梁 剛，熊樹斌，楊春鵬，李楊浩、駱懷鵬

(云南省核工業(yè)二〇九地質(zhì)大隊(duì)，云南昆明 650032)

云南臨翔大田河鍺礦礦區(qū)地處臨滄市博尚鎮(zhèn)，位于臨滄花崗巖體西北部。大地構(gòu)造位置處于羌塘-三江造山系，崇山-臨滄地塊，臨滄巖漿弧，大勐龍基底殘塊。以瀾滄江深大斷裂為界，東側(cè)發(fā)育南北向和北東向斷裂帶，西側(cè)發(fā)育北西向斷裂帶，是本區(qū)重要的控巖控礦構(gòu)造。構(gòu)造具有多旋回特點(diǎn)，巖漿活動(dòng)頻繁，變質(zhì)作用強(qiáng)烈，構(gòu)造形態(tài)復(fù)雜，有多種金屬礦產(chǎn)的生成。大田河鍺礦勘查級(jí)別現(xiàn)已達(dá)勘探，礦床規(guī)模為中型。

1 礦區(qū)地質(zhì)

1.1 地層

區(qū)內(nèi)出露新近系中新統(tǒng)南林組(N1n)及第四系(Qhpal)，各地層單元特征如下(圖1)：

(1)新近系中新統(tǒng)南林組(N1n)分為五段。

南林組第一段(N1n1)花崗碎屑巖：灰、灰白色(含炭呈黑灰色)碎屑巖，主要成分花崗巖巖屑、石英、長(zhǎng)石、云母等碎屑組成，泥、砂質(zhì)膠結(jié)，大部分來(lái)源于盆地基底二長(zhǎng)花崗巖風(fēng)化殼。不等粒碎屑結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造、基底式接觸。厚55m～240m。

南林組第二段(N1n2)：為一套沖積扇相、河流相、泥炭沼澤相含煤建造，為鍺礦體主要含礦層位。由砂巖、砂礫巖、含炭砂巖、粘土巖及煤層組成。厚約10m～110m。

南林組第三段(N1n3)：主要為河流相沉積，淺灰、褐黃色復(fù)成分中、細(xì)礫巖。礫石成分為變質(zhì)巖、石英及少量二長(zhǎng)花崗巖。礫石磨圓度和分選性較好，砂、粘土膠結(jié)，固結(jié)較差。局部見透鏡狀中礫巖，含煤線1～2層。厚約3m～35m。

南林組第四段(N1n4)：主要分布于礦區(qū)南西部，為一套沖積扇相、河流相、泥炭沼澤相及湖泊相沉積。褐黃、淺灰色細(xì)砂巖、粉砂巖、粗砂巖夾煤層。含鍺礦1～2層，為鍺礦主要含礦層位。穩(wěn)定性較差。煤層0.15m～6.07m，厚27m～180m。

南林組第五段(N1n5)：上部為粘土層，含硅藻粘土巖，含硅藻粉砂巖及砂巖互層，中下部為硅藻土，為湖泊相沉積。厚3m～73m。

(2)第四系全新統(tǒng)(Qhpal)由殘坡積、沖積層組成。為砂礫巖、花崗巖等巖石碎塊及砂泥土，厚0m～14m不等。

1.2 構(gòu) 造

礦區(qū)構(gòu)造較簡(jiǎn)單，主要為褶皺。勐托盆地被斷裂破壞成不完整的向斜構(gòu)造，西翼已不存在，東翼地層均向西傾斜。下部層位傾角16°～27°，上部層位傾角變緩約12°左右。區(qū)內(nèi)大面積分布南林組第一段(N1n1)至南林組第四段(N1n4)，為南西傾斜的單斜，地層傾向205°～260°，總體傾向228°，傾角12°～37°，平均傾角25°。

1.3 巖漿巖

巖漿巖出露于礦區(qū)以北大部分地區(qū)，為晚三疊世中粗粒黒云二長(zhǎng)花崗巖(Tηγc)。具中粗粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物粒度以中粗粒為主，部分為粗中?；蛑辛?，局部含少量鉀長(zhǎng)石似斑晶。

2 礦床地質(zhì)

2.1 礦體特征

礦石類型為鍺煤型、鍺砂型。礦體形態(tài)受巖層控制，產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀基本一致，以層狀為主，次為似層狀、透鏡狀產(chǎn)出。礦體走向120°～150°，傾向南西，平均228°，傾角10°～35°，平均18°(圖2)。

1.GMⅡ1-3鍺煤礦體：位于礦區(qū)南部，南10勘探線至北1勘探線間，分布于N1n2層位底部含煤巖層中。礦石類型為鍺煤型，由淺至深含鍺煤巖灰份含量漸高。由16個(gè)工程(鉆孔)控制，走向長(zhǎng)540m，傾向長(zhǎng)530m，最高標(biāo)高1857.95m，最低標(biāo)高1700m，最大埋深276.73m，產(chǎn)狀平緩，走向120°～150°，傾向南西，傾角10°～35°，平均19°；呈單層狀，偶夾炭質(zhì)粘土巖及含炭砂巖透鏡體。礦體厚度0.11m～1.61m，平均厚度0.81m，厚度變化系數(shù)為48.46%，較穩(wěn)定；鍺平均品位304.44×10-6，單工程最高品位1858.49×10-6，品位變化系數(shù)165.84%，屬不均勻礦體。

2.GMⅡ2鍺煤礦體：產(chǎn)于南10勘探線至北5勘探線間，分布于N1n2層位上部含煤巖層中，礦石類型為鍺煤型，由淺至深含鍺煤巖灰份含量漸高。由31個(gè)工程(鉆孔)控制，走向長(zhǎng)730m，傾斜長(zhǎng)660m，控制礦體最高標(biāo)高1950.27m，最低標(biāo)高1725m，最大埋深317.92m，產(chǎn)狀平緩，走向120°～150°，傾向南西，傾角10°～25°，平均19°；層狀，偶夾炭質(zhì)粘土巖及含炭砂巖透鏡體，為礦床主要含鍺礦層。礦體厚度0.13m～3.50m，平均厚度0.99m，厚度變化系數(shù)61.51%，較穩(wěn)定。鍺平均品位186.96×10-6，最高品位497.74×10-6，品位變化系數(shù)66.23%，屬均勻礦體。

3.GSⅡ1-2鍺砂礦體：位于礦區(qū)南部，產(chǎn)于南1勘探線至北9勘探線間，分布于N1n2層位的上部，礦石類型為鍺砂型，均見厚度不等的煤線或薄煤層。由6個(gè)工程(鉆孔)控制，走向長(zhǎng)300m，傾斜長(zhǎng)450m，控制礦體最高標(biāo)高1900m，最低標(biāo)高1727m，最大埋深217.23m，產(chǎn)狀平緩，走向120°～150°，傾向南西，傾角10°～15°，平均12°；層狀。礦體厚度0.30m～1.17m，平均厚度0.43m，厚度變化系數(shù)為67.03%，較穩(wěn)定，鍺平均品位358.39×10-6，最高品位789.00×10-6，品位變化系數(shù)60.65%，屬均勻礦體。

2.2 礦石類型

鍺礦床礦石類型為鍺煤巖型和鍺砂巖型兩類。

1.鍺煤型礦石，屬低變質(zhì)含煤碎屑鍺煤型礦石。以半暗型煤為主，其次為光亮型煤和全暗型煤。不同煤巖類型在同一煤層中變化不大。礦區(qū)主要為鍺煤型礦石類型。

(1)鍺煤型礦石宏觀特征

黑色、褐黑色、條痕深棕色，瀝青-暗淡光澤，貝殼狀、不平坦?fàn)顢嗫冢€理狀，條帶狀及似均一狀結(jié)構(gòu)，塊狀、碎塊狀、粉末狀構(gòu)造。原生節(jié)理發(fā)育，性脆，易破碎?；鹧嬖囼?yàn)：易燃，火力不大，火焰長(zhǎng)，有煙，燃燒時(shí)沒有熔融現(xiàn)象，不粘結(jié)，不膨脹。

(2)煤巖特征

以半暗煤為主，含少量半亮煤，一般含量68%～80%。穩(wěn)定組分含量2%～3%，部分偶見，個(gè)別可達(dá)12%。常見角質(zhì)體、樹脂體、小孢子體，木栓體以及不穩(wěn)定體。煤中礦物雜質(zhì)一般3%～11%，個(gè)別達(dá)40%，以粘土和石英巖屑為主，少量黃鐵礦、赤鐵礦，并少見或偶見長(zhǎng)石、方解石、重晶石、白云母、石膏、鋯石，獨(dú)居石等。粘土礦物呈條帶狀、透鏡狀及混染狀分布；黃鐵礦多呈草莓狀、浸染狀、圓形放射薄片狀、結(jié)晶粒狀、細(xì)脈狀、結(jié)核狀，多沿煤層層理、裂隙分布，黃鐵礦的形成具有多源性和多期性。

(3)煤化學(xué)特征

礦區(qū)鍺煤礦石灰分以低灰-中灰為主，煤灰成分含量在含鍺煤層中變化較大，深部煤灰分有增高趨勢(shì)。

煤灰分Ad值：11.69%～22.07%，平均15.98%，煤灰成分SiO2+Al2O3含量較高(46.27%)，灰成分指數(shù)(Fe2O3+CaO+MgO/SiO2+Al2O3)較高，為0.97，易結(jié)渣。含鍺煤灰成分指數(shù)小于無(wú)鍺煤，表明含鍺煤的還原性較無(wú)鍺煤要弱。

2.鍺砂巖型礦石

鍺砂巖型礦石以細(xì)砂、粉砂巖為主的含炭、炭質(zhì)砂巖。常夾有線理狀、條帶狀含煤巖層、煤線和炭質(zhì)碎片。有機(jī)質(zhì)(炭質(zhì))一般含量百分之幾至百分之十幾，無(wú)機(jī)質(zhì)含量50%～95%；礦物由粘土質(zhì)礦物(高嶺石、水云母)、石英、長(zhǎng)石、極少量白云母組成，副礦物有鋯石、獨(dú)居石、鈦鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦等。礦層厚度0.10m～1.36m，局部可獨(dú)立圈成獨(dú)立鍺砂礦體。鍺主要集中在煤巖、炭質(zhì)等有機(jī)質(zhì)中。

2.3 鍺的存在形式

礦區(qū)鍺礦與相鄰盆地大寨鍺礦的地質(zhì)成礦條件和礦床成因類似[3][4][8]。

大寨鍺礦通過(guò)電子探針分析、重液分離、腐殖酸抽取試驗(yàn)和浸出、吸附實(shí)驗(yàn)等研究，鍺在煤中存在形式可歸納為：

1.鍺主要與有機(jī)質(zhì)形成牢固的化學(xué)結(jié)合為主(約70%～80%)，形成腐植酸鍺絡(luò)合物及鍺有機(jī)化合物，未發(fā)現(xiàn)鍺獨(dú)立礦物。

2.部分鍺呈吸附狀態(tài)(約20%)。除煤中有機(jī)質(zhì)(腐植酸等)吸附外，粘土礦物褐鐵礦等也吸附部分鍺。

3.煤中極少數(shù)鍺可能以類質(zhì)同像狀態(tài)存在于硅酸鹽礦物晶格中。

3 鍺礦成礦機(jī)理及成因

礦區(qū)內(nèi)鍺源與同一地區(qū)的大寨鍺礦鍺源成礦成因基本一致，其來(lái)源為晚三疊世二長(zhǎng)花崗巖，鍺元素通過(guò)地下水、地表水和碎屑進(jìn)入沉積盆地富集，同時(shí)含鍺豐富的地?zé)崴畢⑴c成礦作用(圖3)。礦源供給從成盆期泥炭化階段開始，鍺在各階段有不同程度的成礦作用發(fā)生[2][4][5-9]：

(1)第一階段—植物富集成礦階段

植物在生命過(guò)程中從富鍺土壤、地下水中吸收鍺成礦元素，植物死亡后堆積于沼澤中，在生物化學(xué)作用下形成泥炭，并進(jìn)一步經(jīng)成巖階段形成褐煤過(guò)程中賦存，但僅形成鍺0.06×10-6(植物鍺元素測(cè)定)富集，而礦床內(nèi)非含礦層的褐煤鍺本底值達(dá)1×10-6～5.23×10-6，遠(yuǎn)大于植物富集值，故植物富集成礦作用雖存在，但對(duì)礦床富集貢獻(xiàn)不大。

(2)第二階段—沉積富集階段

成盆后，扇間凹地泥炭沼澤是地下水、地表水的匯集區(qū)，大量生物、植物遺體在微生物的參與下受菌解和凝膠化作用，產(chǎn)生大量的活性強(qiáng)腐殖酸，吸附或絡(luò)合水體中的鍺，形成含鍺泥炭(泥炭吸附鍺實(shí)驗(yàn)：泥炭在酸性還原環(huán)境中僅7.5小時(shí)～8小時(shí)便可吸附或絡(luò)合130×10-6～822×10-6的鍺)。故泥炭在沉積過(guò)程中，只要地下水供給礦源，泥炭就可吸附或絡(luò)合其中鍺元素。沉積階段是褐煤中鍺的重要富集階段。

(3)第三階段—成巖富集階段

隨盆地繼承性的斷陷，沉積物的不斷堆積，在覆蓋層壓力下和一定溫度影響下，泥巖經(jīng)壓實(shí)脫水，膠體老化等增炭、失氧、含水量下降等物理化學(xué)作用，繼續(xù)形成腐殖酸，并向縮合成分子量更大的腐殖酸轉(zhuǎn)化，不斷縮合成為腐殖酸復(fù)合物，使鍺進(jìn)一步被腐殖酸吸附和絡(luò)合，及再分配和富集。泥巖成煤過(guò)程中，通過(guò)源區(qū)和同沉積斷裂的地下水、地下熱水不斷供給褐煤；煤層之下的N1n1花崗碎屑巖層在上覆巖層重壓下，和沿同沉積斷裂上升的地?zé)崴?，帶著自身固有的或沿途溶解碎屑巖中的鍺元素進(jìn)入正在形成的褐煤層中，使其進(jìn)一步形成富集鍺的褐煤。

(4)第四階段—后生改造富集階段

盆地結(jié)束沉積后，仍有從源區(qū)而來(lái)的鍺地下水再度被褐煤吸附或絡(luò)合，靠近同沉積構(gòu)造的煤層發(fā)育有富、厚的鍺礦層。

大田河鍺礦床產(chǎn)于富含鍺的二長(zhǎng)花崗巖礦源體附近，鍺元素經(jīng)過(guò)植物花崗碎屑巖預(yù)富集階段、泥炭沉積富集階段、褐煤成巖富集階段和后生熱水改造富集階段形成鍺礦床，具有多渠道供源、多階段成礦的特征。

4 結(jié)論

綜上，大田河鍺礦成因類型屬熱水沉積-改造型礦床。礦床成礦物質(zhì)來(lái)源于二長(zhǎng)花崗巖(礦源體)，其成礦機(jī)理為：二長(zhǎng)花崗巖(礦源體)→植物預(yù)富集→泥炭沉積富集→褐煤成巖富集→后生熱水改造富集。