鹅卵石
在自然界中，虽然石英的分布非常广泛，但纯度很高的高纯石英却很稀有。高纯石英是半导体芯片、太阳能光伏、光纤通信、航空航天、精密光学和特种玻璃等高新技术产业不可缺少且无法替代的重要功能性材料，是真正“卡脖子”的矿物资源，保障我国高纯石英的供应对维护经济、军事、科技、网络等领域的国家安全具有极其重要的战略意义；对发展光伏新能源产业、助力国家实现“碳达峰”“碳中和”的目标也具有重要的战略价值。
石英的形成
石英可以形成于岩浆冷却结晶过程中，也可以由富含二氧化硅的热液冷却后形成。由于石英结晶时的温度和压力条件不同，因此也就形成了低温石英（α-石英）、高温石英（β-石英）和柯石英等不同的石英族矿物。其中，自然界分布最广的是低温石英（α-石英）。石英是一种矿物，与其他矿物一起组成集合体就形成了各种岩石。以石英作为单矿物的岩石包括：水晶、玛瑙、蛋白石、脉石英、石英岩、石英砂岩、深海放射虫硅质岩，等等。在这类岩石中，具有经济开采利用价值的就成为石英矿石。一些含有石英矿物的岩浆岩，如花岗伟晶岩、白岗岩等，所含的石英如果具有经济开采利用价值，也会作为一种石英的来源矿石。
玛瑙 中国地质博物馆馆藏
石英中的杂质及危害
石英是硅元素的氧化物，分子式是SiO2，由一个硅原子和四个氧原子组成硅氧四面体晶体结构。石英晶体在结晶过程中以及后来经历的变质作用下，经常掺杂一些杂质元素。这些杂质元素有三种来源。
石英晶格结构和晶格杂质元素示意图
第一种来源是晶格杂质，例如：铝、铁、钛、锗、磷、硼等三价、四价或五价离子常常会替代硅原子，占据硅原子所在的位置，而锂、钾、钠等单价离子常与铝、铁、钛、锗、磷、硼离子结合在一起，“漂浮”在硅氧键上，来达到晶体电荷平衡。替代硅原子或处在“漂浮”态的这些杂质元素被称为石英晶格杂质元素。
石英晶体中的包裹体
第二种是包裹体。石英的包裹体究竟是什么呢？石英晶体在结晶的过程中，由于种种原因，会将一些液体、气体和固体包裹在晶体中，从而就形成了固、气、液三种类型的包裹体。这些包裹体中含有的元素不是硅元素，而是钾、镁、钙、钠等元素，从而也成为石英的杂质来源。
第三种杂质来源是其他的矿物。因为石英晶体在形成时，石英晶体之间也常常伴生一些其他矿物，例如长石、云母等。这些矿物包含了钾、铝、铁等各种杂质元素。
