科學通報 | 大別山硬玉石英巖：一種高品質新型高純石英原料礦

中國地質大學（武漢）章軍鋒、金振民研究團隊近日在《科學通報》發(fā)表研究論文，揭示大別山超高壓變質帶中的硬玉石英巖是一種高品質新型高純石英原料礦(SiO?純度接近99.998%），具備替代進口的潛力，且資源規(guī)模潛力巨大。該發(fā)現(xiàn)為我國戰(zhàn)略性關鍵資源——高純石英砂的資源勘查提供了新的方向。通過系統(tǒng)性勘查與開發(fā)，大別山硬玉石英巖有望成為我國高純石英產(chǎn)業(yè)的“壓艙石”，既助力大別山革命老區(qū)的新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟振興，也為科技強國建設提供關鍵資源支撐。

高純石英（SiO?純度≥99.995%）是半導體、光伏、光纖、高端光源等高新技術產(chǎn)業(yè)不可替代的關鍵基礎原料，其資源保障直接影響國家科技安全與高端制造產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控。當前我國高純石英原料長期依賴進口，面臨供應鏈風險。2025年4月，自然資源部將高純石英確定為我國第174號新礦種，標志著其戰(zhàn)略地位的提升。大別山超高壓變質帶中的巖石雖經(jīng)長期研究，產(chǎn)出了大量高水平成果，但對其中富含的石英的應用研究重視不夠，認識不深。

安徽大別山超高壓變質帶（圖1(a)）中雙河、新建和菖蒲地區(qū)硬玉石英巖（圖1(b)）中高純石英（1(c)）的發(fā)現(xiàn)具有顯著的資源優(yōu)勢與科學價值。其SiO?純度接近99.998%（即4N8級），且成分穩(wěn)定，區(qū)域變化小。總雜質元素平均含量11.8~22.4 ppm，其中關鍵雜質元素Al、Ti含量分別為2.8~7.5 ppm和2.6~3.6 ppm，遠低于國際標準限值，品質接近或優(yōu)于國際主流石英砂產(chǎn)品（如美國Spruce Pine白崗巖、挪威Tysfjord偉晶巖）(圖2)；另外，代表性樣品顯微觀測表明，礦物包裹體和流體包裹體很少，符合高端制造原料需求。

圖1（a）大別山超高壓變質帶地質簡圖。（b）硬玉石英巖的局部放大照片。淺色者為石英，深色者為硬玉。（c）分選后獲得的石英粗砂照片（60-80目）。

圖2 大別山雙河、新建、菖蒲地區(qū)硬玉石英巖中高純石英的微量元素含量箱狀圖。（a）雜質元素總含量；（b）Al含量；（c）Ti含量。黑色虛線表示高純石英的含量上限；青色、粉紅色和綠色虛線分別表示高端石英砂產(chǎn)品IOTA-6、Drag NCA和RQ-2K的對應元素含量。

成礦機理研究表明，硬玉石英巖中的超純石英為柯石英礦物退變產(chǎn)物，形成于高壓（1.8~2.8 萬個大氣壓/GPa）和中溫（630~700 °C）條件下，退變質的貧流體條件有效抑制了雜質富集，確保了石英的高純特性。在安徽大別山中部雙河、新建、菖蒲等典型地區(qū)，硬玉石英巖的出露面積超47萬平方米，硬玉石英巖中石英體積含量30%~60%，SiO?純度高，Al、Ti等難以在提純中去除的關鍵雜質元素含量低，資源潛力巨大，具備規(guī)模化開發(fā)條件。

中國地質大學（武漢）科研團隊的新發(fā)現(xiàn)，突破了傳統(tǒng)白崗巖型、偉晶巖型及熱液脈型高純石英找礦范式，不僅可為我國提供穩(wěn)定的高純石英原料供給，也為超高壓變質作用與高純石英成礦關系的地質研究提供了重要科學支撐。

該研究由國家重點研發(fā)計劃（2023YFF0804100）、地球深部探測與礦產(chǎn)資源勘查國家科技重大專項（2025ZD1005500）及湖北省自然科學基金（2025AFB454）資助。論文第一作者為章軍鋒，通訊作者為章軍鋒、劉鵬雷（中國地質大學（武漢））。

文章信息

章軍鋒, 劉鵬雷, 曾竑堃, 梁政強, 劉文龍, 金振民. 大別山硬玉石英巖: 一種高品質的新型高純石英原料礦. 科學通報, 2026, 71(11): 2524–2534

Zhang J, Liu P, Zeng H, Liang Z, Liu W, Jin Z. Jadeite quartzite in the Dabie ultra-high-pressure metamorphic belt: a novel high-grade high-purity quartz resource (in Chinese). Chin Sci Bull, 2026, 71(11): 2524–2534, doi: 10.1360/CSB-2026-0037.

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