高純石英化學(xué)純度高,具有耐高溫、熱膨脹系數(shù)小、高度絕緣、耐腐蝕、壓電效應(yīng)、諧振效應(yīng)以及獨(dú)特的光學(xué)特性,是當(dāng)今工業(yè)應(yīng)用最為卓越的材料之一。高純石英廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、電子信息、光伏和電光源等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),在國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟(jì)安全和國防安全等方面都具有重要地位和作用。
國內(nèi)外實(shí)際生產(chǎn)證明,優(yōu)質(zhì)脈石英可以替代水晶作為加工提純高純石英的原料。脈石英的礦物成分幾乎全部為石英, SiO2含量在98%以上。與天然水晶相比,脈石英不但質(zhì)量相對穩(wěn)定,而且開采技術(shù)條件比較有優(yōu)勢;與石英巖、石英砂巖和石英砂相比,脈石英的雜質(zhì)成分相對較少,有利于高純石英的加工提純。高純石英是世界稀缺和我國短缺的資源,國內(nèi)高純石英的產(chǎn)能并不能滿足市場的需求,高端高純石英還需要進(jìn)口。因此,脈石英的工業(yè)價(jià)值逐步引起人們的高度關(guān)注。
早在2011 年,國務(wù)院辦公廳發(fā)布的《找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)綱要(2011 ~2020年)》將高純石英作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)所需的礦產(chǎn)。國務(wù)院《中國制造2025》(國發(fā)[2015]28 號)指出:支持優(yōu)勢企業(yè)開展政產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān),突破關(guān)鍵基礎(chǔ)材料。工業(yè)和信息化部在《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄(2019 年版)》(工信部原[2019]254 號)中將高純石英作為先進(jìn)無機(jī)非金屬材料列為先進(jìn)基礎(chǔ)材料。高純石英不僅是重點(diǎn)新材料,而且是先進(jìn)基礎(chǔ)材料。在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)九大領(lǐng)域中的電子核心產(chǎn)業(yè)、智能制造裝備產(chǎn)業(yè)、先進(jìn)無機(jī)非金屬材料、高性能纖維及制品和復(fù)合材料、前沿新材料、風(fēng)能產(chǎn)業(yè)、太陽能產(chǎn)業(yè)、高效節(jié)能產(chǎn)業(yè)均對高純石英有資源需求,高純石英已經(jīng)成為重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)礦產(chǎn)。
脈石英勘查工作集中于20 世紀(jì)60 ~80 年代,因其規(guī)模相對小、找礦勘查和評價(jià)難度大,找礦突破成果少。為保障戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)礦產(chǎn)資源安全,2010 年中國地質(zhì)調(diào)查局在“全國重要非金屬礦產(chǎn)調(diào)查”計(jì)劃項(xiàng)目中,設(shè)立了江蘇省東海地區(qū)、湖南省城步地區(qū)、陜西省商洛市竹林關(guān)—新廟一帶脈石英(水晶)資源遠(yuǎn)景調(diào)查;2016 年中國地質(zhì)調(diào)查局在“大宗急缺礦產(chǎn)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)礦產(chǎn)調(diào)查”工程中設(shè)立了“中西部地區(qū)晶質(zhì)石墨等特種非金屬礦產(chǎn)調(diào)查”二級項(xiàng)目,開展了山東省臨沂中北部地區(qū)、安徽大別山東段脈石英礦資源調(diào)查評價(jià);2019 年中國地質(zhì)調(diào)查局在“戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)礦產(chǎn)調(diào)查”工程中設(shè)立了“東部地區(qū)脈石英葉蠟石等特種非金屬礦調(diào)查評價(jià)”二級項(xiàng)目,開展了湖南省綏寧地區(qū)、廣東省陽江地區(qū)、江蘇省東海—贛榆地區(qū)和安徽省休寧縣五城地區(qū)脈石英礦資源調(diào)查評價(jià)。此外,青海、湖北省地質(zhì)勘查基金也設(shè)立了脈石英勘查項(xiàng)目。以上項(xiàng)目的主要任務(wù)是調(diào)查脈石英等重要非金屬礦產(chǎn)資源現(xiàn)狀和評價(jià)找礦潛力,特別是在重要成礦區(qū)帶重點(diǎn)開展脈石英礦產(chǎn)資源調(diào)查及潛力評價(jià),以及在重點(diǎn)區(qū)域開展脈石英礦產(chǎn)勘查,取得了豐富成果,實(shí)現(xiàn)了高純石英原料新發(fā)現(xiàn),查明了重要成礦區(qū)帶脈石英的資源潛力,為脈石英等重要非金屬礦產(chǎn)資源勘查規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局提供了科學(xué)依據(jù)。
項(xiàng)目實(shí)施以來,中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心高度重視,組織江蘇、湖南、山東、安徽、廣東、陜西等8 個(gè)總隊(duì)120 多名技術(shù)人員開展工作。經(jīng)過十多年的努力,在礦產(chǎn)資源調(diào)查、遙感物探找礦、成礦規(guī)律總結(jié)、資源潛力評價(jià)、分析測試方法等方面取得了一系列新認(rèn)識和找礦成果。建立了“遙感—地質(zhì)—物探—槽探—分析測試—潛力評價(jià)”綜合調(diào)查技術(shù)方法組合,實(shí)現(xiàn)了找礦技術(shù)方法創(chuàng)新。在脈石英作為高純石英原料評價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)方面進(jìn)行了探索,取得了新認(rèn)識。共提交了礦產(chǎn)地7 處,找礦靶區(qū)30 處,推斷和預(yù)測脈石英礦石量7 991 萬噸。其中在秦嶺—武當(dāng)—大別—蘇魯造山帶新發(fā)現(xiàn)5 處大型脈石英礦產(chǎn)地、圈定了16 處找礦靶區(qū),推斷和預(yù)測脈石英礦石量2 238 萬噸;在安徽太湖、江蘇東海、山東臨沂等地形成了高純石英資源基地。建立了一支具有一定影響力的脈石英調(diào)查和綜合研究的人才隊(duì)伍,1 人獲金羅盤獎(jiǎng),36 人職稱得到晉升。
本論文集是首次對脈石英找礦所取得的主要成果的總結(jié),總結(jié)研究了全國脈石英的資源現(xiàn)狀、成礦規(guī)律、資源潛力,以及找礦技術(shù)手段、質(zhì)量評價(jià)方法等,以期對我國今后脈石英勘查開發(fā)工作,高純石英原料的選擇等起到指導(dǎo)和參考作用,也對高純石英原料的找礦突破和促進(jìn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展具有一定的理論和現(xiàn)實(shí)意義。由于筆者水平有限,難免存在錯(cuò)漏甚至錯(cuò)誤之處,敬請批評指正!
在項(xiàng)目實(shí)施過程之中,得到了自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局資源評價(jià)部、自然資源部礦產(chǎn)勘查技術(shù)指導(dǎo)中心、中國地質(zhì)調(diào)查局西北項(xiàng)目辦和西南項(xiàng)目辦、中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所、中化礦山地質(zhì)總局、合肥工業(yè)大學(xué)資環(huán)學(xué)院、西南科技大學(xué)資源學(xué)院等單位的大力支持。中國工程院陳毓川院士,中國地質(zhì)調(diào)查局資源評價(jià)部張生輝副主任、藺志勇處長、陳叢林處長,自然資源部礦產(chǎn)勘查技術(shù)指導(dǎo)中心薛迎喜副主任、于曉飛處長,中國地質(zhì)科學(xué)院原副院長王瑞江研究員,中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所副所長、工程首席專家王登紅研究員等領(lǐng)導(dǎo)和專家在項(xiàng)目實(shí)施中給予的指導(dǎo)和幫助,在此一并表示衷心感謝!