摘要：石英工业类型有天然水晶、石英岩、石英砂岩、石英砂、粉石英、脉石英及花岗岩石英七类，江西石英类型齐、分布广、储量大，其中粉石英和脉石英资源储量位居全国第一。高纯石英应用于半导体芯片、太阳能光伏、光纤通信、航空航天、精密光学和特种玻璃等高新技术领域。高纯石英原料研究是当前我国石英研究的前沿方向，本文研究认为特定地质条件下形成的花岗岩石英和石英岩是有利的高纯石英原料。针对江西石英资源开发利用现状及存在问题，提出开展不同类型石英资源开发利用调研，摸清江西石英高新产业应用情况；将高纯石英用硅质原料列入省重点支持勘查矿种，加大找矿和科研攻关力度，为江西新兴产业高速发展提供资源保障；建立石英原料分类分级评价方法，促进优质石英资源科学、高效利用；依托区位及资源优势，建立石英资源开发利用基地，促进产业发展等四点建议。
石英一般指低温石英(α石英），广义的石英还包括高温石英(β石英）和柯石英等，是自然界最常见的造岩矿物之一。石英主要成分是SiO2，无色透明，但常因含一些包裹体和微量元素而显示不同的颜色，一般为白色、无色、烟灰色，玻璃光泽，断口油脂光泽，比重2.22~2.65，莫氏硬度7.0，PH值6.0，熔点1750℃,具压电性。石英无毒、无味、无污染、耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热性差、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大，广泛应用于玻璃、耐火材料、陶瓷、铸造、化工、环保、研磨、建筑材料等行业，其中玻璃制造业、建筑材料行业对石英资源的需求大，需求量以8%的速度逐年增长。优质石英原料提取的高纯石英广泛应用于半导体、航空航天、军事、通讯、光伏等高技术产业被列为战略性新兴材料，目前我国石英低端产品自给自足，中高端产品主要依赖进口（郝文俊，2020；颜玲亚，2020）。
江西地跨扬子和华夏两个古板块，地质历史演化时间长，岩浆活动频繁，变质作用富有特色，形成了多种成因类型的石英资源，资源优势明显，尤其具有形成高纯石英矿物原料的地质条件。本文梳理了江西省石英资源现状及分布特征，分析了石英资源的应用现状，探讨了花岗岩石英、石英岩作为高纯石英原料利用的可行性，进一步提出了江西石英资源开发利用建议，以期能够引起省层面的重视及业界同仁的关注。
1、资源现状及分布特征
江西石英资源丰富，按工业类型主要有天然水晶、石英岩、石英砂岩、石英砂、粉石英、脉石英及花岗岩石英7类（表1）。据江西省矿产资源储量表（截止2019年底），江西省已知石英矿产地244处（图1a），查明资源储量524605.2千吨（图1b），从矿产地数量来看，以脉石英最多，占一半以上，其次为石英岩和石英砂岩，占比分别为22%、15%，再次为粉石英和石英砂，占比小于5%，最少为天然水晶，仅占1%；从查明资源储量来看，以石英砂岩、石英岩和石英砂为主，三者之和占已查明资源总量的90%，其它为脉石英和粉石英，占比分别为6%、4%，天然水晶查明资源量极少，占比约万分之一。江西已查明石英资源量在全国总体排名靠前，其中粉石英和脉石英以占比超过25%排名全国第一。
1.1天然水晶
天然水晶主要有石英脉型和伟晶岩型，石英脉中发育的水晶晶洞一般位于脉体的膨大部位或交叉部位，伟晶岩中发育的水晶晶洞一般位于核部。江西脉石英及伟晶岩数量多、分布广，水晶矿点屡有发现，已发现的天然水晶矿（化）点100余处，多因不形成规模开发利用程度不高，其中上表天然水晶矿仅有庐山市枭木山和高安市大族馒头山，矿区资源枯竭，均已停采。
1.2石英岩
石英岩是一种主要由石英组成的变质岩，由石英砂岩或其它硅质岩石经区域变质作用重结晶形成。江西已上表石英岩矿产地53处，查明资源储量157263.56千吨。已知石英岩矿主要分布于罗霄—诸广隆起的井冈山—遂川一带，以及九岭隆起的武宁、修水、庐山、靖安、奉新、铜鼓、宜丰、万载、高安等地区；武功山隆起萍乡—安福、武夷隆起石城—广昌，万年推覆隆起德兴—乐平等地区零星分布。
1.3石英砂岩
石英砂岩是一种固结的海相、湖相沉积型砂质岩石，其中石英含量大于90%。江西已上表石英砂岩矿37处，查明资源储量173740.3千吨。已知石英砂岩矿主要分布于赣东北的乐平、玉山、广丰、贵溪、弋阳、余江等地区，以及吉安地区；赣北瑞昌、铜鼓以及赣南瑞金、信丰、全南等地区零星分布。江西石英砂岩主要赋存于晚古生代以来的沉积盖层中，以泥盆—侏罗纪地层为主，含矿地层有泥盆纪跳马涧组、灵岩寺组、云山组、中棚组、嶂岽组、洋湖组、观山组、擂鼓台组，石炭纪藕塘底组，二叠纪乐平组，三叠纪安源组和侏罗纪水北组、漳平组。
1.4石英砂
石英砂是由花岗岩、石英岩、石英砂岩和脉石英等经自然风化、搬运而形成的一种以石英为主要矿物成分的砂状石英矿物原料。江西已上表石英砂矿9处，查明资源储量141001.27千吨。已知石英砂矿主要分布于环鄱阳湖地区，包括湖口、都昌、庐山、永修等，大型规模有永修县松门岛石英砂矿区和湖口县柘矶石英砂矿区；其它在瑞金、上高等地区零星分布。江西石英砂主要来源于现代湖泊的湖相沉积石英砂以及河流沿岸的冲积砂，分为湖成型和河成型，湖成型以大规模的湖泊最为发育，鄱阳湖为中国最大的淡水湖泊，石英砂资源丰富；河成型以大型河流较发育，如赣江、抚河、饶河、信江、修河五大河流沿岸。
1.5粉石英
粉石英是一种颗粒极细、二氧化硅含量很高的天然粉状石英。江西已上表粉石英矿11处，查明资源储量22201.1千吨。已知粉石英矿主要分布于赣西萍乡、宜春、莲花、安福等地区；赣东北婺源、上饶和赣南信丰、于都等地区零星分布，其中萍乡市荷家塘、宜春市麦田、安福县材家岭和信丰县罗峰头四个矿区达中型规模。江西粉石英矿属硅质岩（微晶石英岩）风化型矿床（方邺森，2010），赋矿层位主要为石炭—二叠纪地层，尤其较集中分布于中二叠世茅口组、车头组的硅质岩建造中。
1.6脉石英
脉石英结晶颗粒粗大，化学成分很纯，SiO2含量一般达98%以上。江西已上表脉石英矿131处，查明资源储量30398.88千吨。已知脉石英矿数量多、分布广，以小型为主，规模大者较少，中型脉石英矿仅有新干县大峰山、峡江县金江乡南坑和崇义县展脑三处。脉石英一般与岩浆热液作用有关，主要沿断裂充填形成，在花岗岩和变质岩区最为发育，据《中国矿产地质志?江西卷》，修水、庐山、万载、高安、新余、崇仁、黎川、玉山等地的脉石英矿，石英质量较好，矿石呈乳白色-无色，透明-半透明炒股配资安全，矿石SiO2含量99%以上，Fe2O3含量0.04%以下。隆起区的区域性断裂及次一级断裂常形成大规模的脉石英矿，在幕阜山、九岭、武功山、武夷山、雩山、南岭地区找矿前景最大。
1.7花岗岩石英
江西花岗岩极为发育，出露面积35000km2，占全省面积的23.1%，相较于其它类型石英，花岗岩石英具有显著的规模优势、广阔的开发利用前景，但花岗岩石英因含量偏低（一般20-35%），目前开发利用程度较低，主要作为尾矿和伴生矿产利用。
2、石英应用现状及高纯石英原料选择
石英矿床工业类型与工业应用特点有着密切的关系，汪灵根据不同矿床工业类型石英特点梳理总结了工业应用的特点（汪灵，2019）。高纯石英是国家战略性产业和支柱性产业发展过程中不可替代的基础性材料，是半导体芯片、太阳能光伏、光纤通信、航空航天、精密光学和特种玻璃等高新技术产业不可缺少且无法替代的重要功能性材料，是真正“卡脖子”的矿物资源，因其重要的战略地位，被称为二氧化硅中的“大熊猫”（王九一，2022）。
高纯石英原料是指经提纯工艺能提取高纯石英的石英原料，高纯石英原料研究是当前我国石英研究的前沿方向（陈军元，2020；王九一，2021）。天然水晶是最初生产高纯石英的原料，但因储量小、价格昂贵，难以满足大规模工业生产的需求。汪灵（2014）研究指出，脉石英和花岗岩石英是替代天然水晶加工高纯石英中端和高端产品的理想原料，但并不是所有的脉石英和花岗岩石英都能够加工高纯石英，能够加工高端产品的只是极少数，甚至是极个别。前人（田青越，2017；汪婷，2018；王云月，2020）已开展了很多脉石英作为高纯石英原料的研究工作，取得了显著成果，但花岗岩石英和石英岩的研究程度较低，近年来，江西省地质调查研究院开展了相关研究工作，认为特定地质条件下形成的花岗岩石英和石英岩是潜在有利的高纯石英原料。
2.1花岗岩石英
花岗岩石英因其结晶缓慢且时间长，本身比较纯净，是提取高纯石英的理想原料，全球最知名的IOTA系列高纯石英砂来源于美国斯普鲁斯派恩地区的白岗岩，国内已有研究成果证实，某些特定地质条件下形成的花岗岩石英可提取高纯石英（张晔，2012；张研研，2018；丛金瑶，2019；赵金洲，2022）。经大量调查及综合研究，作者认为伟晶岩、伟晶花岗岩和白云母伟晶花岗岩是潜在有利的高纯石英原料，已发现规模大、品质优的高纯石英原料，以宜黄棠阴和宁都王西村为代表。
宜黄棠阴伟晶岩①,呈带分布，侵入中细粒黑云母二长花岗岩中，其中规模较大的伟晶岩5条，呈大脉状、囊状，长轴呈NEE走向，长265-650米，宽6-80米，总体倾向NNW，局部倾向SSE，产状较
陡，一般65-85°。伟晶岩主要由长石、石英和白云母组成，其次为电气石，以石榴子石为特征矿物。棠阴伟晶岩中优质石英主要杂质元素Al54.34×10-6、Li0.34×10-6、Ti25.46×10-6，具有提纯至99.992%以上级别高纯石英的潜力；一般石英杂质元素Al54-200×10-6，Li0.33-17×10-6，Ti3-40×10-6，具有提纯至99.98%以上级别高纯石英的潜力。
宁都王西村白云母伟晶花岗岩②,呈岩瘤状产出，平面呈不规则椭圆状，走向近东西，长大于300米，宽约160米，赋存于中粗粒斑状黑云母二长花岗岩中，白云母伟晶花岗岩主要矿物为长石、石英和白云母，暗色矿物极少。王西村白云母伟晶花岗岩石英主要杂质元素含量Al54.94×10-6、Ti13.71×10-6、Li1.03×10-6，具有提纯至99.991%以上级别高纯石英的潜力，预测大型及以上规模。
2.2石英岩
石英岩由石英砂岩或其它硅质岩经变质作用而形成，变质作用使石英内部原有的杂质元素迁移，从而提高了石英的纯度。Mülleretal（2007）研究了挪威北部蓝晶石石英岩，分析发现石英中的杂质元素含量低、流体包裹体少、石英与其它矿物的颗粒边界多为平直面等优点。杨晓勇（2021）认为退变质作用影响了石英原有微量元素组成，在退变质过程中，石英发生了晶格恢复，伴随着颗粒边界区缩小、晶界迁移的过程，这有利于愈合石英的晶格缺陷，将晶格中的杂质元素（如Al、Ti等）驱逐到颗粒边界或浓缩到包裹体中。
江西石英岩主要分布于前寒武纪变质地层中，代表性含石英岩地层有南华纪下坊组、沙坝黄组、洪山组，震旦纪老虎塘组和寒武纪外管坑组等，广泛分布于赣中南地区。石英岩SiO2含量达98%以上，叠加岩浆接触热变质作用或某些正相关的构造作用，石英可进一步天然再净化，石英内部气液包裹体极少，SiO2含量提高到99%以上，初步判断具备优质高纯石英原料的潜质。
3、开发利用建议
（1）建议开展不同类型石英资源开发利用调研，摸清江西石英高新产业应用情况。
随着社会经济及科技高速发展，除传统行业对石英资源的需求稳步增长外，半导体、光伏、通讯等行业异常火爆，石英资源的需求量大幅增长，加之优质石英资源紧张，我国石英资源总体产能不足、供给有限。另一方面，高科技领域对石英纯度要求越来越高，高纯石英已被一些大国、强国列为战略资源（郭佳，2018；陈其慎，2021），中高端高纯石英砂的生产技术被各国政府列入高技术领域而受到严格保护。
江西石英资源丰富，以往未开展过全省范围的资源及其开发状况系统调查和研究，通过开展不同类型石英资源开发利用调研，了解资源及其开发利用现状，分析供需形势，尤其是石英矿物原料资源品质、产业链延伸情况，在高新技术产业中的应用情况，为江西高新技术产业发展和相关产业发展规划提供技术支撑。
（2）建议将高纯石英用硅质原料列入省重点支持勘查矿种，加大找矿和科研攻关力度，为江西新兴产业高速发展提供资源保障。
高纯石英是高端技术领域的关键基础原料，具有保障芯片安全、光纤安全、光伏安全、高端器件安全的国家战略意义，2018年11月7日，国家统计局发布的《战略性新兴产业分类（2018）》，首次将高纯石英提升到国家战略资源的高度。《江西省国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》指出，要深入推进工业强省战略，立足优势发展聚焦航空、电子信息、装备制造、中医药、新能源、新材料等新兴产业，大力实施“2+6+N”产业高质量跨越式发展行动，坚决打好产业基础高级化、产业链现代化攻坚战，打造全国传统产业转型升级高地和新兴产业培育发展高地。随着江西电子信息（印刷电路板、光电显示、半导体照明）、新能源（光伏）、新材料（半导体新材料）等产业聚集发展，对高纯石英的需求呈持续增长态势，如果不能解决好资源这个源头问题，进口依赖程度将持续加大。为更好地培育新的高科技产业增长点，促进江西经济高质量发展，建议将高纯石英用硅质原料列入省重点支持勘查矿种，加大财政资金投入，引导社会资金投入，鼓励和支持地勘单位及科研院所开展资源调查与评价、选矿提纯等关键技术科研攻关，弥补上、中游产业短板，打造高纯石英利用全产业链。
（3）建议建立石英原料分类分级评价方法，促进优质石英资源科学、高效利用。
石英既是大宗用量的非金属矿产，又是高端技术急需矿产，江西石英资源的开发利用存在优质
资源低质利用的突出问题，造成优质石英资源的流失和浪费，究其原因主要是对石英原料评价及其应用研究不够深入所致。因此，开展石英原料的综合评价至关重要，建议按照应用领域，对江西主要石英原料开展应用适应性研究，建立原料分类分级评价方法，以利于资源的分级开发，科学利用。保护优质资源，保障高科技领域对高纯石英原料的需求。
（4）建议依托区位及资源优势，建立石英资源开发利用基地，促进产业发展。
江西石英资源丰富，依成因类型而相对集中分布，一些地区不乏规模大、品质优的高纯石英原料，建议地方政府依托资源优势，建立石英资源开发利用基地；进一步优化资源配置、制定优惠政策，建设现代化高标准石英产业园区，吸引社会资本投资建厂，大力推进石英产业聚集和发展，打造高纯石英产业基地。
4、结论
江西石英资源类型齐、分布广、储量大，其中粉石英、脉石英是优势矿产，资源
储量位居全国第一。石英类型决定产业应用，石英岩、石英砂岩和脉石英是重要的玻璃原料，粉石英和脉石英是硅微粉的主要原料，花岗岩石英和石英岩是有利的高纯石英原料。
针对江西石英资源开发利用现状及存在问题，提出了四点建议：1）建议开展不同类型石英资源开发利用调研，摸清江西石英高新产业应用情况；2）建议将高纯石英用硅质原料列入省重点支持勘查矿种，加大找矿和科研攻关力度，为江西新兴产业高速发展提供资源保障；3）建议建立石英原料分类分级评价方法，促进优质石英资源科学、高效利用；4）建议依托区位及资源优势，建立石英资源开发利用基地，促进产业发展。
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