中国粉体网讯 美国北卡罗来纳州Spruce Pine地区的花岗岩及伟晶岩是世界上最为重要的高纯石英原料来源。研究该地区的岩石样品，可以帮助我们了解高纯石英原料的产出背景，为我国寻找高纯石英矿提供理论指导。然而由于出口限制和商业保密，有关Spruce Pine高纯石英的最新报道较少。
《岩石学报》于2025年曾出版高纯石英专题，来自不同领域的优秀论文，对高纯石英矿的基本特征、形成理论及勘查方向进行了全方位的介绍，据中国粉体网编辑的查阅，来自三家全国重点实验室的科研人员，对美国Spruce Pine高纯石英矿做了专业和深入的介绍。
岩石圈演化与环境演变全国重点实验室
岩石圈演化与环境演变全国重点实验室吴福元院士等通过对美国Spruce Pine白岗岩-伟晶岩和我国河南东秦岭漂池白岗岩-伟晶岩的研究发现，该类石英原料矿实际上是一种经历适度结晶分异作用的花岗岩，它表现为下部为黑云母花岗岩、二云母花岗岩，上部为白云母花岗岩和伟晶岩的垂向岩性分布格局。
研究人员认为：黑云母含量低的白岗岩(或淡色花岗岩)是未来最具潜力的高纯石英矿类型（白云母花岗岩及伴生的伟晶岩在我国是最重要的工作对象），它规模大，侵位深，微量元素含量稳定，经常与伟晶岩伴生，是花岗质岩浆适度结晶分异作用后的产物。
吴福元院士特别强调这种分异是有限度的：如果花岗岩继续向分异程度更高的铁锂云母花岗岩甚至锂云母花岗岩过渡时，石英中Al、Li、Na、Ka等元素含量将大为增加，石英晶体中的流体包裹体含量亦大幅度增加；但当岩浆分异程度较低时，岩石中出现大量黑云母，岩石结晶温度高，此时结晶的石英Ti含量明显偏高。这两种情况下结晶的石英均不符合高纯石英的要求。
因此，确切地说，高纯石英是花岗岩浆适度结晶分异作用的产物，美国的Spruce Pine高纯石英矿非常能说明这一点，因为该区的绝大部分伟晶岩确实经历过岩浆的结晶分异作用，但这种分异作用程度较为有限，这不仅体现在其结构分带、矿物种类和成分上，也体现在岩石的化学组成上。
吴福元院士等建议未来我国超高纯石英矿的寻找，应围绕经历过一定程度结晶分异作用的未分带伟晶岩和白岗岩进行，过低或过高分异的花岗岩-伟晶岩均不是超高纯石英矿的潜在对象。晚期韧性变形可一定程度上改变石英中气液包裹体的分布样式，但对杂质元素的影响方式，未来仍需深入研究。
花岗岩或白岗岩型高纯石英矿形成模型
岩石圈演化与环境演变全国重点实验室郭宜琳等研究人员认为：美国Spruce Pine地区岩石能够作为高纯石英原料，可能得益于高分异的岩浆演化过程使得石英原始纯度较高，晶内塑性变形（位错蠕变、动态重结晶）对石英进一步净化，以及流体包裹体提供了容纳杂质的空间并使杂质易于剔除；同时中-高温度、低差异应力等变形条件可能抑制了杂质重新进入石英颗粒。
通过对比不同高纯石英矿区的构造背景和变形条件，郭宜琳等提出多期次造山带的核部是高纯石英产出的有利部位，中部地壳层次、高绿片岩相-低角闪岩相下的变形有利于石英提纯，并据此推测受藏南拆离系活动影响而变形的喜马拉雅造山带的淡色花岗岩具有高纯石英成矿潜力。
深地过程与战略矿产资源全国重点实验室
深地过程与战略矿产资源全国重点实验室周浩阳研究员指出，白岗岩型高纯石英矿床是最为重要的一类，因天然已知的最纯石英就产自美国的Spruce Pine白岗岩，这也是已知的唯一在生产的白岗岩型高纯石英矿床。
Spruce Pine白岗岩为粗粒结构，平均粒度约1cm，主要由40％奥长石、25％石英、20％微斜长石和15％白云母以及少量副矿物组成。副矿物包括黑云母、石榴子石、磷灰石、绿帘石、锰黝帘石、黄铁矿、黄铜矿和磁铁矿。
周浩阳研究员认为按照矿物组成，Spruce Pine白岗岩可定名为花岗闪长岩。地球化学上，白岗岩为过铝质。Spruce Pine中的长石以斜长石为主，并不严格符合白岗岩的定义，因此更准确的名称应该是淡色花岗岩（淡色花岗岩对长石的种类没有明确要求），并且该岩体粒度明显大于一般的花岗岩。
典型Spruce Pine白岗岩样品（来源：陈健研究员）
周浩阳研究员指出，Spruce Pine白岗岩的特别之处是其颗粒粗大易于分选，以至于部分文献将其称为伟晶岩。需要说明的是，白岗岩的石英纯度并非均匀。在Spruce Pine地区，高纯石英矿体仅在白岗岩体的局部出现，需要通过钻探、化验对矿体进行圈定，这也暗示了可能存在岩浆演化或后期构造等因素控制了石英的最终品质。
关键地球物质循环与成矿全国重点实验室
关键地球物质循环与成矿全国重点实验室胡欢等研究人员，以Spruce Pine白岗岩为对象，利用矿物自动鉴别系统AMICS､电子探针和LA-ICP-MS开展了岩相学､全岩地球化学和矿物原位主微量元素成分分析，得到以下结论：
(1)Spruce Pine白岗岩主要矿物为透长石､奥长石-钠长石､白云母(成分均一､贫Li低F)和石英。副矿物很少，主要有石榴石､绿帘石和锆石等。(2)美国Spruce Pine白岗岩为极低TiO2､中等结晶分异且无显著流体作用的白云母花岗岩。低TiO2､中等-高结晶分异且弱流体作用的贫矿白云母花岗岩/伟晶岩为我国寻找高纯石英优质原料的潜在目标。
参考来源：
[1]吴福元等，高分异花岗岩与高纯石英，中国科学院地质与地球物理研究所，岩石圈演化与环境演变全国重点实验室
[2]郭宜琳等：美国Spruce Pine地区高纯石英原矿岩石变形研究，岩石圈演化与环境演变全国重点实验室，中国科学院地质与地球物理研究所
[3]周浩阳：高纯石英的矿床概念、矿床类型与资源评价，中国科学院广州地球化学研究所，深地过程与战略矿产资源全国重点实验室
[4]胡欢等：美国Spruce Pine白岗岩长石和云母矿物学特征研究：对高纯石英原料矿的指示意义，关键地球物质循环与成矿全国重点实验室，南京大学地球科学与工程学院
（中国粉体网编辑整理/平安）
注：图片非商业用途，存在侵权告知删除！
