高纯石英中杂质赋予状态
根据杂质大小，分布，形成特性的天然石英矿物可分为四类。
1.伴生脉石矿物；
2.微细粒矿物，硅酸盐熔体，流体包裹体杂质，粒径大于1um;
3.亚微米级，纳米级包裹体杂质，体杂质粒径为纳米到1.0微米
4.石英晶格结构性杂质，易形成粒径小于1nm的原子簇
1.伴生脉石矿物
天然石英晶体，常与多种矿物共生或者伴生，如金红石，方解石，萤石，赤铁矿，白云母，黑云母，闪锌矿，黄铁矿，电气石，黄玉，绿帘石，绿泥石和粘土矿物等。在地质成矿过程中，这些矿物已成为石英晶体中的固态包裹体，是石英中包裹体杂质的主要来源。
2.微细粒矿物，硅酸盐熔体，流体裹体杂质
天然石英通常含有微细粒矿物（粒径1um），硅酸盐熔体及流体包裹体等。包裹体种类与丰度取决于石英矿物的成岩环境和结晶学变化，包裹体被封存于石英矿物中，很难通过传统选矿分离方法去除大量包裹体，严重影响使用质量。
石英中矿物包裹体的形成机制较多，有从熔体和流体结晶生长过程中封闭形成的矿物包裹体，也有变质岩石英在变质作用过程中晶界移动和随后晶格恢复封闭形成的矿物包裹体，此外，还有第三种矿物包裹体形成机制，如含高钛杂质的石英矿物，在冷却或减压过程中形成针状金红石包裹体。
含铝杂质主要来自长石，云母和黏土，还有AL3+替代SI4+存在于石英晶格中，这种异价内质现象会造成碱金属阳离子进入结构空隙，保持电荷平衡，形成结构杂质。
石英中的硅酸盐熔体包裹体是被包裹在火成岩和伟晶岩石英矿物中硅酸盐熔体形成的微泡呈玻璃态或微晶态，较罕见。硅酸盐熔体包裹体常结晶形成晶体，与流体包裹体叠加或被隐藏在其中，硅酸盐熔体包裹体的化学成分与硅酸盐溶体相似，主要元素有硅，铝，铁，钠，钙和钾，还带入有F,CL,B,P,Li,Cs,Rb等。因此，硅酸盐熔体包裹体是伟晶岩石英生产高纯石英砂时的主要杂质。
流体包裹体是石英晶体生长过程中最常见的包裹体，也包括矿化流体渗透到已成型的石英晶体间裂缝，在其密封过程中形成的流体包裹体。(也称流体包裹体）。
流体包裹体按内含物质状态，分为纯气体包裹体，纯液体包裹体和气液混合包裹体三种。其中水是最常见的流体包裹体，此外也常包含高沸点碳氢化合物，氮气等。流体包裹体中含有大量的钠，钾和钙等，是石英中碱金属杂质的主要来源。
3.亚微米级，纳米级包裹体杂质
石英中微细粒杂质包裹体有微米级，亚微米级，甚至粒径小于1纳米的原子簇。
亚微米级固体包裹体有金红石，钛铁矿，云母，电气石，铝硅相矿物（如AL2SiO5同质多形体），ALOOH及刚玉等。云母包裹体在大多数亚微米级固体包裹体中体积最大，云母针状亚微米级固体包裹体长度1um,宽度50-nm的针铁矿。石英的多种变形导致Al和K在石英晶格中重新分配，并形成了类似云母的亚微米级固体包裹体（0.5um).而亚微米级固体包裹体（0，5um),而亚微米级固体包裹体常出现在特定的地质环境下的天然石矿物中，是石英矿物中杂质的主要来源。
4.石英晶格结构性杂质
（1）晶格替代杂质。指AL3+,Fe3+,B3+,Ti4+,P5+与Si4+类质同象替代，代替Si4+形成新四面体。
（2）电荷补偿杂质
结构型杂质发生在间隔通道位置，由于正三阶，正五价离子替代SI4+形成新四面体，造成晶格内部电荷不平衡，作为电荷补偿的LI+,k+，Na+H+及Fe2+,进入晶格内部成为填隙离子，形成新的电荷平衡。这些离子的半径大（0,-0,nm),只能赋存于硅氧四面体股价空隙中，容易从石英晶体中扩散出来，也容易从外界扩散导石英晶体中。
石英矿物晶格内部主要结构型杂质存在如下形式
（1）AL3+代替SI4+.自然界中最常见的晶格替代就是Si，AL替代，AL3+替代硅氧四面体中的SI4+,形成新铝氧四面体。
（2）AL3+,P5+替代SI4+
（3）B3+替代SI4+
（4）Fe3+替代Si4+
（5）Ti4+，Ge4+替代Si4+.
（6）4个H+替代SI4+
AL是天然石英中最常见的杂质元素，当有大量杂质Al存在时，K,Na,H含量也较高，一定数量的AL3+与一价金属离子比例是对应的，从而达到电荷中性。Al含量是石英品质非常重要的一个指标。H在天然石英中与羟基形成水分子，能降低石英熔融温度，降低其软化点，影响石英质量。石英矿物中AL,Fe,Li，K,Na容易形成原子簇。