石英晶格杂质及微区原位分析技术研究进展OA
Research advances in quartz lattice impurities and micro-scale in situ analytical techniques
[研究目的]高纯石英是国家新兴产业发展中重要的战略性矿产资源,其石英制品广泛运用于光伏、电子信息、半导体等行业.当前中国 4N8 级以上高纯石英砂(SiO2 纯度≥99.998%)主要依赖进口,亟需加强国产高品位高纯石英矿床的勘查评价与资源开发.通过微区原位分析技术可快速筛选潜在的高纯石英矿,以提升高纯石英资源评价工作效率.[研究方法]通过搜集公开文献并整合前人研究成果,归纳目前用于分析石英微区原位的一些方法技术,从技术进展、方法局限性、未来发展方向等维度,对石英微区原位分析技术的研究现状与发展趋势进行综合评述.[研究结果]结果表明,常用石英微区原位分析方法有 3 种:LA-ICP-MS、EPMA、SIMS.LA-ICP-MS 检测限低、精确度高,可同时检测多种微量元素,但空间分辨率低.EPMA 具有高空间分辨率、无损检测等优点,检测限较高,但存在较多误差因素:二次荧光、韧致辐射、束流诱导等.SIMS 检测限低,灵敏度高,但基体效应强,成本较高,没有可广泛使用的石英标样.[结论]不同分析方法各有优缺点,通过多方法协同分析可有效提升对石英晶格杂质的分析精度,在高纯石英资源评价中具有较大的应用前景.未来应重点加强高纯石英微区原位分析技术研发,如标准物质研发、降低检测限、提高分析精确度等,以期从晶格杂质角度完善高纯石英矿评价体系.
[Objective]High purity quartz serves as a strategically critical mineral resource for China's emerging industries,with its processed products extensively utilized in photovoltaic,electronic information,semiconductor and related high-tech sectors.Currently,China predominantly relies on imported supplies for 4N8-grade and above high purity quartz sand(SiO2 purity≥99.998%),creating an urgent need to enhance domestic prospecting evaluation and resource development of high-grade deposits.Micro-scale in situ analysis techniques enable rapid screening of potential high-purity quartz resources,thereby significantly improving the efficiency of resource assessment.[Methods]Through systematic compilation of published literature and integration of previous research findings,this study summarizes current micro-scale in situ analytical techniques,while comprehensively evaluating their technological progress,methodological limitations and future development trends.[Results]Three principal techniques demonstrate distinct characteristics:LA-ICP-MS provides low detection limits and multi-element capability but suffers from limited spatial resolution;EPMA offers high spatial resolution and non-destructive analysis yet has higher detection limits and is susceptible to various error factors;SIMS delivers exceptional sensitivity but is constrained by strong matrix effects and lacks standardized reference materials.[Conclusions]While each technique exhibits unique advantages,integrated analytical approaches can significantly enhance impurity characterization accuracy.Future development should prioritize reference material development,detection limit optimization and analytical precision improvement to establish a comprehensive evaluation framework based on lattice impurity signatures.
陈昊;王九一;王春连;韦少华;张齐腾;王俞朝
东华理工大学地球与行星科学学院,江西 南昌 330013||中国地质科学院矿产资源研究所/自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 100037中国地质科学院矿产资源研究所/自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 100037中国地质科学院矿产资源研究所/自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 100037东华理工大学地球与行星科学学院,江西 南昌 330013||中国地质科学院矿产资源研究所/自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 100037中国地质科学院矿产资源研究所/自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 100037||中国地质大学 (武汉) 资源学院,湖北 武汉 430074中国地质科学院矿产资源研究所/自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 100037||成都理工大学地球与行星科学学院,四川 成都 610059
天文与地球科学
高纯石英晶格杂质微区原位分析LA-ICP-MSEPMASIMS
high purity quartzlattice impuritiesmicro-scale in situ analyticalLA-ICP-MSEPMASIMS
《地质通报》 2026 (8)
1432-1446,15
中央级公益性科研院所基本科研业务费项目《重点地区脉石英型高纯石英成矿潜力区优选》(编号:KK2421)、《萤石等非金属矿产在战略性新兴产业中的应用及重点研究》(编号:KK2005)、中国地质调查局项目《高纯石英原料矿战略研究与重点区调查评价》(编号:DD20230365) Supported by Fundamental Scientific Research Funds for Central Public Welfare Research Institutes(Nos.KK2421,KK2005)and the project of China Geological Survey(No.DD20230365)
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