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岩石学报 2024年第1期40卷 43-59页

作者：程涌周家喜孙国涛黄智龙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昆明650500 昆明冶金高等专科学校冶金与矿业学院昆明650033 云南省三江成矿作用及资源勘查利用重点实验室昆明650500 自然资源部三江成矿作用及资源勘查利用重点实验室昆明650500 贵州大学资源与环境工程学院贵阳550025 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贵阳550081

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... 详细信息

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Ge^(4+)+Pb^(2+)3Zn^(2+)为主,其次为nGe^(4+)+Mn 2+(2n+1)Zn^(2+)和nGe^(4+)+2Tl^(3+)(2n+3)Zn^(2+)。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。

关键词：微量元素闪锌矿锗(Ge) 替代机制半边街锗锌矿床

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贵州半边街锗锌矿床地球化学特征及其地质意义

贵州半边街锗锌矿床地球化学特征及其地质意义

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作者：安芸林云南大学

学位级别：硕士

湘西—黔东成矿带作为我国铅锌等多金属矿重要产出地之一,为我国提供了近30%的铅锌矿产资源。目前该成矿带已探明铅锌矿床（点）300余个。本文选取位于湘西—黔东成矿带西南缘的半边街锗锌矿床作为研究对象,厘清了矿体与地层、构造的时... 详细信息

湘西—黔东成矿带作为我国铅锌等多金属矿重要产出地之一,为我国提供了近30%的铅锌矿产资源。目前该成矿带已探明铅锌矿床（点）300余个。本文选取位于湘西—黔东成矿带西南缘的半边街锗锌矿床作为研究对象,厘清了矿体与地层、构造的时空关系;基于矿床学和矿物学特征研究,通过开展围岩及热液白云石微量、稀土元素,C、O同位素组成以及热液白云石沉淀的数值模拟,硫化物S、Pb同位素组成分析,揭示了成矿物质来源以及成矿流体演化过程,提出了矿床的成因机制,为该区下一步找矿工作提供了方向。经上述工作取得以下几点认识成果:1)半边街锗锌矿床富含金属锗（Ge）储量大于900吨,平均品位可达110×10,以及770万吨硫化物矿石,锌品位较低,平均为5.1%左右。主要赋存于泥盆系高坡场组细晶白云岩内,矿体主要以层状、似层状和透镜状顺层产出,主体位于黄丝背斜核部,在矿区深部可见穿切地层的网脉状矿体。沿黄丝深大断层向外围方向,矿体增厚,品位升高,矿化蚀变减弱,表现出黄丝断层控矿特征明显。矿体具有明显后生特征,如切层脉状、网脉状和角砾状构造。2)矿物组合类型较简单,矿石矿物主要为闪锌矿和黄铁矿,其次为白铁矿和极少量方铅矿,脉石矿物则以白云石为主,方解石和石英次之。闪锌矿以棕色—浅棕色为主,呈现他形—半自形粒状、胶状、树枝状和纤维状结构,显示开放空间充填的成矿特点。热液白云石则呈乳白色,以自形—半自形粒状结构为主。3)热液白云石与围岩的稀土配分模式具有相似特征,说明赋矿围岩为半边街矿床的形成提供了部分成矿物质。热液白云石和围岩C-O同位素组成范围分别为δC=-0.97‰～-0.24‰,δO=13.89‰～21.84‰和δC=-0.51‰～1.46‰,δO=23.87‰～25.36‰,也暗示了赋矿围岩是成矿流体中碳、氧的主要来源。碳—氧同位素模拟机制表明水/岩反应和CO去气作用共同控制碳酸盐矿物的沉淀过程。硫同位素值(δS)在-11.23‰～-4.95‰之间,暗示硫主要来源于海相硫酸盐,并经历了细菌还原作用过程。铅同位素比值表明铅等金属物质具有壳源特征,主要由下伏老地层和变质基底所提供。流体混合是金属硫化物的主要沉淀机制。4)半边街锗锌矿床成矿过程为:在印支—海西晚期,扬子板块西南缘与周边地体发生造山事件,形成大量强烈的NW向构造、走滑断层和冲断褶皱,引起区域性大规模流体运移,来自深部变质基底的含矿热液沿深大断裂或次一级断裂向上运移到对成矿有利的构造—岩性圈闭组合区（如:空隙度较高的泥盆系高坡场组白云岩）再与围岩发生物质交换反应,并与经细菌还原作用形成的还原硫流体混合,造成金属硫化物的沉淀,从而形成矿床。5)综合研究表明,半边街锗锌矿床与湘西—黔东成矿带典型的铅锌矿床具有相似的矿床和地球化学特征,于是将半边街锗锌矿床归类为典型的MVT铅锌矿床。

关键词：湘西—黔东半边街锗锌矿床地球化学特征成矿物质来源成矿模式

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