序 言
2020-12-10陈正国,詹建华
高纯石英化学纯度高,具有耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、压电效应、谐振效应以及独特的光学特性,是当今工业应用最为卓越的材料之一。高纯石英广泛应用于半导体、电子信息、光伏和电光源等高新技术产业,在国家战略性新兴产业、经济安全和国防安全等方面都具有重要地位和作用。
国内外实际生产证明,优质脉石英可以替代水晶作为加工提纯高纯石英的原料。脉石英的矿物成分几乎全部为石英, SiO2含量在98%以上。与天然水晶相比,脉石英不但质量相对稳定,而且开采技术条件比较有优势;与石英岩、石英砂岩和石英砂相比,脉石英的杂质成分相对较少,有利于高纯石英的加工提纯。高纯石英是世界稀缺和我国短缺的资源,国内高纯石英的产能并不能满足市场的需求,高端高纯石英还需要进口。因此,脉石英的工业价值逐步引起人们的高度关注。
早在2011 年,国务院办公厅发布的《找矿突破战略行动纲要(2011 ~2020年)》将高纯石英作为战略性新兴产业所需的矿产。国务院《中国制造2025》(国发[2015]28 号)指出:支持优势企业开展政产学研用联合攻关,突破关键基础材料。工业和信息化部在《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019 年版)》(工信部原[2019]254 号)中将高纯石英作为先进无机非金属材料列为先进基础材料。高纯石英不仅是重点新材料,而且是先进基础材料。在战略性新兴产业九大领域中的电子核心产业、智能制造装备产业、先进无机非金属材料、高性能纤维及制品和复合材料、前沿新材料、风能产业、太阳能产业、高效节能产业均对高纯石英有资源需求,高纯石英已经成为重要的战略性新兴产业矿产。
脉石英勘查工作集中于20 世纪60 ~80 年代,因其规模相对小、找矿勘查和评价难度大,找矿突破成果少。为保障战略性新兴产业矿产资源安全,2010 年中国地质调查局在“全国重要非金属矿产调查”计划项目中,设立了江苏省东海地区、湖南省城步地区、陕西省商洛市竹林关—新庙一带脉石英(水晶)资源远景调查;2016 年中国地质调查局在“大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查”工程中设立了“中西部地区晶质石墨等特种非金属矿产调查”二级项目,开展了山东省临沂中北部地区、安徽大别山东段脉石英矿资源调查评价;2019 年中国地质调查局在“战略性新兴产业矿产调查”工程中设立了“东部地区脉石英叶蜡石等特种非金属矿调查评价”二级项目,开展了湖南省绥宁地区、广东省阳江地区、江苏省东海—赣榆地区和安徽省休宁县五城地区脉石英矿资源调查评价。此外,青海、湖北省地质勘查基金也设立了脉石英勘查项目。以上项目的主要任务是调查脉石英等重要非金属矿产资源现状和评价找矿潜力,特别是在重要成矿区带重点开展脉石英矿产资源调查及潜力评价,以及在重点区域开展脉石英矿产勘查,取得了丰富成果,实现了高纯石英原料新发现,查明了重要成矿区带脉石英的资源潜力,为脉石英等重要非金属矿产资源勘查规划、产业布局提供了科学依据。
项目实施以来,中国建筑材料工业地质勘查中心高度重视,组织江苏、湖南、山东、安徽、广东、陕西等8 个总队120 多名技术人员开展工作。经过十多年的努力,在矿产资源调查、遥感物探找矿、成矿规律总结、资源潜力评价、分析测试方法等方面取得了一系列新认识和找矿成果。建立了“遥感—地质—物探—槽探—分析测试—潜力评价”综合调查技术方法组合,实现了找矿技术方法创新。在脉石英作为高纯石英原料评价方法和标准方面进行了探索,取得了新认识。共提交了矿产地7 处,找矿靶区30 处,推断和预测脉石英矿石量7 991 万吨。其中在秦岭—武当—大别—苏鲁造山带新发现5 处大型脉石英矿产地、圈定了16 处找矿靶区,推断和预测脉石英矿石量2 238 万吨;在安徽太湖、江苏东海、山东临沂等地形成了高纯石英资源基地。建立了一支具有一定影响力的脉石英调查和综合研究的人才队伍,1 人获金罗盘奖,36 人职称得到晋升。
本论文集是首次对脉石英找矿所取得的主要成果的总结,总结研究了全国脉石英的资源现状、成矿规律、资源潜力,以及找矿技术手段、质量评价方法等,以期对我国今后脉石英勘查开发工作,高纯石英原料的选择等起到指导和参考作用,也对高纯石英原料的找矿突破和促进战略性新兴产业快速发展具有一定的理论和现实意义。由于笔者水平有限,难免存在错漏甚至错误之处,敬请批评指正!
在项目实施过程之中,得到了自然资源部中国地质调查局资源评价部、自然资源部矿产勘查技术指导中心、中国地质调查局西北项目办和西南项目办、中国地质科学院矿产资源研究所、中化矿山地质总局、合肥工业大学资环学院、西南科技大学资源学院等单位的大力支持。中国工程院陈毓川院士,中国地质调查局资源评价部张生辉副主任、蔺志勇处长、陈丛林处长,自然资源部矿产勘查技术指导中心薛迎喜副主任、于晓飞处长,中国地质科学院原副院长王瑞江研究员,中国地质科学院矿产资源研究所副所长、工程首席专家王登红研究员等领导和专家在项目实施中给予的指导和帮助,在此一并表示衷心感谢!