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高纯石英是由水晶、脉石英、花岗伟晶岩等矿石作为原料经提纯后的一种矿产品，是硅产业高端产品的物质基础，广泛应用于战略性新兴产业。

全球高纯石英原料矿床主要分布于巴西、美国、加拿大、挪威、澳大利亚、俄罗斯、中国等。据美国地质调查局统计数据，截至2019年底，全球高纯石英原料矿产资源约7300万t，其中，巴西是全球第一大资源量国，资源量为2111万t，矿石类型主要为天然水晶；美国是第二大资源量国，资源量为1822万t，矿石类型主要为花岗伟晶岩型石英。加拿大位列全球第三，资源量为1000万t，矿石类型主要为脉石英。

国际上公认的是美国的花岗伟晶岩型石英矿床，以储量大、品质好最为著名。我国高纯石英原料矿以脉石英和水晶为主，资源量共计为685万t，其中水晶资源量仅为0.69万t。我国的高纯石英原料矿床主要分布在湖北蕲春（灵虬山脉石英矿SiO2含量为99.35%）、江苏东海（SiO2含量为99.19%）、安徽旌德（版书乡龙川脉石英矿SiO2含量为99.01%）和太湖等地区，其中以江苏东海的水晶品质最为优越，但保有资源量已接近枯竭。另外在安徽凤阳、江苏新沂、新疆阿勒泰地区也有分布。

今天，一起看看全球七大国高纯石英原料矿分布，纯度超乎你想象！

美国

1.1 斯普鲁斯派恩矿床

斯普鲁斯派恩（Spruce Pine）高纯石英原料矿坐落于美国北卡罗来纳州西部米切尔县（Mitchell County）的斯普鲁斯派恩镇。采矿区有超过100年的悠久采矿历史。石英的杂质元素含量极低，经机械和化学提纯后，制得的高纯和超纯石英主要用于半导体晶体、精密光学玻璃以及光伏、照明等产业。该矿供给了全球90%以上的高纯石英砂需求量，在相当长时间内甚至是唯一的来源地。2009年BBC称此地为“地球上最具战略价值的平方英亩”（Nelson，2009）。

斯普鲁斯派恩矿床

1.2 博维尔矿床

博维尔矿位于爱达荷州北部拉塔县博维尔镇(Bovill，Latah County)。经电子探针分析，该矿石中石英晶体的纯度大于99.9%。2010年，艾矿产股份公司(I-Minerals，Inc.)完成预可行性研究，研发出SiO2纯度为99.9%~99.997%的高纯石英砂产品。矿床钾长石和石英的探明资源量437.8万吨，控制资源量885.7万吨，共计1323.5万吨( I-Minerals，2020a)。博维尔矿高纯石英资源量巨大，矿石的提纯加工难度较低。采用传统浮选提纯工艺，即可生产高纯石英砂。

高纯石英矿石

澳大利亚

澳大利亚的石英资源非常丰富，主要分布于昆士兰州北部、维多利亚州和西澳大利亚州。其中，昆士兰州北部为主要的高纯石英原料矿来源地，目前已发现灯塔（Lighthouse）、糖袋山（Sugarbag Hill）、白泉（White Springs）、石英山（Quartz Hill）等多处矿床。

2.1 灯塔矿床

矿床位于昆士兰州北部的乔治敦区(Georgetown)。艾恩斯利(Einasleigh) 镇在矿区西南16km，是最近的城镇。灯塔矿床由东、西两座状似灯塔、高出地表约440m的石英山峰组成，因此得名。该矿区矿石纯净、呈半透明或乳白色、块状，近直立状充填于断层中。经测试东、西矿体的矿石纯度＞99.9%，主要杂质元素Al、Ti、Fe、P、Ca 等含量均较低，经过简单机械提纯后，纯度即可达99.95%以上，证明灯塔矿床为优质的高纯石英原料矿。

灯塔矿（引自ROCKFIRE RESOURCES官网）

2.2 糖袋山矿床

矿床位于乔治敦区（Georgetown），西北距离乔治敦镇约25km，东距灯塔矿60km。矿石质量极为优质，原位SiO2纯度可达99.99%以上。2016年普查结果表明，矿体长约600m，平均厚度20m，钻孔揭示矿体深度60~80m(Alper，2019)。经取样测试和选矿提纯实验，可制得高纯石英砂纯度达99.995%~99.999%，满足太阳能和半导体产业的质量要求。目前，糖袋山矿床尚未开采和生产高纯石英砂，但其探明和控制的资源量规模可观，可露天开采。

糖袋山矿区

2.3 白泉和石英山矿床

从乔治敦镇到惊喜山镇(Mt.Surprise)的1号公路沿线分布着白泉和石英山矿。矿床均为热液石英脉型。白泉矿的矿石质量优异，原料SiO2纯度达99.99%以上，被推断高纯石英的资源量150万吨。石英山矿石原料纯度大于99.5%，预测高纯石英资源量达1400万吨，资源规模巨大。白泉矿可生产的高纯石英砂纯度涵盖99.99%~99.999%，年产高纯石英砂3万吨，应用于光伏和半导体产业领域。目前，石英山矿床尚未进入开采期。

1号公路沿线

2.4 克雷西克矿床

矿床位于澳大利亚维多利亚州（Victoria）中南部的克雷西克区（Creswick）。矿床为金矿尾矿型，由19世纪淘金热开采金矿废弃后的尾矿组成(Hughes，2013) 。矿石是尾矿中6～200mm的石英砾石，质量优异，杂质元素含量低，尤其是B和P含量很低，可用于液晶显示器、光伏、半导体、光学玻璃等产业。经澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO) 采用传统机械和化学提纯工艺处理后，制得的高纯石英砂SiO2纯度可达99.995%。

克雷西克矿区

俄罗斯

在俄罗斯乌拉尔山脉的东侧，有2处高纯石英矿床，分别是亚极地乌拉尔的萨兰保尔(Saranpaul)矿床和南乌拉尔的克什特姆(Kyshtym) 矿床。其中，克什特姆矿的规模较大，开发程度高，其高纯石英产品质量优，在国际市场占有一定比例。

3.1 克什特姆矿床

克什特姆矿床位于俄罗斯车里雅宾斯克州（Chelyabinsk）的克什特姆市( Kyshtym)，东南距离车里雅宾斯克市100km。矿床为热液脉石英型。矿区总长15km，宽1~3km，面积20km2，石英储量136万吨。矿床开发始于20世纪60~70年代，至今已超过50年。早期采矿主要用于建筑材料、玻璃等传统行业。2011年之后开始开采生产高纯石英砂。2022年产能预计达6000吨/年，矿山可满足满负荷生产30年服务年限。

石英矿

3.2 萨兰保尔矿床

萨兰保尔矿床地处俄罗斯汉特－曼西自治区(Khanty-Mansi Autonomous Okrug-Ugra) 别列佐夫斯基区(Berezovsky District) 的西北缘，东南距萨兰保尔村( Saranpaul＇)85km。矿床为热液脉石英型。矿石呈半透明－透明状，玻璃光泽。根据2014年矿区的勘探报告，可用作高纯石英的资源量为33万吨 (Development Corporation JSC，2017)。此外，在矿区范围外发现有多条尚未勘探的石英脉，远景资源量可能更为可观。

萨兰保尔地区

毛里塔尼亚

4.1 乌姆阿奎尼纳矿床

矿床位于毛里塔尼亚西部的努瓦迪布湾省(Dakhlet Nouadhibou)，西距努瓦迪布（Nouadhibou）港口130km。矿床为热液脉石英型。矿石呈浅灰色的半透明状、光滑透明状，部分采样矿石的SiO2含量大于99.8%。地表出露的矿体表现为破碎的大块脉石英砾石，其上覆盖少量红土。石英的推断资源量为500~1000万吨(Feytis，2010)，但因缺少钻孔验证和测试分析以及必备的选矿实验，可用作高纯石英原料的资源量不明。截至目前未进行有效的采矿活动。

乌姆阿奎尼纳矿床

4.2 查米矿床

查米矿床位于努瓦迪布湾省(Dakhlet Nouadhibou)东部，距乌姆阿奎尼纳矿20km。矿床成因、矿石类型、围岩、赋存特征与乌姆阿奎尼纳矿类似，矿石呈半透明状、光滑透明状，矿石SiO2含量为98% ~99.9%。表层2.7m以上矿体的高纯石英原料探明储量72.5万吨; 2.7m以下矿体可延伸至8m，探明储量有进一步扩大的空间。

毛里塔尼亚优质石英矿

加拿大

在加拿大魁北克省东南部约翰比兹湾(Johan Beetz Bay) 的海岸带，10条北东－南西向的热液脉石英矿体出露地表，即约翰比兹高纯石英原料矿。结果显示矿石的SiO2含量为98.7%~99.6%，杂质元素B和P的平均含量分别低于0.25×10-6和0.2×10-6，可用来生产光伏石英坩埚。在计入采矿损失后，2号脉和9号脉地表矿体的高纯石英控制资源量分别为174.3万吨和50.7万吨，合计225万吨(Bathalon，2014)。

约翰比兹湾(Johan Beetz Bay) 海岸带

挪威

作为南北狭长的山地之国，挪威的石英资源非常丰富，并且拥有TQC、埃肯股份( Elkem ASA) 等全球石英产业巨头。挪威地质调查局根据境内石英矿石的测试数据，还提出一套基于晶格杂质元素含量的高纯石英质量评价指标(Müller et al., 2007; Müller et al., 2012)。当前，北部的德拉格矿床和南部的内索登(Nesodden) 矿床是挪威主要的高纯石英原料产地。

6.1 德拉格矿床

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(Drag)附近，由分布在方圆5km2的数十个伟晶岩型的石英矿体组成。石英晶体纯净，粒径平均6mm，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( Müller et al，2012)。德拉格矿区的开采始于1907年。早期的矿山以露天方式开采伟晶岩中的钾长石，到了1996年开始采矿生产用于光学、照明设备、光伏的高纯石英砂。

德拉格矿区地质简图

（引自 Müller et al., 2012）

6.2 内索登矿床

内索登矿(Nesodden)位于挪威西南部的霍达兰郡的克文赫拉德市(Kvinnherad)。矿体长约580m，宽15m，延伸150m，矿石中的石英晶体较大。截至目前，尚未开采内索登高纯石英矿。但是，该矿对高纯石英砂及制品行业具有相当大的影响。矿床的资源量大且矿区高纯石英的后备资源相当丰富。在断裂带北段也发现了克瓦维克( Kvalvik) 热液脉石英矿，推断资源量70万吨，其矿石质量与内索登矿类似，可用作高纯石英原料。

内索登矿区地质简图

（引自Axel Müller et al., 2012）

中国

近年来，我国一些石英砂矿山企业正努力研发高纯石英的提纯工艺，取得了突破性进展。湖北蕲春、江苏东海、安徽旌德和太湖等地的优质热液脉石英可能具有高纯石英原料的潜力(焦丽香，2019)。灵虬山脉石英矿位于湖北省蕲春县西北约20km的横车镇。钻孔取样分析结果表明，矿石几乎全由石英组成，晶体粒径1~2mm。矿石SiO2纯度＞99.35%，Al2O3＜0.22%，Fe2O3＜0.02%。目前，灵虬山石英矿采用露天开采，其设计矿山规模为年采1.5万吨矿石。

（文章部分内容来源于中科院地质地球所）

来源：国际能源网/光伏头条

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