脉石英(Vein Quartz)

如题所述

一、概述

脉石英是一种几乎全部由致密石英块体组成的脉状体,是近年来受到研究开发机构强烈关注的一个矿种。天然脉石英的SiO2含量一般高于99%,故比较容易加工成SiO2含量高于99.9%的高纯石英砂。而高纯石英砂是现在市场上紧缺的矿种,价格高,质量要求更高的高纯石英砂目前还只能依赖进口。

二、矿物性质

脉石英不是矿物学名称,而是石英呈脉状产出的集合体。因此,脉石英实质上还是石英,与一般石英有基本相同的物化性质。一般呈无色、乳白色,油脂或玻璃光泽,透明或半透明,硬度为7,密度为2.65g/cm3。脉石英化学性稳定,除氢氟酸外,不溶于任何酸,但能溶于碱性溶液中。

脉石英的化学成分主要是SiO2,含量常高达99%以上,其他成分如Al2O3、Fe2O3、SO3、Cl-等含量很少。

三、用途

1)作冶金熔剂。

2)作为高纯石英砂的原料。脉石英经过物理、化学方法提纯,可制成高纯石英砂。高纯石英砂的高档产品被广泛应用于大规模集成电路、光纤、激光、航天、军事领域中,还被应用于塑料材料,它和环氧树脂、固化剂、多种添加剂等复合使用,可以节约封装成本。还可用作电子基板材料,用于制备单晶硅、多晶硅等。

3)作为特种玻璃的原料。石英玻璃具有一系列优良的物化性能,如耐温性高达1100~1200℃,比普通玻璃高800℃,是透明的耐火材料,热膨胀系数小,仅为5.5×10-7/℃,相当于普通玻璃的1/20,具有极佳的透光性能,紫外线、可见光等均可透过,具有良好的电绝缘性,20℃时电阻率为1018Ω·cm,绝缘强度为250kV/cm。

4)由于脉石英是脉状体,而且质地坚硬,开采成本高于石英砂、石英砂岩和石英岩,所以在制造平板玻璃时很少用。

四、地质特征

脉石英矿床产出的大地构造环境为地缝合带附近、弧后岩浆带及其继承性地区,含矿热液充填作用形成。脉石英分布极为普遍,几乎在所有地层中都有产出,但能形成矿床者不多,一般在古代变质岩系中比较常见,含矿围岩多为片麻岩类。伟晶岩脉则多产于花岗岩中,矿体呈脉状产出,脉长一般数十米至数百米不等,厚数米至数十米,以单矿脉或多矿脉出现。现以下面的两个矿床实例说明其矿床地质特征。

新疆哈密尾垭脉石英矿床,矿体赋存于古生代侵入体中,长620 m,厚15~60 m,延伸大于150 m。呈似层状产出,基本裸露地表。矿体顶板为闪长岩,底板为花岗闪长岩,节理十分发育,并有细小的晶洞存在。矿物成分主要为石英,含量在98%以上,少量长石、铬铁矿、斑铜矿、次生绢云母、高岭土等。化学成分SiO2含量大于98.9%,Al2O3 0.87%、Fe2O3 0.1%。矿石硬度大,但性脆,破碎度良好。矿床规模中等,质量良好,已被开采利用。

湖北圻春灵虬山脉石英矿床位于圻春县城北西13km,属高温热液脉石英矿床,矿体呈脉状及平缓斑状产于变质岩中,长250~280 m,厚13~40.8 m,宽200 m。化学成分 SiO2 99.35%,Al2O3 0.22%、Fe2O3 0.03%。矿石硬度大,性脆,节理裂隙发育,可露采。部分脉石英矿床的简要特征列于表2-47-1中。

表2-47-1 中国部分脉石英矿床的地质特征

五、矿床分布

全国共有产地53处,大部分为小型矿床,分布在18个省、自治区、直辖市。

六、可供资源

据2005年国土资源部《全国矿产资源储量通报》提供的数据,冶金用脉石英矿床已探明30处,探明储量2618×104t,分布于12个省、自治区、直辖市,保障冶金用应该没有问题。探明玻璃用脉石英矿床24处,探明储量4857.5×104t,分布于11个省、自治区、直辖市。玻璃用硅质原料来源比较广,除脉石英外,还有石英砂、石英砂岩和石英岩。这些矿产的储量都很大,达47×108t,供应玻璃用应不成问题,再加上脉石英硬度大、难开采、难加工、成本高等因素,实际上平板玻璃厂很少用脉石英作原料。脉石英最大的出路是加工成高纯石英砂,那样附加值就会大大增加,可惜现在提纯技术尚未突破瓶颈,还有待于进一步的努力,方能使脉石英得以物尽其用。

表2-47-2 中国玻璃用脉石英矿床查明资源储量的情况

(据国土资源部《全国矿产资源储量通报》,2005)

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