Trace element compositions of quartz in granites and pegmatites from the Sanmudaimiao region, northern margin of the North China Craton and their implications for the formation of high-purity quartz

高纯石英是我国最新公布确认的矿种, 理解其形成机制和主控因素对于未来寻找相关资源至关重要。然而, 目前关于其成因机制的研究仍较为匮乏, 对于何种地质条件有利于高纯石英的形成尚存争议。本文以华北克拉通北缘三木代庙地区花岗岩和伟晶岩中的石英作为研究对象, 探讨花岗岩-伟晶岩演化过程和变形作用对石英中微量元素含量的影响, 并对该地区的高纯石英成矿潜力进行初步厘定。本研究的主要研究对象包括未变形二云母花岗岩、变形二云母花岗岩、未成矿伟晶岩及锂辉石-锂云母成矿伟晶岩中的石英。分析结果显示, 不同类型岩石的石英微量元素组成差异显著, 主要受控于岩浆性质、分异程度及结晶物理条件。二云母花岗岩石英整体Ti和Al含量较高, 超出高纯石英相关标准(Al < 30×10^-6, Ti < 10×10^-6), 而Li含量则基本达到高纯石英的标准(Li < 5×10^-6), 这与岩浆相对较高的温度和较低的演化程度有关, 而Al的富集则可能与围岩混染关系密切。相比于未变形二云母花岗岩, 变形二云母花岗岩的石英Li含量显著偏低, 但Al和Ti含量则变化有限, 表明变形作用对该地区石英的纯化有一定促进作用。由于伟晶岩的岩浆演化程度高并伴随流体活动, 导致其中石英的Li、Al和Ge含量普遍较高, 远超高纯石英标准。相比于锂成矿伟晶岩, 未成矿伟晶岩的杂质含量整体低于成矿伟晶岩, 而成矿伟晶岩的边部带(块体长石带和层状细晶岩带)杂质相对核部偏低。由此, 对于伟晶岩而言, 低演化的伟晶岩边部可能为形成高纯石英的有利部位, 而核部因高岩浆演化程度和强流体活动导致其杂质元素含量偏高。综上, 低温、低演化、低混染并伴随后期变形作用是形成高纯石英的有利条件。三木代庙地区目前花岗岩-伟晶岩的石英整体不满足高纯石英要求, 但考虑到该地区与东秦岭、阿勒泰等已知存在高纯石英的地区地质条件具有一定相似性, 该地区局部可能具有高纯石英的找矿潜力, 其成矿条件有待进一步系统分析。