全球高純石英原料礦床分布于美國(guó)、挪威、澳大利亞、俄羅斯、毛里塔尼亞、中國(guó)、加拿大等7個(gè)國(guó)家。
美國(guó)
斯普魯斯派恩礦床
斯普魯斯派恩高純石英原料礦坐落于美國(guó)北卡羅來納州西部米切爾縣的斯普魯斯派恩鎮(zhèn)。礦石的主要造巖礦物為斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英、白云母,幾乎不含鎂鐵質(zhì)礦物。石英的雜質(zhì)元素含量極低,經(jīng)機(jī)械和化學(xué)提純后,制得的高純和超純石英主要用于半導(dǎo)體晶圓、精密光學(xué)玻璃以及光伏、照明等產(chǎn)業(yè)。
該礦供給了全球90%以上的高純石英砂需求量,在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)甚至是唯一的來源地。2009年BBC稱此地為“地球上最具戰(zhàn)略價(jià)值的平方英畝”。
博維爾礦床
博維爾礦位于愛達(dá)荷州北部拉塔縣博維爾鎮(zhèn)。經(jīng)電子探針分析,礦石中石英晶體的純度大于99.9%,Al2O3、Fe2O3含量均低于40×10-6(I-Minerals,2014)。博維爾高純石英資源量巨大,采用傳統(tǒng)、類似斯普魯斯派恩礦的浮選提純工藝,即可生產(chǎn)高純石英砂,礦石的提純加工難度較低。
挪威
德拉格礦床
德拉格礦區(qū)地處挪威北部諾爾蘭郡廷斯菲尤爾峽灣(Tysfjord)西側(cè)的德拉格村附近,由分布在方圓5km2的數(shù)十個(gè)偉晶巖型的石英礦體組成。石英晶體純凈,粒徑平均6mm,流體和固體包裹體非常稀少,Al、Ti、Li、B等晶格雜質(zhì)元素均達(dá)到高純石英原料的質(zhì)量要求。
內(nèi)索登礦床
內(nèi)索登礦位于挪威西南部的霍達(dá)蘭郡的克文赫拉德市(Kvinnherad),礦石中的石英晶體較大,大小介于1μm~3cm之間,平均3mm;由于受加里東期之后構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響,石英晶體普遍強(qiáng)烈重結(jié)晶,流體包裹體廣泛發(fā)育,白云母、鉀長(zhǎng)石、方解石等固體包裹體也較為常見。
澳大利亞
燈塔礦床
礦床位于昆士蘭州北部的喬治敦區(qū)。礦床為熱液脈石英型,由東、西兩座狀似燈塔、高出地表約440m的石英山峰組成,因而得名燈塔礦床。礦石純凈、半透明或乳白色、塊狀,近直立狀充填于逆斷層中。經(jīng)ICP-OES測(cè)試,東、西礦體的礦石純度>99.90%,主要雜質(zhì)元素Al、Ti、Fe、P、Ca等含量均較低,經(jīng)簡(jiǎn)單機(jī)械提純后,純度即可達(dá)99.95%以上,證明燈塔礦床為優(yōu)質(zhì)的高純石英原料礦。
糖袋山礦床
礦床位于喬治敦區(qū),礦床為熱液脈石英型,呈北西-南東向充填在古元古代變質(zhì)巖系斷裂帶。礦石質(zhì)量極為優(yōu)質(zhì),原位SiO2純度可達(dá)99.99%以上。
目前,糖袋山礦床尚未開采和生產(chǎn)高純石英砂,但其探明和控制的資源量規(guī)??捎^,可露天開采;礦石原料SiO2純度達(dá)99.99%以上,使其開采和提純成本大大降低。
白泉和石英山礦床
礦床均為熱液脈石英型,成礦過程與燈塔礦床類似。白泉脈石英產(chǎn)于志留紀(jì)-泥盆紀(jì)的黑云母花崗閃長(zhǎng)巖中,石英山脈石英呈垂直筒狀產(chǎn)于元古宙艾恩斯利變質(zhì)巖系的黑云母片麻巖中。白泉礦的礦石質(zhì)量?jī)?yōu)異,原料SiO2純度達(dá)99.99%以上,高純石英的推斷資源量150萬噸;石英山礦石原料純度大于99.5%,符合JORC標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)測(cè)高純石英資源量1400萬噸(Solar QuartzTechnologies,2016),資源規(guī)模巨大。
克雷西克礦床
礦床位于澳大利亞維多利亞州中南部的克雷西克區(qū),東南距墨爾本市130km,南距巴拉臘特市20km。礦床為金礦尾礦型,由19世紀(jì)淘金熱開采金礦廢棄后的尾礦組成。礦石為尾礦中6~200mm的石英礫石,質(zhì)量?jī)?yōu)異,雜質(zhì)元素含量低,尤其是B和P含量很低。經(jīng)澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)采用傳統(tǒng)機(jī)械和化學(xué)提純工藝處理后,制得的高純石英砂SiO2純度可達(dá)99.995%。
俄羅斯
克什特姆礦床
克什特姆礦床位于俄羅斯車?yán)镅刨e斯克州的克什特姆市,東南距離車?yán)镅刨e斯克市100km。礦床為熱液脈石英型,賦存于上太古界烏法雷變質(zhì)雜巖系的片麻巖和混合巖中。脈石礦物主要有長(zhǎng)石、云母、碳酸鹽、鋯石、獨(dú)居石等。礦區(qū)總長(zhǎng)15km,寬1~3km,面積20km2,石英儲(chǔ)量136萬噸。用作高純石英原料的主礦體為175號(hào)脈,呈北東-南東向分布在卡拉巴什市(Karabash)西側(cè)。2014年,IMCMontan公司按照J(rèn)ORC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)175號(hào)脈進(jìn)行儲(chǔ)量評(píng)估,顯示該礦體高純石英原料礦儲(chǔ)量超過50萬噸。
薩蘭保爾礦床
薩蘭保爾礦床地處俄羅斯?jié)h特-曼西自治區(qū)別列佐夫斯基區(qū)的西北緣,礦石半透明-透明狀,呈玻璃光澤;脈石礦物包含少量云母、方解石、綠泥石、磷灰石以及微量的黃鐵礦、榍石。礦床主要由嘟嘟、內(nèi)斯特舒爾和庫斯奧伊卡3個(gè)礦區(qū)組成。嘟嘟礦區(qū)資源量最大。根據(jù)2014年3個(gè)礦區(qū)的勘探報(bào)告,可用作高純石英的資源量為33萬噸。此外,在礦區(qū)范圍外發(fā)現(xiàn)有多條尚未勘探的石英脈,遠(yuǎn)景資源量可能更為可觀。
毛里塔尼亞
烏姆阿奎尼納礦床
礦床位于毛里塔尼亞西部的努瓦迪布灣省。礦床為熱液脈石英型,以巖墻脈狀侵入太古宙雷吉巴特地盾的花崗片麻巖和片巖中。礦石呈淺灰色的半透明狀、光滑透明狀,部分采樣礦石的SiO2含量大于99.8%。地表出露的礦體表現(xiàn)為破碎的大塊脈石英礫石,其上覆蓋少量紅土。石英的推斷資源量500~1000萬噸,但因缺少鉆孔驗(yàn)證和測(cè)試分析以及必備的選礦實(shí)驗(yàn),可用作高純石英原料的資源量不明。
查米礦床
查米礦床位于努瓦迪布灣省東部,距烏姆阿奎尼納礦20km。礦床成因、礦石類型、圍巖、賦存特征與烏姆阿奎尼納礦類似,礦石SiO2含量為98%~99.9%。部分礦石樣品經(jīng)安扎普蘭公司提純后檢測(cè),純度和質(zhì)量可達(dá)IOTA4標(biāo)準(zhǔn)。
加拿大
約翰比茲高純石英原料礦
在加拿大魁北克省東南部約翰比茲灣的海岸帶,10條北東-南西向的熱液脈石英礦體出露地表,即約翰比茲高純石英原料礦。礦區(qū)西距圣皮埃爾港68km,距七島港300km。區(qū)內(nèi)主要有元古宙石英巖、輝長(zhǎng)巖、花崗片麻巖。加拿大PLA公司對(duì)礦區(qū)的典型礦脈進(jìn)行采樣,并委托安扎普蘭公司分析礦石質(zhì)量,結(jié)果顯示礦石的SiO2含量為98.7%~99.6%,雜質(zhì)元素B和P的平均含量分別低于0.25×10-6和0.2×10-6,可用來生產(chǎn)光伏石英坩堝。
中國(guó)
靈虬山脈石英礦