大别山地区脉石英质量评价方法探讨
发布时间：2021-09-07 10:16
大别山地区脉石英资源丰富,品质较好,其中太湖白石山矿床中脉石英可以作为高纯石英的原材料,而霍山黄家湾地区的脉石英质量较差,对比研究不同质量的脉石英岩相学特征、流体包裹体特征和矿物化学成分,对于评价该地区脉石英矿床的质量具有重要的意义。本文借助LA-ICP-MS、电子探针、冷热台等仪器设备对巴西和我国太湖白石山脉石英、霍山黄家湾脉石英原材料进行微观分析,总结了大别山地区不同质量脉石英的微观特征。研究表明,脉石英的成因类型,颜色和透明度,裂隙发育程度,流体包裹体的大小、数量、方向,杂质矿物及杂质元素的含量、分布、赋存状态均是影响脉石英质量的关键因素,也是制约脉石英提纯为高纯石英（砂）的关键因素。
【文章来源】：中国非金属矿工业导刊. 2020,(05)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
脉石英的偏光显微镜下包裹体分布图
图5显示，巴西脉石英Si O2含量最高，为99.97%～99.98%；白石山脉石英Si O2含量次之，为99.91%～99.98%；黄家湾脉石英Si O2含量最低，为99.84%～99.96%。另外，巴西脉石英杂质元素总量为129～185μg/g，白石山脉石英杂质元素总量为158～216μg/g，黄家湾脉石英杂质元素总量明显高于巴西和白石山脉石英，为243～1 120μg/g。前人研究表明，当Al元素大量存在时，Li、Na、K等杂质元素含量会增加，所以可以用石英中的Al含量来判断脉石英原料的质量[13]。巴西脉石英Al元素含量为11.28～21.44μg/g，白石山脉石英Al元素含量为24.11～35.65μg/g，黄家湾脉石英Al元素含量为46.67～60.72μg/g，该地区Al元素含量最多，与三个地区的杂质元素总量对比结果相对应。变质热液成因的巴西和白石山脉石英Ca、Ti等杂质元素含量较少，更易提纯，质量更好；而岩浆热液成因的黄家湾脉石英Ca、Ti等杂质元素含量相对较多，质量相对较差。因此，用LA-ICP-MS测试脉石英矿物中微量杂质元素的含量可以作为脉石英质量评价的一种重要指标。
本文通过电子探针测试及LA-ICP-MS面扫描测试对大别山地区脉石英进行微观分析，探究该地区脉石英中杂质元素的赋存状态。白石山脉石英矿物的电子探针谱图中检测到了Si、Al、K、Fe、Mg元素的存在(图6)，证明部分Si、Al、K等元素的赋存状态是以白云母矿物包裹体形式存在于矿物内部，这些矿物包裹体可以被消解，赋存其中的杂质元素容易被提纯。研究发现，大别山区脉石英中的矿物包裹体主要是白云母、方解石、长石、铬酸盐矿物、绿泥石、硅灰石、霞石、铁闪石等。如果元素在矿物中呈面状分布，可能是均匀分布于矿物晶格中，难以提纯。如果元素呈脉状或团块状富集，指示元素可能以矿物包裹体形式存在于脉石英中，杂质元素容易提纯。LA-ICP-MS面扫描测试如图7所示，Al、Na为主要的杂质元素，呈团块状分布，具有较好的相关性，而钠长石中富集这些元素，说明这些元素赋存于钠长石包体中。Cu是亲硫元素，其虽然含量低，但呈脉状分布，说明可能有硫化物细脉穿插石英中。Fe和Ti跟其他元素相关性弱，大多以面状分布，说明Fe和Ti主要分布于石英晶格中，可能发生类质同象替换，属于晶格杂质，难以提纯。
【参考文献】：
期刊论文
[1]安徽大别山地区沙坪沟超大型斑岩钼矿床成矿系统特征[J]. 任志,周涛发,袁峰,张怀东. 地学前缘. 2020(02)
[2]高纯石英原料矿物学特征与加工技术进展[J]. 马超,冯安生,刘长淼,邵伟华,赵平. 矿产保护与利用. 2019(06)
[3]高纯石英砂的制备及应用研究进展[J]. 石钰,张磊,周东站,孙勇,廉娇,王云,张敬,许慧超,于浩洋,樊志恒. 中国建材科技. 2019(04)
[4]中国高纯石英技术现状与发展前景[J]. 汪灵,党陈萍,李彩侠,王艳,魏玉燕,夏瑾卓,潘俊良. 地学前缘. 2014(05)
[5]贵州纳雍水东铅锌矿床石英包裹体特征及成矿温度研究[J]. 吴波,陈国勇. 贵州地质. 2010(02)
[6]大别造山带现今构造格局的形成——来自石英C轴组构的证据[J]. 王勇生,江来利,朱光,宋传中. 岩石学报. 2009(01)
[7]东大别超高压变质带构造研究进展[J]. 江来利,吴维平,刘贻灿,张勇,钱存超. 自然科学进展. 2003(12)
[8]大别山晓天—磨子潭断裂带石英脉流体包裹体的特征及其构造意义[J]. 刘厚昌,吴堑虹. 大地构造与成矿学. 2002(03)
[9]大别地区的变质作用及与碰撞造山过程的关系[J]. 魏春景,陈斌,张翠光,陈晶. 地质力学学报. 2000(03)
[10]大别山区(安徽部分)的构造格局和演化过程[J]. 徐树桐,江来利,刘贻灿,张勇. 地质学报. 1992(01)
硕士论文
[1]大别山地区石英质玉石的宝石矿物学研究[D]. 杨天畅.中国地质大学(北京) 2013
本文编号：3389366
【文章来源】：中国非金属矿工业导刊. 2020,(05)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
脉石英的偏光显微镜下包裹体分布图
图5显示，巴西脉石英Si O2含量最高，为99.97%～99.98%；白石山脉石英Si O2含量次之，为99.91%～99.98%；黄家湾脉石英Si O2含量最低，为99.84%～99.96%。另外，巴西脉石英杂质元素总量为129～185μg/g，白石山脉石英杂质元素总量为158～216μg/g，黄家湾脉石英杂质元素总量明显高于巴西和白石山脉石英，为243～1 120μg/g。前人研究表明，当Al元素大量存在时，Li、Na、K等杂质元素含量会增加，所以可以用石英中的Al含量来判断脉石英原料的质量[13]。巴西脉石英Al元素含量为11.28～21.44μg/g，白石山脉石英Al元素含量为24.11～35.65μg/g，黄家湾脉石英Al元素含量为46.67～60.72μg/g，该地区Al元素含量最多，与三个地区的杂质元素总量对比结果相对应。变质热液成因的巴西和白石山脉石英Ca、Ti等杂质元素含量较少，更易提纯，质量更好；而岩浆热液成因的黄家湾脉石英Ca、Ti等杂质元素含量相对较多，质量相对较差。因此，用LA-ICP-MS测试脉石英矿物中微量杂质元素的含量可以作为脉石英质量评价的一种重要指标。
本文通过电子探针测试及LA-ICP-MS面扫描测试对大别山地区脉石英进行微观分析，探究该地区脉石英中杂质元素的赋存状态。白石山脉石英矿物的电子探针谱图中检测到了Si、Al、K、Fe、Mg元素的存在(图6)，证明部分Si、Al、K等元素的赋存状态是以白云母矿物包裹体形式存在于矿物内部，这些矿物包裹体可以被消解，赋存其中的杂质元素容易被提纯。研究发现，大别山区脉石英中的矿物包裹体主要是白云母、方解石、长石、铬酸盐矿物、绿泥石、硅灰石、霞石、铁闪石等。如果元素在矿物中呈面状分布，可能是均匀分布于矿物晶格中，难以提纯。如果元素呈脉状或团块状富集，指示元素可能以矿物包裹体形式存在于脉石英中，杂质元素容易提纯。LA-ICP-MS面扫描测试如图7所示，Al、Na为主要的杂质元素，呈团块状分布，具有较好的相关性，而钠长石中富集这些元素，说明这些元素赋存于钠长石包体中。Cu是亲硫元素，其虽然含量低，但呈脉状分布，说明可能有硫化物细脉穿插石英中。Fe和Ti跟其他元素相关性弱，大多以面状分布，说明Fe和Ti主要分布于石英晶格中，可能发生类质同象替换，属于晶格杂质，难以提纯。
【参考文献】：
期刊论文
[1]安徽大别山地区沙坪沟超大型斑岩钼矿床成矿系统特征[J]. 任志,周涛发,袁峰,张怀东. 地学前缘. 2020(02)
[2]高纯石英原料矿物学特征与加工技术进展[J]. 马超,冯安生,刘长淼,邵伟华,赵平. 矿产保护与利用. 2019(06)
[3]高纯石英砂的制备及应用研究进展[J]. 石钰,张磊,周东站,孙勇,廉娇,王云,张敬,许慧超,于浩洋,樊志恒. 中国建材科技. 2019(04)
[4]中国高纯石英技术现状与发展前景[J]. 汪灵,党陈萍,李彩侠,王艳,魏玉燕,夏瑾卓,潘俊良. 地学前缘. 2014(05)
[5]贵州纳雍水东铅锌矿床石英包裹体特征及成矿温度研究[J]. 吴波,陈国勇. 贵州地质. 2010(02)
[6]大别造山带现今构造格局的形成——来自石英C轴组构的证据[J]. 王勇生,江来利,朱光,宋传中. 岩石学报. 2009(01)
[7]东大别超高压变质带构造研究进展[J]. 江来利,吴维平,刘贻灿,张勇,钱存超. 自然科学进展. 2003(12)
[8]大别山晓天—磨子潭断裂带石英脉流体包裹体的特征及其构造意义[J]. 刘厚昌,吴堑虹. 大地构造与成矿学. 2002(03)
[9]大别地区的变质作用及与碰撞造山过程的关系[J]. 魏春景,陈斌,张翠光,陈晶. 地质力学学报. 2000(03)
[10]大别山区(安徽部分)的构造格局和演化过程[J]. 徐树桐,江来利,刘贻灿,张勇. 地质学报. 1992(01)
硕士论文
[1]大别山地区石英质玉石的宝石矿物学研究[D]. 杨天畅.中国地质大学(北京) 2013
本文编号：3389366
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