包裹體的含量及賦存特征是判斷高純石英原料礦石的重要依據,研究表明,石英中所有包裹體比率>5%時,通常很難加工成高純石英,基本排除作為高純石英潛力原料的可能。
1、廣西姑婆山花崗巖
石英所含的典型的流體包裹體是沿石英微裂縫發育的次生流體包裹體,還有孤立或成群分布的流體包裹體。
廣西姑婆山花崗巖中石英所含的典型的流體包裹體
2、蘇北張錦莊石英砂
蘇北張錦莊石英砂中石英所含的典型的流體包裹體
石英所含的典型的流體包裹體是沿石英微裂縫發育的次生流體包裹體,還有孤立或成群分布的流體包裹體。
3、河南東秦嶺白云母花崗偉晶巖與安徽鳳陽脈石英
河南東秦嶺白云母花崗偉晶巖(Q01、Q02)與安徽鳳陽脈石英(Q03、Q04)礦物包裹體
東秦嶺白云母花崗偉晶巖石英顆粒中流體包裹體含量遠低于國內脈石英中的流體包裹體含量。
4、新疆阿爾泰偉晶巖
新疆阿爾泰偉晶巖
部分晶粒內部比較干凈,不含包裹體,部分晶粒內部含固體包裹體及流體包裹體,流體包裹體內部為重烴+H2O。
5、安徽霍邱群太古代綠巖
安徽霍邱群太古代綠巖
晶體內部含較多流體包裹體,部分流體包裹體呈定向排列,流體包裹體內部為重烴+H2O及CO2+H2O。
6、云南省大關縣石英砂巖
云南大關?彝良地區石英砂巖資源豐富,僅大關青杠礦區一處資源量達到3.2億t,鏡下石英顆粒中包裹微細粒的金紅石和鋯石,粘土礦物、云母及長石等多以膠結物的形式賦存在石英顆粒之間或被石英顆粒包裹,處理后石英SiO2純度可以達到99.98%,但很難突破99.99%,產品適用于特級工業硅、超白玻璃、硅微粉等領域,但不能用于光伏、半導體等領域。
云南省大關縣石英砂巖顯微照片(a)和背散射照片(b-d)
?。╝)石英砂巖,正交偏光;(b)鋯石碎屑物;(c)石英顆粒中鋯石包裹體;(d)粘土礦物膠結物;Qtz-石英;Zrn-鋯石
7、美國、印度及中國花崗偉晶巖
高純石英潛力原料礦石(a-f)和非原料礦石(g、h)手標本及鏡下特征
?。╝、b)美國Spruce Pine礦床花崗偉晶巖;(c、d)印度北部4N5級脈石英;(e、f)中國新疆阿勒泰4N8級花崗偉晶巖;(g、h)中國北秦嶺某地非原料礦石花崗偉晶巖。Ab-鈉長石;Mc-微斜長石;Ms-白云母
美國Spruce Pine礦床制作IOTA系列高純石英的原料礦石類型為不含暗色礦物的偉晶狀花崗巖和花崗偉晶巖,鏡下觀察礦石中石英礦物無色透明至半透明,晶粒完整,石英結晶顆粒大致在200μm-2mm之間,主要礦物組成為石英,鈉長石,條紋長石和白云母,伴生礦物偶見極少量的黑云母、石榴子石、蛋白石、磷灰石、綠簾石、黃鐵礦和磁黃鐵礦等。
我國福東正佑公司所用印度北部脈石英原料礦石,手標本石英晶粒呈魚籽狀聚集,鏡下觀察石英顆粒呈透明-半透明,表面干凈,粒度0.4-4mm,礦物中包裹體含量少。
中國新疆阿勒泰地區發現的4N8級偉晶巖型高純石英原料礦石礦物組成主要為鈉長石、石英、白云母,極少量石榴子石等,石英晶體純凈,呈無色透明,他形粒狀,鏡下觀察石英粒度總體介于0.3-4mm之間,并呈波狀消光。
中國北秦嶺某地花崗偉晶巖礦石組成為斜長石、白云母、石英,石英呈暗色半透明,鏡下觀察石英中存在礦物包裹體以及各類微細粒包裹體。
8、南非、津巴布韋、老撾和巴基斯坦脈石英礦
老撾LW-1、津巴布韋JBBW-1、南非NF-1和巴基斯坦BJST-1脈石英原礦手標本
從手標本看:老撾LW-1、津巴布韋JBBW-1、南非NF-1和巴基斯坦BJST-1脈石英樣品的透明度依次降低。南非NF-1呈乳白色,巴基斯坦BJST-1呈灰白色,4件脈石英樣品均為粗粒,呈油脂光澤,無明顯肉眼可見的共生礦物。
老撾LW-1、津巴布韋JBBW-1、南非NF-1和巴基斯坦BJST-1脈石英原礦包裹體特征
老撾LW-1與津巴布韋JBBW-1脈石英大面積晶粒內部干凈,裂隙少,石英表面定向排列氣液兩相包裹體。南非NF-1和巴基斯坦BJST-1脈石英樣品包裹體相對較豐富,裂隙更發育,但部分晶粒內部干凈,晶粒交界處分布大量微小的流體包裹體。4件脈石英樣品僅巴基斯坦BJST-1伴生少量鉀長石,氣液包裹體成分均為CO2和H2O。
老撾LW-1、津巴布韋JBBW-1、南非NF-1和巴基斯坦BJST-1脈石英精制石英砂內部包裹體特征
對4件脈石英原礦制得的精制石英砂進行顯微觀察,經過提純后的精制石英砂,內部包裹體較少,較純凈,但部分石英砂樣品仍殘留一定包裹體,可能是精制石英砂中雜質元素Na和Ca的主要來源。
4種脈石英原礦粒徑均為粗粒,老撾LW-1與津巴布韋JBBW-1脈石英氣液流體包裹體含量極低,所有樣品包裹體均主要以表面和晶粒交界處的流體包裹體為主,主要成分為CO2和H2O,這類流體包裹體后期比較容易通過加工提純去除。提純后的精制石英砂內部包裹體較少,較純凈。4種脈石英原礦制得的精制石英砂的SiO2含量均基本達到99.99wt.%,主要雜質元素為Li、Al、Ca和Ti,后期可以進一步通過高溫氯化進行去除。
9、青海脈石英
在青海脈石英中發現,幾乎所有的石英晶粒內部含有大量包裹體,氣液相約占70%,固態包裹體約占30%,總體成群分布,局部線狀排布,少量孤立或稀疏分布。氣液包裹體形態主要有渾圓、三角、不規則狀三類,粒徑范圍在0.5-25μm,多集中于2~10μm;大部分固態包裹體可能為同生包裹體,包裹的礦物可能為白云母、金紅石和鐵質礦物?! ?/div>
青海脈石英中包裹體特征(采自青海省海西州大柴旦行委黑石山-塔塔凌河一帶的花崗偉晶巖脈中)
a、b為偏光顯微鏡(正交光)下的顯微形貌,c、d為掃描電鏡下的石英微觀形貌
10、青海石英巖
相較于脈石英,青海石英巖中石英晶粒內氣液包裹體的數量稍少,呈渾圓狀稀疏均勻分布,粒徑范圍在5~15μm,由于經歷了較強的構造應力作用,相當部分的氣液包裹體已經被破壞;固態包裹體含量有顯著增加,粒徑也較大,甚至達到50μm,包裹的礦物主要為白云母、金紅石,另含少量鐵質礦物。
青海石英巖中包裹體形態特征(采自青海省西寧市大通縣李家山鎮花脖灣地區)
a、b為偏光顯微鏡(正交光)下的顯微形貌,c、d為掃描電鏡下的石英微觀形貌
11、江油石英砂巖
江油石英砂巖的石英晶粒中也存在較多的包裹體,氣液相占主要部分,呈渾圓狀密集均勻分布,粒徑范圍在5~15μm;少數晶粒含有固態包裹體,包裹的礦物粒徑小于25μm,主要物相為白云母,另含少量鐵質礦物。掃描電鏡下觀察發現,在沉積成巖的壓實作用下,單個顆粒(>100μm)由眾多微小石英晶粒(2~10μm)緊密結合組成,同時形成了次生礦物包裹體。
江油石英砂巖中包裹體形態特征(采自江油市厚壩鎮石英砂巖礦床)
a、b為偏光顯微鏡(正交光)下的顯微形貌,c、d為掃描電鏡下的石英微觀形貌
12、東海變質巖石英
東海變質巖石英中的包裹體大都是富含CO2的氣液兩相包裹體,CO2相大于50%,個體從2μm-50μm之間變化。
東海變質巖石英中的包裹體(×320):包裹體呈條帶狀分布
東海變質巖石英中的包裹體(×100):含CO2包裹體,呈群帶狀分布
東海變質巖石英中的包裹體(×100):含CO2包裹體,呈帶狀分布,包裹體因變質而變形
東海變質巖石英中的包裹體(×100):含CO2包裹體,呈群帶狀分布,包裹體因變質而變形
13、江西棠陰礦區花崗偉晶巖
花崗偉晶巖中石英礦物主要發育帶狀、群狀、線狀包裹體,星散狀包裹體相對較少。帶狀和群狀包裹體寬度為20-200μm,以氣液包裹體為主,主要呈橢圓狀或圓狀,少量呈管狀、不規則狀,大小幾微米至幾十微米不等;線狀包裹體主要沿裂隙分布,窄而平直,其中可見較多的礦物雜質;星散狀包裹體多呈微塵狀,多數小于2μm,呈圓狀,以氣液包裹體為主;微小礦物有針狀金紅石和片狀白云母等。
14、俄羅斯貝加爾湖?;?br />
俄羅斯貝加爾湖的粒化石英中的包裹體(×320):包裹體呈條帶狀分布
俄羅斯貝加爾湖的?;⒅械陌w(×320):包裹體沿裂隙分布
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