2)。脈石英礦產(chǎn)地分布廣泛，主要分布在江西、福建、新疆等28個省或自治區(qū)，其中江西礦產(chǎn)地(包括礦點)最多，達143處，其次為福建，共78處，上海、天津、重慶、西藏等地區(qū)未發(fā)現(xiàn)脈石英礦床。

脈石英礦床主要呈脈狀、透鏡狀、似層狀產(chǎn)于變質(zhì)巖或巖漿巖中，其成礦往往受構(gòu)造裂隙及層間結(jié)構(gòu)面控制，在區(qū)域上往往成群出現(xiàn)。

中國脈石英礦床類型劃分及典型礦床

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(jié)構(gòu)，SiO2含量通常在98%左右(詹建華等，2020)，是由巖漿作用或變質(zhì)作用(或混合巖化)產(chǎn)生的富硅熱液充填于構(gòu)造裂隙或?qū)娱g結(jié)構(gòu)面冷卻形成的，此外在完全分異的花崗偉晶巖核部形成脈石英常與鉀長石、云母伴生(顏玲亞等，2020)。

依據(jù)形成過程，普遍認為脈石英的礦床類型可以分為3種:巖漿熱液型、變質(zhì)熱液型和偉晶巖型(孫亞東等，2005;顏玲亞等，2020;楊曉勇等，2022;張海啟等，2022b;李嘉欣，2023)。但依據(jù)姚鳳良等(2006)提出的礦床成因分類方案，巖漿熱液型脈石英礦床和變質(zhì)熱液型脈石英礦床均屬于熱液礦床，區(qū)別在于含礦熱液的不同。因此，結(jié)合實地調(diào)查和所收集的脈石英礦床數(shù)據(jù)，本文將中國脈石英礦床劃分為偉晶巖型脈石英礦床和熱液型脈石英礦床，熱液型脈石英礦床依據(jù)含礦熱液的類型可進一步分為巖漿成因熱液型脈石英礦床和變質(zhì)成因熱液型脈石英礦床(表1)。

依據(jù)不同脈石英礦床類型中礦石質(zhì)量特征，進一步將中國脈石英礦石類型劃分為雪白色砂糖狀、煙灰色砂糖狀、雪白色致密狀和乳白色致密狀4種礦石類型，見圖3。

圖2各地區(qū)脈石英資源量分布圖

偉晶巖型脈石英礦床

偉晶巖型脈石英礦床: 脈石英形成于花崗巖頂部穩(wěn)定構(gòu)造環(huán)境中，由周圍花崗巖再結(jié)晶和組成花崗巖的礦物組分的分異作用而成。礦床多為小型，分帶明確，屬完全分異型偉晶巖，核部為脈石英，邊部為長石偉晶巖或白云母偉晶巖，偉晶巖脈圍巖主要為花崗質(zhì)片麻巖、片麻巖、結(jié)晶片巖、大理巖及角閃巖等。

該類型礦床形成溫度較高，巖漿體系中揮發(fā)組分就少，即使有少量的揮發(fā)性組分存在，又優(yōu)先進入角閃石、云母等礦物，所以從巖漿中緩慢結(jié)晶的石英氣液包體含量就少。同時由于巖漿中的一些雜質(zhì)元素如Fe、Ti、Mg、P等，首先結(jié)晶形成磁鐵礦、鈦鐵礦、榍石、簾石、鋯石、磷灰石等礦物，而巖漿中的Ca、Na、K、Al等元素又優(yōu)先進入長石，所以最后形成的石英就很純凈(孫亞東等，2005)。如忻州市石屹迭脈石英礦、中陽縣弓陽脈石英礦、萬田鉀長石礦(伴生脈石英)、大悟縣劉家沖云母礦(伴生脈石英)等礦床。

典型礦床為山西省聞喜縣文家坡脈石英礦床。文家坡脈石英礦床大地構(gòu)造位置處于華北陸塊五臺-太行陸塊汾渭裂谷(潘桂棠等，2009)，屬華北(陸塊)成礦省華北陸塊中條山－王屋山Cu-Au-Fe-鋁土礦成礦亞帶(徐志剛等，2008)。區(qū)域地層為一套經(jīng)受強烈區(qū)域變質(zhì)作用、混合巖化作用形成的混合巖系，其次為元古界中條群平頭嶺石英巖組、上玉坡片巖組及部分古生界寒武系，各巖系均呈角度不整合接觸。經(jīng)五臺、呂梁等多次構(gòu)造運動，巖層普遍發(fā)生褶皺，形成了一系列的復(fù)式背、向斜，構(gòu)造呈北北東-南南西向。主要構(gòu)造運動都伴隨有巖漿活動，尤其在五臺期和呂梁期均有花崗偉晶巖產(chǎn)出，其中呂梁期形成的偉晶巖數(shù)量多、規(guī)模大、分異好，脈石英核最發(fā)育。礦區(qū)出露地層為條痕狀混合巖，呈灰白色，細中粒花崗變晶結(jié)構(gòu)，似片麻狀構(gòu)造，主要為鉀微斜長石(40%～50%)，斜長石(15%～20%)，石英(25%～30%)組成，是區(qū)域混合巖作用的產(chǎn)物，構(gòu)造簡單，為單一的背斜構(gòu)造，斷層不發(fā)育，節(jié)理以北東0°~20°為主，偉晶巖的形成與節(jié)理關(guān)系密切。礦區(qū)內(nèi)偉晶巖脈規(guī)模較大，分帶明確，屬完全分異型偉晶巖，可分為3個帶:①邊緣帶:細粒花崗結(jié)構(gòu)、文象結(jié)構(gòu)、變文象結(jié)構(gòu)偉晶巖組成外部帶;②中間帶:塊狀－巨塊狀微斜長石組成中間帶;③單礦物石英組成的核部(脈石英礦體)。由3個脈體組成，西脈南北長275m，寬20～25m，向東傾斜，傾角上部陡(55°~75°)，下部緩，呈透鏡狀沿傾向尖滅;東脈南北長550m，寬35～40m，走向基本為南北向，在地表及深部有分枝現(xiàn)象，局部收縮和膨脹，沿走向尚還穩(wěn)定，下部沿傾向變緩尖滅。中脈連接?xùn)|西兩脈，脈為110°方向，長70m，寬8～10m，向北東傾斜，傾角在60°~75°。西脈、中脈未見有石英組成的核部(脈石英礦體)，見圖4。偉晶巖東脈分為兩個礦體，形狀及特征與脈體大致相似。Ⅰ礦體連續(xù)，長131m，寬4～5m;Ⅱ礦體長112m，寬10～12m。礦石呈白色，少部分帶玫瑰色，致密塊狀，性脆，質(zhì)純，礦石的化學(xué)成分為SiO2(＞99%)、Fe2O3(＜0．1%)、CaO(0．42%)、MgO(微量)、TiO2(0．01%)、燒失量(0．1%)。礦石類型主要為雪白色砂糖狀、煙灰色砂糖狀脈石英，成因類型屬花崗偉晶巖脈石英礦床。

圖3不同脈石英礦石類型。a—雪白色砂糖狀脈石英; b—煙灰色砂糖狀脈石英; c—雪白色致密狀脈石英; d—乳白色致密狀脈石英

巖漿成因熱液型脈石英礦床

巖漿成因熱液型礦床:以花崗巖漿為主，主要為巖漿結(jié)晶過程中從巖漿中釋放出來的熱水溶液，在某些特殊的環(huán)境下，產(chǎn)生富SiO2流體，并伴有大氣降水和地殼中的物質(zhì)(姚鳳良等，2006;張海啟等，2022b;李嘉欣，2023)，在斷裂膨大、交叉、交匯轉(zhuǎn)彎或巖性發(fā)生變化的接觸界面等有利部位充填就位，最終沉淀結(jié)晶，形成形態(tài)各異的脈石英礦體。礦體圍巖的顏色為淺紅色、灰紅色、灰白色，主要巖性有花崗質(zhì)巖類。

礦體呈脈狀，規(guī)模大小不等，長度一般幾百米，厚度幾米至幾十米。礦石呈乳白色、灰白色。乳白色礦石質(zhì)量較好，主要分布于礦脈的中心部位，靠近圍巖部位雜質(zhì)較多，質(zhì)量較差。在脈體與圍巖的接觸部位圍巖易發(fā)生蝕變，形成了一條蝕變帶，在石英中有較多的白色絹云母呈小團塊狀分布，有時可見有長石殘體。如崇義鷹洞、旌德龍川、澄邁南蛇嶺、青海大柴旦行委大頭羊西溝、唐河縣鄧莊、羅田縣花橋河等脈石英礦床。

典型礦床為安徽省休寧縣璜茅脈石英礦床。大地構(gòu)造位置處于揚子陸塊下?lián)P子陸塊江南古島弧(潘桂棠等，2009)，屬揚子成礦省下?lián)P子成礦亞省萍鄉(xiāng)－德興Cu-Pb-Zn-Ag-Au-W-Mn-海泡石－硅灰石成礦亞帶(徐志剛等，2008)，出露地層主要為新元古代青白口紀井潭組，巖性主要為淺變質(zhì)火山－碎屑巖系。巖漿活動主要為兩期:一期為新元古代巖漿活動，形成井潭組火山巖系和靈山巖體，且靈山巖體時代稍晚，侵位于井潭組中;另一期為中生代巖漿活動，侵位于井潭組中。礦區(qū)具有淺變質(zhì)、強變形的特征。礦體主要賦存于淺變質(zhì)流紋巖及淺變質(zhì)花崗巖類中，主要受斷裂構(gòu)造控制，總體上呈脈狀及似層狀。共圈定了29個礦體(圖5)，其中q2-1、Ⅱ、IV為主要礦體，其特征見表2。

礦石平均化學(xué)成分為:SiO2(97．00%)、Al2O3(0.76%)、Fe2O3(0．39%)，礦物成分主要為石英，含少量云母、長石，礦石類型主要為雪白色致密狀、乳白色致密狀。該礦床成因類型屬巖漿成因熱液脈石英礦床。由中生代燕山期花崗質(zhì)巖漿分異出富含SiO2的熱液，沿構(gòu)造作用形成的斷裂侵入于井潭組中，冷卻結(jié)晶形成脈石英礦體，并在過程中有大氣降水的混入(王云月，2022)。

變質(zhì)成因熱液型脈石英礦床

變質(zhì)成因熱液型脈石英礦床:以區(qū)域變質(zhì)或混合巖化作用產(chǎn)生的熱液為主。強烈的巖漿活動及構(gòu)造運動為變質(zhì)作用提供動力和熱源，含水的火成巖和基底原巖發(fā)生變質(zhì)作用，釋放出大量的水而形成變質(zhì)熱液，這些含礦溶液受構(gòu)造應(yīng)力作用沿韌性剪切帶運移，由于溫壓條件的變化，SiO2過飽和形成沉積，形成脈石英礦(顏玲亞等，2020)。

礦體圍巖為板巖、千枚巖、千枚狀砂巖、片巖、片麻巖和榴輝巖等，常有混合巖化。礦體呈整體脈狀，有的呈中間大兩端小的規(guī)則脈狀，有的呈不規(guī)則狀、囊狀、雞窩狀等，礦體規(guī)模不等。礦石色白質(zhì)純，是

生產(chǎn)高純硅的良好材料。礦石的礦物組成以石英為主，呈雪白色、乳白色，油脂光澤，貝殼狀斷口，礦體中偶夾圍巖團塊捕擄體，近礦圍巖常呈黑云母化和片理化，普遍變?yōu)楹谠颇钙瑤r和黑云母石英片巖。如潛山塘梨巖、蘄春靈虬山、東?？h紅土山、婁煩縣陽坡、太湖縣白石山、新縣方崗、銅鼓縣白石角、興國縣田福塅、安康市宋家煸、安康市火石梁、十堰市黃柿坪、樂安縣玉華山等礦床。

典型礦床為河南省新縣卡房脈石英礦床。礦床大地構(gòu)造位置處于秦－祁－昆造山系大別蘇魯?shù)貕K大別高壓－超高壓變質(zhì)折返帶(潘桂棠等，2009)，屬秦嶺－大別成礦省華北陸塊桐柏－大別Ag-Au-Cu-Zn-MoFe-金紅石—董石－珍珠巖—天然堿－石膏成礦亞帶(徐志剛等，2008)。經(jīng)歷了多次造山作用，印支期是大別山的主要變形期和高壓動力變質(zhì)時期，燕山期是主要的造山期，基底剪切引起地殼重熔(陳毓川等，2007)，導(dǎo)致大范圍的熱流變質(zhì)作用，強烈的造山運動、多期次的變質(zhì)作用、構(gòu)造運動和巖漿活動為石英脈的形成提供了豐富的物質(zhì)來源和運移沉淀通道(李光惠等，2020)。礦區(qū)內(nèi)脈石英賦存于下元古界卡房組下段，巖性主要為混合質(zhì)白云二長片麻巖為主，夾白云二長(斜長)片麻巖、淺粒巖、白云石英片巖、榴閃巖和斜長角閃巖?？ǚ狂妨男纬僧a(chǎn)生一系列的成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面，構(gòu)造和廣泛發(fā)育的張性裂隙為富含SiO2的流體提供了運移通道。為脈石英的充填就位提供了良好的賦礦場所。礦區(qū)發(fā)育大型石英脈一條，長約6km，寬40～70m，總體走向335°~340°,傾向北東，傾角80°,埋深＞100m。石英脈呈山脊地貌出露，巖石由石英－玉髓組成，為斷層破碎帶熱液填充。共發(fā)現(xiàn)寬度1～3m的脈石英16條(王紀平等，2021)，見圖6，分布于下元古界卡房組下段構(gòu)造裂隙中，脈石英產(chǎn)狀受褶皺和斷層構(gòu)造影響，呈北北西和北東東向斷續(xù)延伸。主要礦體為q1、q4、q7、q12，其特征見表3。礦物主要成分為石英，部分礦石含少量云母，礦石類型主要為雪白色砂糖狀致密狀、雪白色致密狀脈石英，成因類型屬變質(zhì)成因熱液型脈石英礦床。

文章來源于《中國脈石英礦成礦特征及成礦區(qū)帶劃分》，作者：王波，郝文俊，詹建華，張徐，陳軍元，于海軍等，內(nèi)容僅供參考，交流分享，轉(zhuǎn)載請注明出處！