2022年4月18日，国际矿床学Top期刊Mineralium Deposita（影响因子5.109）在线发表了云南大学地球科学学院云南省高校关键矿产成矿学重点实验室周家喜团队题为“针状和自形结构闪锌矿中锗的富集机制：以华南竹林沟锗锌矿床为例”（Germanium enrichment in sphalerite with acicular and euhedral textures: An example from the Zhulingou carbonate-hosted Zn(-Ge) deposit, South China）的科研论文。云南大学为第一作者单位，该团队博士后罗开为第一作者，周家喜研究员为通讯作者，联合日内瓦大学地球科学系Alexandre Cugerone博士和中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室周美夫教授等多位学者。论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00126-022-01112-4。

锗（Ge）是一种典型的稀散金属，对国家安全和新兴产业发展具有重要战略意义，属于稀缺的战略性关键金属矿产资源。全球已经探明Ge金属资源储量8600t，主要分布在美国、中国和俄罗斯。其中，美国Ge金属资源储量 3870t，居于首位；中国次之，Ge金属资源储量3500t，占全球总Ge金属资源储量的41%。以碳酸盐岩为容矿围岩的密西西比河谷型（MVT）铅锌矿床是Ge的主要载体和工业来源之一。

尽管国内外众多学者都曾致力于MVT中Ge的富集特征研究，对其中Ge的赋存状态（以类质同象为主）与富集规律（主要富集在闪锌矿中）有了较为深刻的认识，但是MVT矿床中Ge的超常富集机制一直是国内外矿床学家极为关注的关键科学问题，也是制约锗资源利用技术瓶颈背后的核心科学问题，至今尚未解决。

周家喜研究员团队早期联合贵州省地矿局等地勘单位在贵州省贵定县黄丝背斜地区先后发现了竹林沟和半边街锌矿床Ge的超常富集现象，其富集程度之高，全球少见，为研究低丰度关键金属元素超常富集机制提供了一个天然实验室。长期以来，关于Ge的超常富集机制研究聚焦于Ge的赋存状态、替代方式等方面，而对于Ge的超常富集机制一直知之甚少，或存在着激烈的争议。

该研究从闪锌矿结构（指矿物形态而非晶体结构）视角揭示闪锌矿中Ge的富集机制。竹林沟锗锌矿床（>400t Ge @ 97.9 ×10-6）闪锌矿矿石发育多种矿石构造和闪锌矿结构，其中闪锌矿结构主要有针状或放射束状和自形粒状或胶状环带状。对不同结构闪锌矿中Ge的赋存状态研究，暂未发现Ge的独立矿物相。同时，尽管不同结构闪锌矿中Ge均呈现超常富集特征，但是针状闪锌矿中Ge的含量（1013×10-6）显著高于自形粒状闪锌矿（492×10-6）。通过深入研究，提出闪锌矿结构对Ge的超常富集具有制约作用。

此外，与传统观点认为Ge主要与一价离子Cu+、Ag+耦合不同，该研究指出竹林沟矿床闪锌矿中Ge与Pb2+、Mn2+、Cd2+等二价阳离子相关程度较高，暗示该矿床Ge可能与Pb、Mn、Cd等耦合，类质同象替代闪锌矿中的Zn。结合闪锌矿微区原位元素和同位素地球化学特征，该研究认为深循环盆地卤水（<150ºC）萃取富锗基底岩石中的Ge、Cd、Zn等成矿金属形成富金属成矿流体，经过元素共生分异，与浅部富硫流体混合，在不同成矿场所分别形成富Ge闪锌矿（竹林沟、半边街等）和富Cd闪锌矿（牛角塘等）。

图1 Ge的超常富集机制联合图解

该研究鼓励矿物结构观察与稀散金属富集规律研究相结合，从新的视角揭示稀散金属超常富集机制，对未来稀散金属超常富集机制、找矿勘查和综合利用研究具有重要启示。该研究由国家自然科学基金面上项目（42172082和41872095）、重大研究计划项目（U1812402）和云南省高层次人才项目（YNQR-QNRC-2018-104）等资助。

供稿：地球科学学院

编辑：李哲

责任编辑：王崴