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第 46 卷 第 3 期 煤田地质与勘探 Vol. 46 No.3 2018 年 6 月 COAL GEOLOGY distribution; hydrothermal; control factors of enrichment 锗是一种典型的稀有、分散元素，在洋壳中的 丰度为 1.5 μg/g，陆壳中的丰度为 1.6 μg/g[1]，在自 然界中主要呈分散状态分布于其他矿物中。在自然 界中不存在锗的独立矿床，人们均把锗作为共生、 伴生资源加以研究利用，现代工业中，锗来源的一 个重要方式就是在煤中提取。世界煤的锗平均含量 为 2.2 μg/g[2]，中国煤为 2.78 μg/g[3]，但是在一些情 况下，锗会在煤中明显聚集，达到富集，如云南临 沧、胜利乌兰图嘎、伊敏五牧场[4-8]。本文通过对东 北赋煤区煤田矿区勘查资料煤中锗含量的化验数 ChaoXing 第 3 期 黄少青等 东北赋煤区煤中锗元素分布特征及富集控制因素 7 据的统计分析，揭示东北赋煤区煤中锗分布特征， 探讨其富集控制因素。 1 研究区域及地质背景 东北赋煤区地处古亚洲洋构造域与环太平洋构 造域叠合部位， 南侧赤峰–开源深断裂与华北板块相 接， 北侧通过蒙古–鄂霍茨克构造带与西伯利亚板块 相接，东临西太平洋边缘海及弧–沟褶皱带。 东北赋煤区主要以晚侏罗–早白垩世内陆含煤岩系 为主[9]，在陆壳伸展环境下[10]发生较强烈的岩浆活动。 2 煤中锗整体分布 统计了东北赋煤区 32 个主要煤田矿区一万多 个煤样化验数据表 1，煤中锗平均含量 15 μg/g， 中值为 2.46 μg/g，略小于中国煤中锗含量平均值， 略大于世界煤中锗含量平均值。仅在胜利煤田乌兰 图嘎煤–锗矿和伊敏煤田五牧场井田出现明显聚集， 锗平均含量分别为 66.30 μg/g 和 19.68 μg/g。 表 1 东北地区煤中锗含量统计表 Table 1 Germanium content in coal in Northeast China 锗含量特征 所属区域盆地 煤田/矿区 含煤地层煤类 范围/μgg–1平均含量/μgg–1 样品数/个 白音乌拉矿区 K1b HM 0.1120 2.44 516 胜利煤田不含乌兰图嘎 K1b HM 070 2.63 2 408 乌兰图嘎煤–锗矿 K1b HM 0670 66.3 930 额和宝力格矿区 K1b HM 047.3 2.12 1 647 巴彦宝力格矿区 K1b HM 011 2.00 484 五间房矿区 K1b HM 0.298.3 2.06 126 巴彦胡硕煤田 K1b HM-CY 0122 5.11 78 巴其北矿区 K1b HM 049 2.55 1 412 白音华矿区 K1b HM 0.7639 2.49 799 霍林河煤田 K1b HM 029.8 4.05 257 乌尼特矿区 K1b HM 037 4.89 74 高力罕矿区 K1b HM 060 2.77 199 二连 盆地群 贺斯格乌拉矿区 K1h HM 0.3356 2.82 82 伊敏煤田不含五牧场 K1d HM-CY0126 3.30 2 175 五牧场井田 K1d HM-PM 0400 19.68 1 187 扎赉诺尔矿区 K1y HM 062 3.37 610 大雁矿区 K1y CY 044 1.30 200 胡列也吐矿区 K1y CY 026 4.42 422 内 蒙 古 自 治 区 海拉尔 盆地群 五九矿区 K1d CY 065 3.79 435 鸡西盆地 鸡西煤田 K1m、K1chQM-WY1.030 2.74 42 黑龙江 勃利盆地 勃利煤田 K1ch、K1dJM-PM 019.1 2.50 291 吉林省 羊草沟盆地 羊草沟煤田 E1-2sh HM 0.313.1 3.3 15 阜新盆地 阜新海州矿 K1f CY 0.20.9 0.45 6 辽宁省 铁法盆地 铁法煤田 K1f CY 0.5822 2.94 34 调查中还发现很多煤田矿区勘查资料显示存 在锗异常矿点，其中以内蒙古二连、海拉尔盆地最 为普遍。如海拉尔盆地五九、胡列也吐、拉布达林 等，二连盆地贺斯格乌拉、霍林河、巴其北、白音 华、五间房、巴彦胡硕等矿区均出现了异常值在 20126 μg/g 之间的矿点；在鸡西、铁法等煤田勘探 报告中亦发现个别异常锗矿点图 1。 笔者注意到乌兰图嘎、五牧场所在的胜利煤田 除乌兰图嘎煤–锗矿数据、 伊敏煤田除五牧场矿区 数据煤中锗平均值分别为 2.63 μg/g、3.30 μg/g，未 见背景值明显抬升，而胜利、伊敏煤田内部各井田 仅乌兰图嘎煤中锗含量平均达到 66.30 μg/g， 富集区 域面积仅为 2.6 km2，五牧场煤中锗含量平均达到 19.68 μg/g，富集区域面积约为 10 km2，其他井田煤 中锗含量均与中国煤中锗平均含量相差不大图 2， 表 2，煤中锗的富集表现为在很小区域内聚集。 ChaoXing 8 煤田地质与勘探 第 46 卷 图 1 东北赋煤区煤中锗异常点 Fig.1 Sketch map of outliers of Ge content of coal in Northeast China’s coal-bearing region 图 2 东北赋煤区煤中锗含量变化特征 Fig.2 Variation of Ge content of coal in Northeast China’s coal-bearing rigion 表 2 胜利和伊敏煤田矿井井田煤中锗含量表 Table 2 Ge content of coal in Shengli and Yimin coalfields 煤田 井田或矿区 锗平均含量/μgg-1 煤田 井田或矿区 锗平均含量/μgg-1 一号露天矿 1.96 河东一区 1.00 西一露天矿 4.25 河东区外围 4.00 西二露天矿东区 1.00 伊敏煤田外围 3.00 西二露天矿西区 4.79 河东后备区 3.11 东二露天矿 1.75 露天矿 2.50 东一露天矿 1.78 第一煤矿 2.00 锡凌煤矿 5.50 胜利煤田 乌兰图嘎煤–锗矿 66.30统计面积2.6 km2 伊敏煤田 五牧场井田 26.49CY 8.90HM 注26.49CY和 8.90HM表示锗平均含量煤类。 ChaoXing 第 3 期 黄少青等 东北赋煤区煤中锗元素分布特征及富集控制因素 9 3 典型煤–锗矿床的富集成因 我国目前对煤型锗矿床的研究大都集中在云南 临沧、 胜利煤田乌兰图嘎以及伊敏煤田五牧场井田。 对于临沧锗矿床，前人研究表明，锗源与盆地 西源的二云母花岗岩有关，以热液带入为主要方式 进入煤层[11]。 乌兰图嘎锗矿床的锗源可能来自于煤矿外围及 基底的海西期岩体[6,12]，富集元素组合Be-Ge-As- Sb-Cs-W与云南临沧锗矿、 俄罗斯远东 Spetzugli 煤 –锗矿相似， 推测煤中锗主要由断层导通的热液携带 周边花岗岩中的锗进入煤层[13-15]。 五牧场的锗源可能是伊敏煤田周边隆起带的岩 浆岩[16]，以及含煤地层大磨拐河组下伏岩浆岩。由 于受岩浆及热液作用，煤质出现了明显变化[17]，煤 类由褐煤、长焰煤至贫煤均有分布。云南临沧、乌 兰图嘎锗的载体均以褐煤为主，而本次研究发现， 五牧场褐煤锗平均含量为 8.9 ug/g， 长焰煤锗平均含 量为 26.49 ug/g表 2，五牧场煤中锗的载体主要以 长焰煤为主。五牧场煤挥发分平面上表现为以矿区 东部为极小点，向外逐渐增大，并且据勘探资料显 示在极小点附近可见隐爆角砾岩，推测该位置为岩 浆上涌通道；各煤层中，锗的富集区域均以煤挥发 分极小点为中心，呈晕状分布图 3，体现了游离态 的锗随热液到达煤层后，在浓度差的驱动下向外扩 散，由于锗的亲有机质特性[4-5,13]，遇到富含有机质 的低变质煤后被吸附，并在煤层中富集的过程。 图 3 五牧场 10-3 号煤中锗含量分布图 Fig.3 Ge content of coal seam 10-3 in Wumuchang 4 结 论 a. 东北赋煤区各矿区煤田煤中锗平均值基本 均分布在 15 ug/g，从大范围看煤中锗平均值变化 范围不大。 b. 胜利煤田乌兰图嘎煤中锗平均含量达到了 66.30 ug/g，而胜利煤田其他井田煤中锗平均值仅为 5.501.00 ug/g， 和中国煤中锗平均含量 2.78 ug/g 相 差不大；伊敏煤田五牧场井田煤中锗平均含量达到 了 19.68 ug/g， 而其他井田煤中锗平均含量亦表现为 和中国煤平均值没有多大差别，煤中锗的富集表现 为在小范围内聚集。 c. 根据东北赋煤区煤中锗含量总体分布的特 点，结合对临沧、乌兰图嘎、五牧场等典型煤–锗矿 床的研究结果，认为热液活动是锗在煤中聚集的重 要原因，是煤中锗富集的主要控制因素之一。 d. 二连、海拉尔等盆地煤田矿区勘查资料统 计分析，发现存在大量煤中锗异常点，由于锗元素 在煤中的富集通常表现为在小范围内聚集，煤田勘 查资料很可能没有控制到锗富集的范围而仅表现为 一个异常点，笔者认为这些异常点很值得做进一步 工作。 参考文献 [1] 中国科学院地球化学研究所. 高等地球化学[M]. 北京科学 出版社，199838. 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