矿床地球化学国家重点实验室知识库

锗(Ge)是我国优势战略性关键金属之一,主要赋存在铅锌矿和煤矿中。在铅锌矿中,闪锌矿是Ge的主要载体。已有研究显示,闪锌矿中Ge以类质同象为主,尽管对Ge的替代方式认识有分歧,但是普遍认为闪锌矿中Cu、Ag、Mn、Fe等微量元素对Ge的替代方式和超常富集有明显的影响,果真如此吗?竹林沟Ge-Zn矿床是近年来新发现的中型Zn矿床(Zn金属资源储量>20万吨,Zn平均品位6.5%)、大型Ge矿床(Ge金属资源储量>200吨,Ge平均品位98×10^-6)。通过对竹林沟Ge-Zn矿床主要硫化物(闪锌矿和黄铁矿)中Ge等微量元素进行原位分析,结果显示Ge主要赋存于闪锌矿(Ge含量为272×10^-6～1915×10^-6,均值776×10^-6)中,黄铁矿中Ge含量<10×10^-6。但是不同矿物结构的闪锌矿中Ge含量差别较大,表现为放射束状闪锌矿中Ge含量(383×10^-6～1475×10^-6,均值919×10^-6)高于胶状环带闪锌矿中Ge含量(272×10^-6～1915×10^-6,均值632×10^-6)。而且不同矿物结构闪锌矿中Fe含量也有明显差别,表现为放射束状闪锌矿中Fe含量(858×10^-6～15935×10^-6,均值5220×10^-6)低于胶状环带闪锌矿中Fe含量(1201×10^-6～30817×10^-6,均值9563×10^-6),与Ge的富集规律恰好相反。此外,闪锌矿中Cu(多数<3×10^-6,最高52.1×10^-6)、Ag(<1×10^-6)、Mn(9.51×10^-6～171×10^-6,均值86×10^-6)等微量元素含量均比Ge含量显著低2～3个数量级;而黄铁矿中除Mn含量(396×10^-6～3973×10^-6,均值1173×10^-6)较高外,Cu含量(<1×10^-6)、Ag含量多数低于检测限。相关分析显示,不同矿物结构闪锌矿中Ge与Mn、Fe的相关关系差异明显,表现为放射束状闪锌矿中Ge与Fe、Mn的相系数明显大于胶状环带闪锌矿中Ge与Fe、Mn的相关系数。此外,不同矿物结构闪锌矿中Ge与Cu、Ag等微量元素之间没有明显的相关性。结合Cu、Ag、Mn、Fe等微量元素的Mapping分析和综合研究,本文认为:(1)闪锌矿中Cu、Ag、Mn、Fe等微量元素可能对Ge的替代方式和超常富集没有制约作用;(2)仅靠相关性分析来探讨Ge的替代方式需要谨慎;(3)Ge的替代方式与其超常富集没有对应关系;(4)闪锌矿矿物结构很可能是Ge最终超常富集的关键控制因素。该认识为理解铅锌矿中Ge的超常富集机制提供了新的载体和视角。