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锗是高新技术的必备材料,其应用广泛,经济价值大。锗是典型的分散元素,故不能形成独立矿床,但可以在煤矿、闪锌矿中富集。我国的煤炭资源丰富,并且其中都含有一定数量的锗,品位10×10-6~1000×10-6,很多煤矿中锗的含量达到了开采利用的价值。本次研究区域是内蒙古众多中生代盆地一二连盆地群中的胜利煤田乌兰图嘎煤—锗矿床。
此次研究在系统收集、研究、吸收国内外研究资料的基础上,以内蒙古二连盆地群内胜利煤田中的锗异常富集区—乌兰图嘎煤—锗矿床为主要研究对象,应用地球化学、煤岩学和相关性分析的理论和方法,对此煤—锗矿床进行深入的研究剖析,查明锗在煤中的赋存状态,以及锗矿的成矿环境。
乌兰图嘎Ⅱ采区锗矿位于早白垩世断陷盆地内,面积约0.72 km2,矿区地层主要为白垩系下统巴彦花群赛汉塔拉组,该段含煤5层(组),煤岩类型为半暗—暗淡型褐煤。其中6-1号煤层全区分布,层位稳定,结构简单,厚度为0.82~16.166m,平均为9.88m,而锗矿与6-1号煤层同体共生,是锗矿的主要载体。
通过对以往二连盆地勘探资料的分析及对胜利煤田6个矿区所采煤样的测试(工业分析、元素分析、硫分析等)结果得出,胜利煤田锗异常富集区位于矿区的西南隅—乌兰图嘎矿区,其他矿区锗含量极低,无利用价值;乌兰图嘎矿区锗矿载体为6-1煤层,其中存在上、中、下三个富锗煤层,顶板砂岩中的木质包体锗的含量非常高,超过1000×10-6;乌兰图嘎矿区煤中锗的含量与原煤的灰分成反比、与挥发分成正比,说明乌兰图嘎矿区煤中的锗是与有机质结合,从而富集;煤中锗含量与原煤全硫成正比,二者的关系对成矿环境有指示作用。
乌兰图嘎矿区煤样的宏观煤岩类型多为半暗—暗淡型褐煤,可见显微组分主要以腐殖组和惰性组为主,壳质组分少,只有2%~11%。矿物含量2.7%~23.1%,其中的粘土含量较高,碳酸盐岩次之,硫化物和石英的含量少。煤中锗含量与腐殖组含量成正比、与惰性组含量成反比。推断锗在泥炭化阶段的凝胶化作用过程(还原环境)中富集;煤中锗含量与原煤全硫成正比以及顶板砂岩中的木质包体存在的大量黄铁矿颗粒亦说明还原环境有利于锗的富集。