“锗”里有奥秘,观“锗”寻真谛

锗(Ge)是一种性质介于金属和非金属之间的准金属。Ge自身拥有许多的优良特性,在半导体、红外光学、光纤通信、太阳能、催化剂以及医学等众多领域有着广泛的应用。可以预见,随着基础理论的完善和科技的发展,锗资源在未来的应用潜力巨大。锗已成为国家之间抢占科技制高点的一种不可替代的战略性资源。

锗处理对茶树幼苗光合生理特性的影响

为探究锗处理对促进茶树生长发育、提升茶叶营养品质等方面的作用,以滇红集团茶叶科学研究院的茶树种植资源圃中一年生云抗10号茶树幼苗为研究对象,对茶树幼苗进行不同质量浓度的锗处理,分别测定锗处理茶树叶片内叶绿素、可溶性蛋白质、丙二醛和游离脯氨酸的含量,并且筛选出锗处理提高茶树幼苗光合生理作用的最适质量浓度。结果表明,锗质量浓度为12 mg/L时有利于茶树幼苗的生长发育。研究结果可为提高锗处理茶树幼苗的光合作用速率及富锗茶的栽培种植提供借鉴参考与技术支持。

中国锗矿成矿规律概要

锗是一种重要的稀散元素,在半导体、光电器件和其他工业领域扮演着重要角色。文章通过对已有研究成果的系统梳理,初步总结了中国锗矿的资源特征和成矿规律,并建立了成矿谱系。研究认为,中国主要的锗矿床和富锗矿床可被划分为煤层型锗矿、碳酸盐岩容矿型锗矿、岩浆热液型富锗矿床、火山岩型富锗矿床和沉积型矿产中的潜在锗资源5种类型,较为重要的类型包括煤层型和碳酸盐岩容矿型。锗成矿作用时间跨度较大,从元古代到新生代均有矿床形成,但相对集中于中生代。空间上,不同类型锗矿的分布各具特点,煤层型锗矿主要分布于大兴安岭和西南三江地区;碳酸盐岩容矿型锗矿主要分布于川滇黔地区;岩浆热液型富锗矿床、火山岩型富锗矿床主要分布于长江中下游地区和南岭地区。根据锗矿的时空分布特征及其与构造演化的关系,文章共划分出15个锗成矿带,建立了21个与锗成矿作用有关的成矿系列。

贵州半边街锗锌矿床锗的富集特征及其地质意义

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。

中国锗矿成矿规律与开发利用现状

锗是一种银灰色性脆的金属,在地壳中的含量约为0.0007%,属于稀散元素,是制造红外光学仪器的关键材料,2018年被美国内政部列为35种关键性矿产之一。中国的锗资源储量占全球的41%,产量占全世界的71%,拥有类似于稀土的全球影响力。已查明资源储量的锗矿区主要分布在内蒙古和云南等14个省(自治区),其中约一半的查明锗资源储量与煤矿伴生,其余大部分与铅锌矿等有色金属矿产伴生。锗可以出现在不同时代的各种矿床当中,主要包括中低温热液型多金属矿床、含锗有机岩矿床和沉积改造型三大类型,以前二者为主,占所有锗矿资源量的64%。我国高品位的富锗煤矿是世界上少有的优质资源,但尚未得到充分的开发利用。国际上主要从煤灰残渣中回收,我国除了煤矿中回收锗(如云南的临沧含锗煤矿、内蒙的乌兰图嘎)之外,也从有色金属冶炼厂综合回收(如广西大厂、云南会泽)。

临沧锗矿床成因初探

本文根据临沧锗矿床中富锗煤与硅质岩的空间分布规律、富锗煤中黄铁矿的硫同位素组成、锗在矿化煤层中的品位变化规律以及硅质岩的地球化学特征，探讨了分散元素锗形成独立矿床的可能机制。研究结果表明，与矿化煤层互层的硅质岩为热水沉积成因，矿化煤层中的锗主要来自形成硅质岩的热水溶液，而这种热水溶液中的锗则主要由盆地基底的富锗花岗岩所提供。

新疆西准噶尔苏云河钼矿床含矿岩体地球化学和年代学

苏云河钼矿床位于新疆西准噶尔巴尔鲁克山西段,容矿岩石为二长花岗岩和二长花岗斑岩。这些花岗岩具有类似的地球化学特征：富集Rb、Th、U和LREE,相对亏损Ba、P、Ti,属于高钾钙碱性I型花岗岩系列,局部经历过强烈的分离结晶作用。LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果显示苏云河钼矿区的成岩年龄为309.3~310.2 Ma,这表明与成矿有关的岩浆活动发生于晚石炭世。黑云母的Ti温度计表明Ⅰ号和Ⅲ号岩体的结晶温度相近,为695~728℃;而Ⅱ号岩体的结晶温度较低,为642~668℃。同时根据角闪石-斜长石压力计获得Ⅰ号和Ⅲ号岩体的结晶压力为（3.0~3.9）×10^8Pa。综合地球化学研究表明,苏云河钼矿区3个岩体均形成于岛弧环境。此外,以苏云河钼矿床为代表的巴尔鲁克山成矿带与哈萨克斯坦境内的巴尔喀什成矿带在岩石地球化学、成岩成矿时代等方面具有许多类似的特点,表明巴尔鲁克山成矿带可能是巴尔喀什成矿带在中国境内的延伸。

内蒙古胜利煤田共生锗矿与成煤沼泽微环境的成因关系

测试的200个煤样采自沿煤层走向和垂直方向的29个钻孔,研究发现,锗的含量沿煤层的走向和垂直方向的分布并不均一,高锗品位可能出现在煤层的顶部、中部和底部,最高的锗含量大多出现在煤层中部.这个结论有别于前人的研究结论:一般认为最高的锗含量只出现在煤层的顶部或底部.根据锗含量与煤相的关系:锗含量和腐植质含量(V)、V?I,V?w(F+SF)、凝胶指数(GI)等显示正相关关系和惰质组含量(I)、惰质体含量(IR)、转化指数(TI)呈负相关;而锗含量和成煤植物组织保存指数(TPI)的关系不明确.由此表明,煤中锗的聚集与成煤沼泽微环境有成因上的联系,有利于锗聚集的环境是弱水动力、低水位、高还原性的停滞沼泽环境.

内蒙古自治区胜利煤田锗矿地质及分布规律

介绍了胜利煤-锗矿床的地质背景,以及锗在矿层的分布情况.胜利煤田处于二连盆地东端乌尼特坳陷中,为一宽缓向斜,地层平缓.胜利煤田煤-锗矿床发育于早白垩世断陷盆地内,位于二连盆地群中胜利煤盆的西南一隅,富锗矿层的分布受两侧F1,F2断层影响,呈现南部埋藏浅厚度薄、北部埋藏深厚度大的倾斜状特点;锗品位变化为南、北部较高(>400×10-6),东、西部较低(200×10-6左右)的"鞍"状分布特点,而向盆地中心急剧降低.沿煤层纵向上可以出现多个聚锗高值,个别钻孔煤层下部夹矸锗含量超过工业品位而具有工业价值,而煤层顶、底板锗含量都很低(<10×10-6),不具有工业价值.锗的分布,与成矿古地质、环境变化有关,受沼泽微环境和水动力影响,锗在煤层中的富集出现波动.采用"地质块段法"估算锗煤的资源量,资源量估算面积1.097 5 km2,估算结果锗资源量1 805 t.

锆石Ge含量和年龄对云南临沧锗矿床物质来源的约束

云南临沧锗矿床产在以临沧花岗岩为基底的中新世断陷盆地中。已有研究表明,成矿元素Ge来自基底花岗岩,但临沧花岗岩是复式岩基,具有多期次的岩浆活动,而Ge来自哪期岩浆活动并不清楚。文章对采自晓街、临沧、勐库和勐海的7个花岗岩样品(纵贯临沧岩基)进行了LA-ICP-MS锆石原位Ge元素含量分析和U-Pb年代学研究。研究结果表明,岩基主体岩浆活动时代与前人研究成果一致,为(215.6±2.7)Ma^(236.9±3.7)Ma,同时也有少量继承锆石(303~2533 Ma);w(Ge)在主岩浆期的锆石中为0.23×10-6~4.21×10-6,平均0.53×10-6,在继承锆石中为0.34×10-6~3.43×10-6,平均1.18×10-6;而在本次研究中新发现的年龄为106.5 Ma和87.7 Ma的年轻锆石中w(Ge)高达102×10-6。因此,推测临沧锗矿床中Ge来源于晚期岩浆或热液作用。这个结果为成矿理论的深入研究提供了新依据。

临沧超大型锗矿床有机质与锗矿化的地球化学特征

临沧锗矿床是一产于第三系含煤岩系中的超大型矿床。矿床的最初锗源与盆地西缘的二云母花岗岩有关。主矿体产于下煤组沉积旋回的早期地层中，每一沉积阶段早期形成的褐煤和碳质泥岩中富含锗，最高含量达１４７０ｘ１０￣（－６）。褐煤和碳质泥岩在矿化过程中平均富集了１６４－１６９倍。根据锗含量，褐煤和碳质泥岩可分为锗含量小于１２ｘ１０￣（－６）的低锗煤（泥岩）和大于９０ｘ１０￣（－６）的高锗煤（泥岩）。高锗煤中有机质富含氧官能团。同低锗煤相比，高锗煤还富含团块腐殖体、藻类体和菌类体，而缺少结构腐殖体和凝胶腐殖体。

滇西褐煤中锗富集规律及远景评价

阐述了滇西褐煤中锗资源分布、成矿地质条件及远景评价。指出在滇西129个第三系聚煤盆地中,仅有几个矿区褐煤中富锗,而它们仅分布在澜沧江以西大片花岗岩出露区,可见富锗煤矿区只在特定的地球化学环境中才能形成。并根据专门的采样测试和煤田地质勘探样品的测试结果综合分析,筛选出了可供今后进一步勘探开发的有利靶区。

内蒙古胜利煤田共生锗矿品位纵向变化规律研究

通过对 2 9个钻孔的 2 0 0件煤样锗含量分析 ,发现 2 0个钻孔锗含量沿煤层纵向有 6种变化形式。特别值得注意的是 ,大多数钻孔显示锗含量在煤层中部出现高峰值 ,而有别于以往所报道的锗只在煤层顶、底部相对富集的研究结论。笔者认为 ,胜利煤田锗的富集主要发生在泥炭化阶段 ,主要作用机制是有机质的吸附作用 ;此外 。

临沧超大型锗矿床热水沉积成因的厘定

以临沧超大型锗矿床不同含煤段中褐煤、第一含煤段中的层状硅质岩、薄层含碳硅质灰岩为研究对象,在调查清楚临沧锗矿床中褐煤、层状硅质岩与基底的二云母花岗岩关系的基础上,初步探讨了临沧超大型锗矿床的成因。研究结果表明:临沧锗矿床第二含煤段(N1b4)的无矿煤形成于正常沉积的泥炭沼泽相环境,第一含煤段含矿煤(N1b2)形成于快速沉降的泥炭沼泽环境,含矿煤遭受了热水作用的影响;N1b2中的层状硅质岩和薄层含碳硅质灰岩属热水沉积成因;煤中锗来自于基底的二云母花岗岩,主要由形成矿化煤层中的层状硅质岩和含碳硅质灰岩的热水溶液带入。

锗的地球化学及资源储备展望

锗是众多高新技术领域的重要原材料,随着无人驾驶、5G、太阳能电池和催化剂等产业的飞速发展,锗在中国及全球未来需求量将十分巨大,在国民经济建设中具有重要地位,许多国家将其作为国家重要战略资源进行严格控制、管理和储备,因此,锗资源的地质勘探和战略储备是今后国家持续发展的重要需要。文章总结了锗的地球化学性质、晶体化学及矿物学、地球化学行为控制因素、全球富锗矿床类型等,根据我国锗资源特征,结合“川滇黔铅锌矿集区”内多数矿床中锗超常富集普遍现象,提出该区可作为中国锗资源战略储备基地,具有巨大潜在经济价值。开展“川滇黔铅锌矿集区”锗超常富集机理研究,不仅可以补充和完善锗地球化学行为的科学内容,提供认识该区铅锌成矿作用的重要地球化学信息,更重要的是为地质勘探的深入和综合利用该区锗资源提供科学依据,从而为建立中国锗资源战略储备基地提供实际地质地球化学支撑。虽然中国是全球最大的锗生产国和出口国,但其产品多为初级产品,加强锗产品深加工研发不仅具有广阔的前景,也将是中国锗资源综合利用发展趋势。

锗、银、金大型超大型矿床的有机地球化学研究

锗、银、金大型超大型矿床的有机地球化学研究庄汉平（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）关键词有机质—金属相互作用褐煤型超大型锗矿床黑色页岩型银钒矿床卡林型金矿床有机地球化学有机质—金属相互作用是有关超大型矿床基础理论研究的重要内容之一。在以往...

临沧超大型锗矿床元素地球化学及金属元素有机/无机结合状态

采用腐植体纯化和中子活化分析方法,研究了临沧超大型锗矿床矿化褐煤中的金属元素富集特征以及金属元素的有机/无机结合状态。同地壳克拉克值相比,临沧锗矿褐煤中Ge,W,U,Se,Sb,Ga,As等元素明显富集,Fe,Mn,Ti,Cr,V,Co,Hf,Ta,Sc,K,Mg,Na强烈亏损。矿化高锗褐煤中Ge,W,Ga,Se,Sb,Au,Hf,Ta和K以有机结合状态为主,Fe,Mn,Cr,As,Zn Hg,U则主要为无机结合状态,Al,Na,Ti等元素有机态与无机态并存。褐煤中稀土元素主要以无机状态存在。原煤及腐植体的微量元素分配特征表明,临沧锗矿中的锗可能来源于花岗岩在温暖气候条件下的风化,花岗岩风化淋滤将Ge,W,U,Ga等带入湖盆,在还原的水体条件下Ge,W,Ga等元素发生富集。

贵州省仁怀市耕地土壤富锗地球化学特征分析

为了查清耕地表层土壤中锗特色元素的分布特征及富集机理,通过对贵州省仁怀市耕地土壤野外调查、采样和测试等研究分析,总结了锗元素含量的地球化学特征和影响因素,探讨了土壤类型、土地利用方式、土壤地球化学性质、成土母岩时代与锗含量的关系,结果表明,仁怀市耕地土壤锗元素平均含量与贵州省土壤背景值及中国土壤平均值相比,含量均高,高含量区域主要分布在寒武纪、二叠系、三叠纪地层母质区中。综合分析,土壤中Ge与pH值呈弱负相关,与SOM、Co、Zn呈弱正相关性,与Cu、Pb呈中等程度正相关;酸性土壤富锗概率大于中性碱性环境;不同土地利用类型中,裸地、水浇地中Ge元素含量平均值较高;不同土壤类型中,石灰土、水稻土中Ge元素含量平均值较高;研究区内铅锌带与耕地土壤Ge元素高值分布带较为一致。

内蒙古自治区胜利煤田煤-锗矿床元素地球化学性质研究

内蒙古自治区胜利煤田煤-锗矿是新近发现的特大型锗矿床,矿区元素地球化学性质表现为:碱性元素Ca、K、Na、Mg、Al等相对富集,锗与其关系为正相关;轻重稀土元素分异度较大,轻稀土元素较为富集,随锗含量的递增,轻稀土元素由富集逐渐减弱,重稀土元素逐渐出现较弱富集;锗含量与REE、LREE负相关,与LREE/REE、δEu正相关,与La/Yb、La/Sm、(La/Yb)n、(La/Sm)n、δCe值均呈负相关关系;而锗含量与灰分指数呈负相关关系。成煤沼泽中比较平静停滞的水文条件有利于溶液中的锗被有机质充分吸附。胜利煤田煤-锗矿形成环境为弱碱性及还原性较强的环境。煤-锗矿床的稀土元素地球化学特征具有继承性,稀土主要来自物源区的无机物质,胜利煤田西南部盆缘的岩石富含锗,可能就是煤-锗矿床中锗的原始来源。锗源母岩区全锗的供给和全锗进入成煤沼泽后的水文地质条件对锗在泥炭中的富集具有控制作用。

临沧锗矿褐煤的稀土元素地球化学

采用ICP-MS测定了临沧锗矿中51件含矿煤、5件无矿煤的稀土元素和锗含量,并与含矿煤层中热水成因燧石及基底白云母花岗岩进行对比,探讨了含矿煤与无矿煤的稀土元素地球化学及其与锗超常富集的关系,得出几点初步认识:(1)无矿煤和含矿煤的稀土元素主要来自基底白云母花岗岩;(2)无矿煤属正常沉积产物,含矿煤组成叠加了热水活动产物;(3)形成临沧锗矿的锗可能主要由热水活动带来。