基于高纯石英应用的脉石英矿物学研究

Vein quartz is one of the ideal raw materials for processing high purity quartz. It has important industrial value and big application advantages for high purity quartz. Being aimed at the mineralogical problems during process high purity quartz by using vein quartz, we chose the vein quartz as our researching samples that occurred in country rocks of magmatic, sedimentary and metamorphic rocks as well as with high content of SiO2 and big potential in industry application. We carry out the applied mineralogy research using the modern testing techniques of mineralogy-petrology. We focus on the characteristics of macrostructure and optical properties, harmful minerals, quartz crystal structure and crystallization, quartz microelement and crystal chemical, and inclusions. Moreover, we will further study the relation of the mineral characteristics and processing high purity quartz, illuminate the application significance of high purity quartz, reveal the application mechanism in high purity quartz, and clarify the mineral characteristics and identification mark of high quality vein quartz. Our work will get the theory and technology of selection, evaluation, detection and utilization of vein quartz mineral resources for top product of high purity quartz.

脉石英是加工高纯石英的理想原料之一，在高纯石英这一新用途中，具有重要工业价值和很大应用优势。针对脉石英在高纯石英应用中迫切需要解决的矿物学问题，在产于岩浆岩围岩、沉积岩围岩和变质岩围岩的脉石英中，选择SiO2含量高、工业应用潜力大的脉石英为研究对象，采用岩矿现代测试分析技术，开展脉石英应用矿物学研究，侧重研究石英显微结构构造与光性特征，有害矿物特征，石英晶体结构与结晶特征，微量元素与石英晶体化学特征，以及石英包裹体特征等，并进一步研究这些矿物学特征与高纯石英加工效果的关系，阐明其高纯石英应用意义，揭示脉石英的高纯石英应用机理，厘清优质脉石英的矿物学特征与识别标志，为我国高纯石英的优质原料选择技术和脉石英矿物资源评价及开发利用提供科学依据。

SiO2纯度大于99.998%的高纯石英高端产品是一种矿物功能材料和关键基础材料，在电子信息、新材料和新能源等战略性新兴产业以及国防军工、国家安全中具有十分重要地位和作用。目前，我国高纯石英高端产品还需全部依赖进口解决。脉石英是加工高纯石英的理想原料之一，在高纯石英这一新用途中，具有重要工业价值和应用优势。我国脉石英矿产资源分布广泛，资源优势明显。本工作针对我国高纯石英用脉石英迫切需要解决的应用矿物学问题开展研究，具有重要理论和实际意义与应用前景。.本工作对不同产地115余件（国内100余件，国外15件）脉石英原矿及其提纯样品中Al、K、Na、Li、Ca、Fe、Mg、Mn、Ti、Cu、Cr、Ni、B等13种微量杂质元素进行了检测和分析，取得了大量基础数据，掌握了我国脉石英的应用矿物学基本特点与矿物资源分布情况，以及国外部分脉石英的特点，为我国脉石英矿物资源评价和高效利用积累了重要基础数据与资料。.根据以上基础工作，按提纯效果和SiO2含量，将高纯石英用脉石英的品质分为上等、中等、下等三类，并进一步研究了我国不同品质脉石英代表性样品的应用矿物学特征，其中包括显微结构与光性特征、有害矿物包裹体与气液包裹体特征、石英晶体结构与晶体化学特征等，深入分析这些特征与高纯石英加工效果的关系，建立了优质脉石英的矿物学特征与识别标志，为我国脉石英矿物资源的评价及开发利用提供了科学依据。.另外，高纯石英优质原料选择技术是高纯石英高端产品国产化的技术瓶颈。通过本项目研究，已从我国18个省市不同产地脉石英矿床或矿点中，初步筛选出高纯石英高端产品国产化所需的脉石英高纯石英优质原料，为高纯石英优质原料后续项目研究工作的开展创造了良好条件。.本项目已发表学术论文12篇，其中SCI源刊1篇，中文核心期刊6篇，学术会议论文3篇；授权国家发明专利3项；培养博士研究生3名（1名），硕士研究生11名（已毕业7名）。