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欲寻高纯石英矿,必先搞懂“铀矿”?
565 2025-04-17

中国粉体网讯  高纯石英是高端技术领域的关键基础矿物原材料,作为找矿研究,涉及一些基础问题和关键技术需要厘清和界定。例如,美国北卡罗来纳州Spruce Pine矿山的高纯石英原料矿床,常被称之为花岗伟晶岩型,但我发现有不少专家也称之为白岗岩。

地质勘查专家唐春花认为,美国的Spruce Pine白岗岩为超大型矿床,是目前开发最成功的矿床,在高端产品领域占垄断地位。而国内还没有发现真正意义上的白岗岩型高纯石英用硅质原料矿床,目前国内资源勘查是以伟晶岩(花岗伟晶岩)、伟晶花岗岩为突破口。同时,她建议高纯石英用硅质原料应以白岗岩型、白云母伟晶花岗岩型和变质石英岩型为主攻方向,突破优质资源瓶颈。



那么,花岗岩、白岗岩、花岗伟晶岩、伟晶花岗岩,这些岩石类型之间究竟存在着怎样的联系和区别呢?

据中国科学院广州地球化学研究所的一位专家讲,近些年来的大量岩石地球化学研究成果表明,花岗伟晶岩与花岗岩的关系是较复杂的,可概括为四类:

1)“父子关系”,花岗伟晶岩是花岗岩浆分异演化的晚期产物;

2)“兄弟关系”,花岗伟晶岩与花岗岩是成分相似的岩浆同时或近于同时分别独立演化结晶的产物;

3)“间接关系”,花岗伟晶岩由已存在的花岗岩经(多阶段)重熔形成;

4)花岗伟晶岩与花岗岩无关,伟晶岩与花岗岩的形成存在显著时差和源区成分差异,由变沉积岩深熔形成的独立伟晶质岩浆结晶形成。

由上述关系表述来看,非地质领域的人士要想搞清楚这些矿石类型之间的区别甚难。我们先搁置此一问题,继续专门针对“白岗岩”这个类型做些了解。在查阅“白岗岩”相关的最新文献中,我发现它竟然完全指向另一种矿——铀矿。

近两年,以“白岗岩”为题的专业文献主要包括以下:

《纳米比亚湖山铀矿床E类白岗岩岩石学及地球化学特征》

《纳米比亚罗辛地区矿化白岗岩铀矿物学研究及意义》

《基于哨兵-2数据的白岗岩型铀矿构造蚀变特征研究——以纳米比亚罗辛矿区为例》

《纳米比亚白岗岩型铀成矿作用评述》

《纳米比亚白岗岩型铀矿成矿作用》

《纳米比亚罗辛地区白岗岩成因及铀成矿作用》

《模糊证据权方法在纳米比亚白岗岩型铀矿预测中的应用》

其中一篇出自核工业北京地质研究院的文章指出:

白岗岩野外常呈脉状或网状侵入体,局部可见膨大,宽度超过100m。粒度、成分变化很大,细晶至伟晶结构均有出现,常见其顺层侵入于暗色黑云母片岩、片麻岩层而形成的醒目的条带状构造,也可见其斜切侵入于片麻岩而形成的面理化和片麻理构造。……研究区白岗岩化学成分变化较大:SiO2含量变化于67.11%~83.05%;Al2O3含量为9.37%~17.11%;K2O含量为0.74%~9.64%。总体上表现出高硅,富碱,低Fe、Mg、Ti、Mn的特点,这与白岗岩碱性长石含量高、暗色矿物极少相符合。

同时这篇文章中还提到:达马拉造山带存在多期白岗岩,文献常称之为白岗岩或席状淡色花岗岩。

综上可知,我们通常称之为花岗伟晶岩的高纯石英原料矿床,在某些情况下正是指白岗岩,而且更正规的称呼可能就是白岗岩了。

那白岗岩为何与“铀矿”如此深度地绑定了呢?铀矿跟现在热门的高纯石英原料矿,又能有什么关联呢?

在高纯石英业内,有一位技术大咖为人所熟知,他就是助力太平洋石英攻克高纯砂技术的陈培荣教授。据15年前媒体的一篇报道介绍,在南京大学身为学科带头人的陈培荣老本行是铀矿研究,同时还是国家重点课题铀矿项目的负责人。

这样,逻辑上基本就可以讲得通白岗岩——铀矿——高纯石英原料矿三者之间的关联了。

35年前,陈培荣教授在一篇有关铀矿研究的论文中讲到——



“萤石中包裹体特征:矿床中萤石脉发育,有成矿期的紫黑色萤石和矿后期的各色浅色萤石。它们的原生包裹体主要为含有气相的液相包裹体,少数为纯液相包裹体,常呈似四面体形、立方体形和具有明显棱角的不规则形。这与不规则状、浑圆状或长条状的次生包裹体明显不同。不同阶段萤石中的原生包裹体气液比不同,第I阶段紫黑色萤石中包裹体的气液比变化较大(5-50%),第IV阶段浅色萤石中包裹体的气液比稳定,多数为10%左右。前者可能与富含CO2、CH4等挥发分有关。”

近些年,大家已逐渐认识到高纯石英砂提纯过程中,最大的技术难点之一就是气液包裹体的去除问题。而30多年前研究铀矿的陈培荣教授,早已深谙矿石中气液包裹体的种种特征。

关于白岗岩、花岗岩等地质知识,本文并不能给出一个明确的结论,但是我认为从这里得出的启示还是非常有指导意义的:如果没有深厚的、专业的、独到的鉴别能力,即使全世界的石英矿石都摆在眼前,也难以从中找出那个最佳的高纯石英原料矿来。

在由中国粉体网主办的高纯石英材料大会上,我听石英股份陈士斌讲到,他曾跑遍全世界遍览上万种高纯石英矿石样品。然而,如果没有搞懂铀矿的那个专业根基的支撑,恐怕只会是与梦想中的高纯石英原料矿擦肩而过了。

在众多石头之中,谁又能料到其貌不扬的那位竟是“天选之子”呢?

参考来源:

[1]唐春花等,高纯石英用硅质原料地质勘查中的基本概念和关键技术及江西资源前景,江西省地质调查勘查院

[2]王建平等,东秦岭白岗岩型高纯石英原料矿发现、研究与意义,超纯矿物新材料产业技术研究院

[3]陈旭等,纳米比亚罗辛地区白岗岩成因及铀成矿作用,核工业北京地质研究院

(中国粉体网编辑整理/平安)

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