对煤中锗矿化若干问题的思考——以临沧锗矿为例

本文在综述煤中锗矿化国内外研究现状的基础上，以临沧锗矿为例，深入讨论了在煤系地层中形成超大型独立锗矿床的特殊条件。结果表明，煤是锗成矿极有利的围岩，煤能否富集锗主要取决于有无富锗流体与煤相互作用。     

伊敏煤田五牧场区富锗煤分布规律及成矿机理分析

锗是典型的稀有分散元素,主要富集在含铅锌的硫化物矿床和煤岩中。伊敏煤田白垩系下统大磨拐河组12号煤层为主力含锗煤开采层,具有分布面积广、厚度大、结构简单的特点。综合前人对临沧超大型锗矿床和胜利煤田锗矿床的研究,通过分析五牧场区富锗煤中锗的来源、富集、分布和成矿时期等,笔者认为该地区沼泽泥炭化过程中,泥炭化时期较早的区域有利于锗元素的富集;由于植物分带性导致煤层组分差异,富含腐殖酸的区域锗元素富集,即:"泥炭化程度差异性"和"煤层组分差异性"对富锗煤中锗的综合影响;该地区富锗煤的成矿机理为:成煤前锗元素聚集→泥炭化作用阶段锗元素第一次富集→煤化作用阶段锗元素第二次富集。     

临沧锗矿床的稀土元素地球化学研究

通过对临沧锗矿床中基底花岗岩、矿化煤以及硅质岩的稀土元素地球化学研究认为盆地基底花岗提供了形成锗矿化的锗和形成硅质岩的硅；本区陆相热水成因硅质岩的Ce异常不明显，相对富集LREE；矿化煤相对富集HREE，这可能主要与矿化煤在含锗热液的相互作用过程中，煤对重烯土的优先富集有关。     

中国大型煤-锗矿床成矿模式研究进展:以云南临沧和内蒙古乌兰图嘎煤-锗矿床为例

锗元素是研究得最多也是开发利用最好的煤中可利用伴生元素。在自然界中所有的煤都含有锗,但是能富集成锗矿床的只是极少数,多数煤中锗含量甚微。中国目前已发现的具有开采价值的煤-锗矿床有两个,分别是位于云南西部的新生代盆地的临沧煤-锗矿床和内蒙古的中生代盆地的乌兰图嘎煤-锗矿床。但这两个煤锗矿床地质因素各有不同,文中对其不同点进行了比较。中国云南省煤中含锗的情况最为丰富多样,其研究程度较高,处于成熟开发阶段。云南省西部含有富锗煤的新生代盆地的基底都是可提供丰富锗源的花岗岩。盆地内煤中锗分布不均一与两类花岗岩提供的锗源有一定关系。内蒙古胜利煤田内富锗煤矿床正处于开发阶段。矿产地西部附近出露二长花岗岩和闪长岩为主要的锗源供给。胜利煤田和伊敏煤田煤中锗的赋存状态和地质条件与临沧的差异较大。二连盆地群与煤油气相关的地质研究成果较为丰富,如果进一步开展普查找矿工作,将有可能发现新的矿点。     

云南临沧大田河锗煤矿床稀土元素地球化学特征

云南临沧是我国重要的Ge资源基地,大田河煤矿是近年来所发现的具有锗成矿条件的矿床。对矿区内主要出露的含锗煤、泥沙质细砾岩及黑云二长花岗岩稀土元素组成进行了系统研究和对比,结果表明,该矿床的稀土元素表现为LREE富集的右倾型,且负Eu异常明显,而Ce异常程度较弱。其中,含锗煤和泥沙质细砾岩与三叠世黑云二长花岗岩具有较一致的稀土元素标准化配分模式,且ΣREE和δEu等参数从黑云二长花岗岩→泥沙质细砾岩→含锗煤呈逐渐降低的趋势,此外,含锗煤在ΣREE-δEu和ΣREE-δCe关系图上显示与三叠世黑云二长花岗岩关系密切,而与矿区外围二叠世黑云母花岗岩关系较小。结合该矿床产出地质特征,本文认为含锗煤和泥沙质细砾岩可能继承了黑云二长花岗岩的稀土元素,矿床中Ge主要来自于三叠世黑云二长花岗岩,Ge的超常富集与三叠世岩浆侵入热液活动有关,并形成于相对还原的环境。     

西南地区稀散元素伴生成矿的主要类型及伴生富集规律

西南地区稀散元素资源丰富,主要以伴生元素矿床产出,寄主矿床类型主要为沉积岩容矿型铅锌矿(伴生Cd、Ge、Ga、Tl)、锡石硫化物矿床(伴生In、Cd)和沉积型铝土矿(伴生Ga)及含锗煤等。这些矿床往往集中产出,主要分布在三江铅锌铜银多金属矿成矿域、川滇黔铅锌多金属成矿域、滇东南锡多金属矿成矿域、黔西北铝土矿含矿带及滇西第三系含煤盆地。本文以滇东南锡石硫化物矿床(个旧、都龙、白牛场)及沉积岩容矿型铅锌矿(包括兰坪金顶铅锌矿和川滇黔铅锌银多金属成矿域中的会泽、大梁子、天宝山和富乐铅锌矿等)等为主要对象,开展了不同金属硫化物中稀散元素含量及电子探针面扫描分析,查定了稀散元素伴生富集的赋存状态,并在矿床地球化学研究基础上,综合分析了这些稀散元素的伴生富集规律。研究结果进一步表明,稀散元素(In、Cd、Ge、Ga、Tl)伴生富集都具有明确的载体矿物专属性:热液矿床中In、Cd、Ge、Ga主要富集在闪锌矿中,Tl主要富集在黄铁矿中;沉积铝土矿中Ga的载体矿物主要是一水铝石,含锗煤中Ge主要以有机质结合态赋存在腐殖体中。在伴生富集规律上,In主要伴生富集在锡石硫化物矿床中,滇东南三大锡石硫化物矿床(个旧、都龙、白牛场)具有相似的地质地球化学特征,成因上与燕山晚期花岗岩侵入密切相关。沉积岩容矿型铅锌矿普遍含有Cd、Ge、Ga、Tl,但不同矿床在不同稀散金属富集程度上存在明显差异,其中,金顶矿床中的闪锌矿高度富Cd,平均含量达1.23%,其成因可能与生物有机作用有关。临沧盆地西缘含锗煤产出在以花岗岩为基底的帮卖陆相含煤碎屑岩盆地中,具有工业意义的Ge只集中在第一含煤段的煤层中,其含煤段有硅质岩和薄层含碳硅质灰岩,在上部缺乏硅质岩的两个含煤段的煤中无Ge矿化。Ga在铝土矿中的伴生富集具有全球性特点,不同成矿时代和不同工业类型铝土矿中都具有镓的伴生富集,含量一般在50×10~(-6)～200×10~(-6),贵州铝土矿床主要形成于石炭纪,其矿石以硬水铝石及少量黏土等为主,Ga含量在70×10~(-6)～143×10~(-6),略高于中国和世界铝土矿中镓的平均值。     

临沧锗矿床的微量元素地球化学

采用ICP-MS测定了临沧锗矿中51个含矿煤、5个无矿煤、9个硅质岩样品的微量元素含量,并与基底二云母花岗岩进行对比,探讨了含矿煤与无矿煤的微量元素地球化学及其与锗超常富集的关系,得出几点认识: a 含矿煤、无矿煤和硅质岩中的大多数微量元素来自基底的二云母花岗岩; b 热水携带了成矿所必需的锗; c Nb可作为锗矿化的指示元素      

临沧锗矿床地质特征

矿床位于临沧帮卖第三纪盆地。矿体主要赋存于Ｎ＾２１和Ｎ＾１１地层中,矿体受褐煤层及碳层控制,呈层状、似层状、透镜状产出。主矿体走向长４７２ｍ,倾斜长４００～８００ｍ,平均厚４ｍ,平均品位ω（Ｇｅ）＝０．０５５％,可分为锗煤型和锗砂岩两类矿石。锗主要来源于基底花岗岩,成矿可分为模特富集、沉积富集、成岩富集及后生改造富集四个阶段。     

内蒙古胜利煤田乌兰图嘎富锗煤煤岩特征与成矿环境

锗是典型的分散元素,不能形成独立矿床.煤的成分极其复杂,在极其特殊的地质条件下,煤中的锗可富集并达到工业品位(≥100×10-6).本文主要通过对野外采集的6-1层位煤的13件样品的分析,在研究煤中锗的分布特征基础上,试图探讨锗的聚集与富存与煤岩组分及其能反映煤相微环境的其他地质指标的关系,进而研究煤锗的成矿地质因素与成矿模式.     

临沧盆地超大型锗(铀)矿床成矿机理及其模拟实验

通过矿床地质地球化学、煤岩学、有机地球化学及成矿模拟实验的研究,首次阐明临沧盆地大寨超大型煤中锗(铀)的有机成矿机理:初始锗来源于赋锗的花岗岩风化产物;在泥炭化阶段通过微生物对陆生高等植物降解和改造,经有机质吸附和生成锗络合物等环节构成富锗泥炭层。当富锗泥炭层形成褐煤时,未成熟有机质从含锗的粒间孔隙水中富集锗形成褐煤锗矿层;在表生氧化阶段中,褐煤锗矿层中锗被含氧地下水淋滤、迁移、叠加再造形成富大锗矿体。为进一步探讨锗矿的有机成矿机理进行了包括浸出、吸附、络合的锗矿预富集,以及锗重新迁移和聚集实验,来表述和证明上述有机成矿机理。     

砂岩型铀矿的微生物成矿作用研究述评

目前,砂岩型铀矿是全球应用最为广泛和最有前景的铀矿类型,也是我国最主要的工业铀矿类型。本文展示了当今世界最新的铀资源分布和组成,强调了砂岩型铀矿在世界和中国铀矿资源中的重要性,梳理了实验室条件下微生物对U(VI)的还原性富集和非还原性富集机理,归纳了地质条件下微生物参与砂岩型铀矿的成矿证据。微生物对铀富集作用的实验研究,主要体现在还原性和非还原性富集两个方面。微生物对U(VI)的还原性富集研究最为深入,包括微生物的细胞色素、菌毛和电子穿梭体在U(VI)的还原过程中的作用。微生物对U(VI)的非还原性富集表现在微生物表面吸附、表面络合沉淀和细胞内积聚作用。微生物参与砂岩型铀矿成矿作用的证据,可分为直接证据和间接证据。直接证据主要有铀矿物形态学特征、P元素含量和矿物纳米晶体尺寸;间接证据主要有黄铁矿硫同位素和方解石碳同位素组成以及相应烃类包裹体特征。在未来的研究工作中,应重视微区实验方法在砂岩型铀矿中的应用,以及含油气/煤盆地上覆地层的砂岩型铀矿找矿工作,应探索更加适当的指标和评价体系以量化微生物对砂岩型铀矿的成矿作用。     

川滇黔铅锌(锗)成矿区区域地球化学测量在找锗预测中的作用

锗作为一种稀散元素,是现代信息产业最重要的金属之一,然而大多数锗资源是在综合评价煤矿床、铅锌矿床以及铁矿床的过程中发现的,缺乏专门的找锗方法。为了进一步加强锗矿找矿方法的研究,本文以川滇黔接壤处作为研究区,通过采用探索性分析方法(EDA)和基于分形理论的浓度-面积(C-A)方法以及证据权模型,分析研究区内低密度水系沉积物测量数据Zn、Ge元素的数字特征和分布规律。结果表明:(1) Ge元素分布由单个总体构成,基本符合正态分布,数值变化小(变异系数=0. 13),基本围绕地壳丰度值(1. 6×10~(-6))波动,且矿床的分布与地球化学异常之间没有明显的相关关系,因此采用以Ge找Ge的思路是行不通的,而这可能是由于Ge在表生氧化状态下的多亲和性和高度分散性造成的。(2) Zn元素分布明显不符合正态分布,且有多个峰值,数据离散程度大(变异系数=1. 14),可能至少由两个以上总体构成,且在空间上矿床的分布与地球化学异常之间有良好的相关关系,大多数矿床位于相对高值区。另外鉴于在原生状态下,Ge元素往往以类质同象的形式赋存在闪锌矿中,因此在区域上采用以Zn找Ge的思路是可行的。(3)采用累计概率法、直方图法、箱式图法、原生晕法以及基于多重分形的C-A方法,确定的异常下限分别为146. 5×10~(-6)、392. 7×10~(-6)、153. 9×10~(-6)、87. 5×10~(-6)和124×10~(-6)。通过采用证据权方法所提供的空间相关性统计量(t)进行检验,发现异常下限应当落在120×10~(-6)～130×10~(-6)的区间内。因此基于分形理论的C-A方法是最合理的,这可能是其不仅考虑了频数特征,还考虑了空间几何特征的原因。(4)在圈定地球化学块体的基础上,结合热液矿床受构造控制,且往往具有"丛聚效应"以及"鹤立鸡群"的特点,圈定黑区-赤普、大湾子-大桥边、茂租-乐红、毛坪、天宝山-小石房、猫猫厂-白蜡厂、大梁子、会泽、青山-杉树林、猴子厂-顶头山以及富乐作为寻找锗矿的潜力区,建议进一步加强这11个矿田级远景区锗资源的找矿工作。     

广西北香银多金属矿床成矿地质条件与找矿潜力分析

北香矿区北西向同沉积断裂对矿床的空间分布、产状起主要控制作用,其次一级北西向断裂则是矿床的主要赋存构造,矿床的形成受地层、岩性和构造双重控制.通过与丹池矿带中的类似典型矿床对比,指出北香矿床具有与大厂长坡矿床和大福楼矿床相似的成矿条件,泥盆纪地层与北西向同沉积断裂共同控矿,矿体空间产出模式应都具有"上脉下层"的特点;结合已完成的地、物、化、遥等工作成果,认为在矿床的中深部有寻找似层状矿体的巨大潜力.     

Main Mineralization Mechanism of Magmatic Sulphide Deposits in China

Before intruding, primary magmas have undergone liquation and partial crystallization atdepth; as a result the magmas are partitioned into barren magma, ore-bearing magma, ore-richmagma and ore magma, which then ascend and are injected into the present locations once ormultiple times, thus forming ore deposits. The above-mentioned mineralizing process is knownas deep-seated magmatic liquation-injection mineralization. The volume of the barren magma isgenerally much larger than those of the ore-bearing magma, ore-rich magma and ore magma. Inthe ascending process, most of the barren magma intrudes into different locations or outpoursonto the ground surface, forming intrusions or lava flows. The rest barren magma, ore-bearingmagma, ore-rich magma and ore magma may either multiple times inject into the same space inwhich rocks and ores are formed or separately inject into different spaces in which rocks and oresare formed. The intrusions containing such deep-seated magmatic liquation-injection depositshave a much smaller volume, greater ore potential and higher ore grade than that of in-situmagmatic liquation deposits. Consequently this mineralizing process results in the formation oflarge deposits in small intrusions.     

Intrusion-Related Gold Deposits of North China Craton, People's Republic of China

Abstract. Intrusion‐related gold deposits are widely distributed within the North China craton or along its marginal fold belts. Presently, about 200 individual intrusion‐related gold deposits (prospects) have been discovered, among which Yuerya, Anjia‐yingzi, Linglong, Jiaojia, Chenjiazhangzi, Qiyugou, Jinjiazhuang, Dongping, Hougou, Huangtuliang, Guilaizhuang, Wulashan and Donghuofang are the most important ones. In general, the intrusion‐related gold deposits can be classified into three major groups according to their host rocks: (1) hosted by or related to felsic intrusions, including (la) calc‐alkaline granitoid intrusions and (lb) cryptoexplosion breccia pipes; (2) related to ultramafic intrusions, and (3) hosted by or related to alkaline intrusions. The first group contains the Yuerya, Anjiayingzi, Linglong, Jiaojia, Chenjiazhangzi and Qiyugou gold deposits. Gold mineralization at these deposits occurs within Mesozoic Yanshanian calc‐alkaline granitoid intrusions or cryptoexplosion breccia pipes as gold‐bearing quartz veins and replacement bodies. Pyrite, galena, sphalerite, chalcopyrite, native gold and electrum are major metallic minerals. The Jinjiazhuang deposit belongs to the second group, and occurs within Hercynian diopsidite and peridotite as quartz veins and replacement bodies. Pyrite, marcasite, arsenopyrite, native gold and electrum are identified. The third group includes the Dongping, Hougou, Huangtuliang, Guilaizhuang, Wulashan and Donghuofang deposits. Gold mineralization at these deposits occurs predominantly within the Hercynian alkaline intrusive complexes as K‐feldspar‐quartz veins and replacement bodies. Major metal minerals are pyrite, galena, chalcopyrite, tellurides, native gold and electrum. All these pyrite separates from Hercynian and Yanshanian intrusions or cryptoexplosion pipes associated with the gold deposits show a broad range in δ³⁴S value, which is overall higher than those Precambrian rocks and their hosted gold deposits. For the alkaline intrusion‐related gold deposits, the δ³⁴S values of the sulfides (pyrite, galena and chalcopyrite) from the deposits increase systematically from orebodies to the alkaline intrusions. All of these intrusion‐related gold deposits show relatively radiogenic lead isotopic compositions compared to mantle or lower crust curves. Most lead isotope data of sulfides from the gold ores plot in between the fields of the intrusions and Precambrian metamorphic rocks. Data are interpreted as indicative of a mixing of sulfur and lead from magma with those from Precambrian metamorphic rocks. Isotopic age data, geological and geochemical evidences suggest that the ore‐forming materials for the intrusion‐related gold deposits were generated during the emplacement of the Hercynian or Yanshanian intrusion. The calc‐alkaline or alkaline magma may provide heat, volatiles and metals for the intrusion‐related gold deposits. Evolved meteoric water, which circulated the wall rocks, was also progressively involved in the magmatic hydrothermal system, and may have dominated the ore fluids during late stage of ore‐forming processes. Therefore, the ore fluid may have resulted from the mixing of calc‐alkaline or alkaline magmatic fluids and evolved meteoric water. All these intrusion‐related gold deposits are believed to be products of Hercynian or Yanshanian calc‐alkaline and alkaline igneous processes along deep‐seated fault zones within the North China craton or along its marginal belts.     

矿床变化与保存研究的裂变径迹新途径

矿床形成后的变化与保存是矿床学研究与找矿勘探中一项极其重要但仍需进一步加强的基础性工作。影响矿床变化与保存的众多因素中,区域隆升与剥蚀是最为关键的因素之一。裂变径迹法是研究区域隆升与剥蚀的一种有效手段,它能为我们提供剥蚀速率以及剥蚀量的定量数据。一些产于花岗质岩体内与岩体有成因联系的矿床,其成矿深度可以通过详细的流体包裹体研究来获得。通过成矿深度与岩体剥蚀深度对比分析,能使我们更好地了解矿床形成后变化保存条件。裂变径迹法与流体包裹体研究相结合是矿床形成后变化与保存研究一种切实可行的方法。     

中国萤石矿床分类

通过对中国萤石矿床的成矿作用研究,综合考虑萤石矿床的成因类型和工业类型,将中国萤石矿床划分为沉积改造型、热液充填型和伴生型3种矿床类型。在全面分析萤石矿典型矿床的成矿条件、控矿因素和成矿作用的基础上,总结成矿要素,以相同或相似的二级成矿必要要素组合确定沉积改造型、热液充填型萤石矿床的亚类型,沉积改造型进一步划分出2个矿床式,热液充填型划分出5个矿床式,伴生型按伴生主矿种划分出4个矿床式。文章分析了每一个矿床式的成矿地质背景,成矿条件、矿床特征、控矿因素和成矿作用,总结了每一个矿床式的二级成矿必要要素。     

四川大梁子铅锌矿床分散元素镉、锗、镓的富集规律

分散元素在地壳中的含量很低,很难形成独立矿物和独立矿床,因此对矿床中伴生的分散元素的研究有重要的理论和现实意义。本文利用常规显微镜、电子探针和等离子质谱分析等手段,对大梁子铅锌矿床中的分散元素镉、锗、镓进行了研究。镉在闪锌矿中的含量随着闪锌矿颜色的变浅逐渐增加,镓则相反。分散元素镉、锗、镓的赋存状态为类质同象形式;矿床主要以富集镉为特征,其中镉主要富集于闪锌矿中,锗和镓主要富集于方铅矿中。     

Genesis history of iron ore from Mesoarchean BIF at the Wodgina mine,Western Australia

Several iron-ore deposits hosted within Mesoarchean banded iron formations (BIFs) are mined throughout the North Pilbara Craton, Western Australia. Among these, significant goethite±martite deposits (total resources >50 Mt at 55.8 wt% Fe) are distributed in the Wodgina district within 2 km of the world-class pegmatite-hosted, tantalum Wodgina deposits. In this study, we investigate the dominant controls on iron mineralisation at Wodgina and test the potential role of felsic magma-derived fluids in early alteration and upgrade of nearby BIF units. Camp-scale distribution and geochemistry of iron ore at Wodgina argue against any significant influence of identified felsic intrusions in the upgrade of BIF. Whereas, the formation of BIF-hosted goethite±martite iron ore at Wodgina involves: (i) early (ca 2950 Ma) metamorphism of BIF causing camp-scale recrystallisation of pre-existing iron oxides to form euhedral magnetite, with local enrichment to sub-economic grades (～40 wt% Fe) within or proximal to metre-wide, bedding-parallel shear zones, and (ii) later supergene lateritic enrichment of the magnetite-bearing BIF and shear zones, forming near-surface goethite±martite ore. The supergene alteration sequence includes: (i) downward progression of the oxidation front and replacement of magnetite by martite, (ii) local development of silcrete at ～40 m below the modern surface caused by the lowering of the water-table, (iii) intensive replacement of quartz by goethite, resulting in the goethite±martite ore bodies at Wodgina, and (iv) late formation of ferricrete and ochreous goethite. Goethitisation most likely took place within the hot and very wet climate that prevailed from the Paleocene to the mid-Eocene. Goethite precipitation was accompanied by the incorporation of trace elements P, Zn, As, Ni and Co, which were likely derived from supergene fluid interaction with nearby shales. Enrichment of these elements in goethite-rich ore indicates that they are potentially useful pathfinder elements for concealed ore bodies covered by trace element-depleted pedogenic silcrete and siliciclastic rocks located throughout the Wodgina mine.     

黔东南坑头金矿床热液蚀变特征及成矿过程研究

黔东南金成矿区位于江南造山带金成矿省的西南端,成矿条件优越。坑头金矿床是黔东南金成矿区的一个中型矿床,在其深部找矿中,发现除石英脉型矿体外,还存在蚀变岩型矿体。然而,这种蚀变岩型矿体的构造形态、蚀变类型、与石英脉型矿体之间关系和金的赋存状态尚不清楚。本研究与当前的勘查工作紧密结合,围绕石英脉型矿体和新发现的蚀变岩型矿体为研究切入点,借助微区分析技术(扫描电镜和电子探针)进行系统的“流体- 蚀变- 成矿”研究。蚀变矿物金红石矿物化学显示为热液成因,具有典型造山型金矿床的金红石标型特征。围岩的沉积- 成岩过程(包括低级变质作用过程),主要形成了草莓状黄铁矿和含铁碳酸盐岩,为后期含金硫化物(黄铁矿和毒砂)的形成提供物质基础(如Fe)。金的成矿富集过程主要经历了绢云母+毒砂+黄铁矿+石英(Ser+Apy+Py+Qtz)阶段、黄铁矿+毒砂+石英(Py+Apy+Qtz)阶段和自然金+石英(Au0+Qtz)阶段。在Ser+Apy+Py+Qtz阶段,主要表现为含矿流体与围岩的初级交代,形成大量浸染状黄铁矿+毒砂的硫化带;Py+Apy+Qtz阶段主要为流体沿着剪切带再交代,形成蚀变岩型矿体;Au0+Qtz阶段主要表现为含金石英大脉的形成。金的赋存状态研究显示,蚀变岩矿体中Au以他形显微- 次显微自然金赋存在蚀变岩硫化物裂隙中,或以化学结合态方式赋存在黄铁矿和毒砂中(后者占主导)。在晚期Au0+Qtz阶段,自然金呈自形、粗粒(~0. 5 mm)赋存在石英脉中。综合研究认为,多期构造(流体)交代导致的溶解- 再沉淀可能是坑头金富集成矿主要原因之一。