矿床地球化学国家重点实验室知识库

锗（Ge）属于战略性关键矿产资源，是众多高新技术领域的重要原材料。Ge主要以共/伴生形式产出于Zn、Pb和Cu等热液贱金属矿床和煤矿床中，目前全球Ge资源主要来源于铅锌矿的副产品。近期取得较大找矿突破的半边街锌矿床（7.70Mt矿石，Zn平均品位5.1%）伴生有超大型规模的金属Ge(>900t@110×10^-6),然而Ge超常富集的机制不清。本次研究利用LA-ICPMS对闪锌矿进行了微区原位微量元素组成和Mapping分析，以揭示Ge等元素的富集特征、赋存状态和替代方式，探讨Ge的富集机制。分析结果表明，半边街矿床闪锌矿中高含量(平均值>100×10^-6)微量元素有Fe、Pb、Ge和Cd等，较高含量(平均值100×10^-6～10×10^-6)的有Mn、Ga、Sn和Tl,以及较低含量(平均值<10×10^-6)的有Ag、Cu、In和Sb。相比于各类型铅锌矿床，半边街闪锌矿Ge超常富集(274×10^-6～1938×10^-6,平均为1055×10^-6,达到1000倍富集)。该矿床中Ge以类质同象或纳米颗粒形式赋存于闪锌矿中。微量元素摩尔量相关性图揭示Ge替代Zn的方式以Ge⁴⁺+Pb²⁺?3Zn²⁺为主，其次为nGe⁴⁺+Mn²⁺?（2n+1）Zn²⁺和nGe⁴⁺+2Tl³⁺?（2n+3）Zn²⁺。综合分析认为，半边街矿床Ge可能来源于相对富Ge的前寒纪基底；富有机质的盆地流体在Ge的搬运中发挥重要作用；Ge、Cd等稀散元素的共生分异制约了Ge的最终超常富集。因此，半边街矿床中Ge的超常富集是“源、运、聚”复杂过程多要素耦合作用的结果。