锗是一种关键金属，广泛应用于光纤系统、红外光学、聚合催化剂、太阳能电子器件等领域。锗在地壳中的丰度仅为1.6 ppm。当前全球锗资源主要来源于煤矿和不同类型的铅锌矿，后者以MVT型铅锌矿为代表。在铅锌矿中，除了少量以独立锗矿物存在之外，锗主要以元素替换的形式进入闪锌矿而发生富集。在闪锌矿中，锗的含量通常展示出环带特征，但和闪锌矿颜色没有明显关系。锗在闪锌矿中的富集被认为受到温度的控制，但是成矿流体的氧化还原状态也是可能的控制因素之一。 会泽是川-滇-黔地区最大的MVT型铅锌矿，赋存了超过700万吨铅锌和800吨锗金属资源。当前对该矿床中闪锌矿类型和锗分布特征的研究还较为缺乏，阻碍了进一步对该矿床中锗富集机制的深入研究。虽然在世界上其他一些铅锌矿中发现了一些锗独立矿物，但是在川-滇-黔地区针对锗矿物的研究和报道较少，如张伦尉等（2008）在会泽矿床中发现的一颗疑似krieselite[Al2(GeO4)F2]矿物。基于对闪锌矿的LA-ICP-MS研究，前人认为会泽闪锌矿中的锗含量最高可达930 ppm，而锗主要是以Ge2++ 2Cu+→2Zn2+和Ge2+→Zn2+的方式进入到闪锌矿。但是，针对会泽矿床中锗成矿作用相关研究还存在以下问题有待探究：（1）锗是否只存在于闪锌矿晶格内？（2）锗在不同闪锌矿类型中的分布特征是什么？（3）锗在闪锌矿中富集的控制因素是什么？ 为解决以上问题，中国地质大学（武汉）资源学院和地质探测与评估教育部重点实验室蒋少涌教授团队的博士生牛盼盼，对会泽闪锌矿进行了详细的岩相学研究，在主成矿阶段识别出了六种颜色的闪锌矿，即（C1）黑色闪锌矿、（C2）红棕色闪锌矿、（C3）橙红色闪锌矿、（C4）深黄色闪锌矿、（C5）浅黄色闪锌矿和（C6）白色闪锌矿。根据他们之间的共生关系，将这些闪锌矿划分为两种生成序列：（1）C1→C2→C3→C6和（2）C1→C2→C4→C5→C6。在此基础上，使用EBSD、μ-XRF、EPMA、LA-ICP-MS和XANES等手段，对这些闪锌矿进行了详细研究。 （1）会泽矿床中的锗可见以独立矿物二氧化锗（GeO2）形式产出，这些独立锗矿物呈孤立无序状态分布于C1闪锌矿中（图1）。二氧化锗与C1闪锌矿共存，他们是同时形成的； （2）C1和C3闪锌矿中的锗含量最高，分别为6-567 ppm (平均268 ppm)和108-593 ppm (平均384 ppm)，其次为C2和C4闪锌矿（图2）； （3）锗以两种方式进入闪锌矿，分别为Ge4++ □ (vacancy) → 2Zn2+和Ge4++ 2Cu+→ 3Zn2+。前者主要存在于C1和部分C2闪锌矿中，后者以C3闪锌矿为代表。Ge4+ + 2Ag+→3Zn2+替换在少量C1和C2闪锌矿中存在（图3）； （4）相对于铜耦合锗的替换机制，空位耦合会强烈的改变闪锌矿的结构，并且会导致XANES光谱中的白线值略微向左偏移。
▲图1 （A）会泽C1闪锌矿的背散射图像以及锗信号；（B, C）二氧化锗颗粒的背散射和透射光照片；（D-G）二氧化锗颗粒的锌、硫、锗和氧元素mapping；（H-J）二氧化锗颗粒的能谱和结构信息
▲图2 会泽不同颜色闪锌矿（C1—C6）的元素组成箱线图
▲图3 会泽不同颜色闪锌矿中元素含量散点图（A）锌和铁；（B-F）锗和铁、镉、铜、银和锰
结合闪锌矿的元素组成计算他们的形成温度和硫逸度，结果表明虽然锗含量较高的C1和C3闪锌矿具有不同的形成温度，但是均具有较高的硫逸度。结合他们较高的锰含量，作者认为成矿流体中还原硫的含量是控制锗在闪锌矿中富集的一个主要因素。然而，在C1闪锌矿中并且超过300°C的情况下，温度对于锗的富集具有积极影响。因此，在流体混合成矿机制下，锗优先以二氧化锗的形式和早期闪锌矿（C1）共同沉淀。在闪锌矿沉淀过程中，成矿流体的还原硫含量和温度共同控制了锗进入闪锌矿的含量。考虑到铜和锗的元素替换，控制铜进入闪锌矿的因素间接的造成了锗的再次富集。
研究成果于近期发表在国际矿床学领域重要期刊Mineralium Deposita上，论文第一作者为中国地质大学（武汉）的博士研究生牛盼盼同学，通讯作者为蒋少涌教授。 Niu P P, Muñoz
M, Mathon O, Xiong S F, Jiang S Y*, 2024. Mechanism of germanium enrichment in the world-class Huize MVT Pb–Zn deposit,
southwestern China. Mineralium Deposita https://doi.org/10.1007/s00126-023-01242-3.
