主要完成人：涂光炽、高振敏、胡瑞忠、张乾、温汉捷、刘家军、张忠、 赵振华、李朝阳、曹志敏、张宝贵、卢家烂、刘铁庚、姚林波、戚华文、庄汉平、叶 霖、刘玉平、邓海琳、苏文超、张佩华等 

完成单位：中国科学院地球化学研究所、中国科学院广州地球化学研究所、成都理工大学

研究意义：
　 分散元素包括Tl、Te、 Ge、Se、Cd、Ga、In、Re等，具有特殊的用途，是很重要的战略资源。这类元素的地球化学性质以“分散”为特征，直至80年代末国内外的权威著作还断言它们不能形成独立矿床，只能作为副产品从其它矿床中回收。因此长期以来，国内外未见分散元素独立矿床的报道。近年来在我国西南地区相继发现了一批分散元素超常富集的地质体，本项研究已将其确立为分散元素独立矿床（甚至超大型矿床），但“分散”元素为何在西南地区能够形成独立矿床？其成矿规律怎样？如何在新区进行预测？这是成矿学领域的重大前沿问题。

主要研究内容
　 我室该领域的工作，主要以国家自然科学基金重点项目（49633110）和若干面上项目为支撑，开展了以下研究：
　 （1）对6种分散元素（Ge、In、Tl、Cd、Se、Te）的11个矿床进行了重点解剖。主要研究了它们的成矿地质背景、矿化与蚀变特征、元素及同位素组成特征、元素的赋存状态、成矿流体及生物和有机质对矿床形成的贡献，并研究了某些分散元素的环境效应。
　 （2）分散元素测试方法。
　 （3）分散元素迁移、富集实验、淋滤实验和分散元素载体矿物的吸附实验。
　 （4）分散元素找矿方向。

主要科技创新贡献
　 （1）确立了分散元素可以形成独立矿床的理论体系。过去人们一直认为Ge、Ga、In、Tl、Re、Cd、Se、Te等八种“分散元素不能形成独立矿床，它们以伴生元素方式存在于其它元素的矿床内”（中国大百科全书）。近十来年，在我国西南地区相继发现了一些分散元素超常富集的地质体。在这些地质体中，分散元素的富集程度很高，它们已不再是副产品，不再是开采其它矿产资源而回收的伴生元素，分散元素本身的经济价值已大大高于或等于并存的其它元素。我们将这些分散元素超常富集的地质体确定为分散元素独立矿床。我们的研究揭示了这些分散元素独立成矿的地质地球化学条件，确定了它们可以形成独立矿床的理论体系，从而突破了分散元素不能形成独立矿床的传统观念。
　 （2）确定了矿床中分散元素的赋存状态—独立矿物、类质同像和有机质吸附。基本上以独立矿物出现的是Te和Tl矿床，如贵州滥木厂及云南南华Tl矿床，大水沟Te矿床和东坪Te－Au矿床；主要以类质同像形式存在的有Cd、Ga、In、Re，如云南都龙Sn-Zn-Cd多金属矿床中未发现Cd的独立矿物；贵州牛角塘Cd—Zn矿床中的Cd基本以类质同像形式存在于闪锌矿中，矿石中的硫镉矿、菱镉矿和方镉矿很稀少；川滇黔铝土矿中的Ga是类质同象进入一水硬铝石中；锡石硫化物矿床中的In主要以类质同象形式富集在闪锌矿中；富钼矿床中90％的Re存在于辉钼矿中；主要以有机质和粘土矿物吸附的是Ge，在云南临沧Ge矿床中Ge完全以有机结合态和吸附形式存在于煤岩中，但Ge亦可以类质同像形式存在于其它矿床中，如云南会泽Pb-Zn-Ge矿床中的Ge主要以类质同象形式富集在闪锌矿内；三种形式兼有的是Se，如拉尔玛Se—Au矿床和渔塘坝硒矿床中的Se，三种存在形式都有，但以有机质吸附为主。
　 （3）发现了若干分散元素新矿物。在国际上首次发现的新矿物有：①Zincospiroffite(碲锌石)，分子式为Zn2Te3O8，化学成分为ZnO24.57%，Pb1.64%，MgO0.24%，TeO271.90%。已获国际新矿物命名委员会认可；②H2Pb2Fe4[(Te,S)O4]9·7-12H2O，未定名，化学成分：PbO 17.50%，Fe2O3 11.73%，TeO3 61.79%，SO3 1.41%，Ag2O 0.03%，CuO 0.10%，新矿物认可工作正在向国际新矿物命名委员会申报之中。这两种新矿物均产于东坪Te－Au矿床中。在我国首次找到的分散元素矿物包括：①楚碲铋矿（BiTe，tsumoite）—产在大水沟碲矿床；②水硫碲铅石（Pb[Te,S]O4·H2O—产于东坪金矿；③斜硫砷铊汞矿（TlHgAsS3）—产于滥木厂铊矿床；④硫铁铊矿（TlFeS2）—产于滥木厂铊矿床；⑤辉铁铊矿（TlFe2S3）—产于南华富铊雄黄矿床；⑥硫砷铊铅矿（PbTlAs5S9）—产于南华富铊雄黄矿床；⑦硫砷铊矿（Tl, Pb）3AsS3—产于南华富铊雄黄矿床。
　 （4）确定了分散元素矿床的分类。按工业意义，分散元素矿床可分为独立矿床和伴生矿床两大类。① Ge、Se、Te、Tl等元素在特定的地质条件下可以形成独立矿床，但它们也可以伴生矿床的形式出现；②Ga、Cd、In、Re等元素形成独立矿物的几率比Ge、Se、Te、Tl低的多，它们很难形成独立矿床，这些元素基本上都以伴生矿床形式产出。
　 根据分散元素富集机制和赋存状态的不同，分散元素矿床可分为三类：①以分散元素独立矿物的大量形成而成矿，如四川大水沟独立Te矿床、贵州滥木厂独立Tl矿床和川西北拉尔玛Se矿体；②分散元素主要以被吸附方式成矿，如滇西临沧Ge矿床；③分散元素以类质同象代替主成矿元素，以此方式它不可能形成分散元素独立矿床，但可以造成超常富集，有利于工业回收，如贵州牛角塘Pb-Zn矿床中的Cd，云南会泽Pb-Zn矿中的Ge，黔中铝土矿中之Ga。
　 （5）揭示了西南地区某些分散元素的成矿机制。扬子地块西缘Se、Ge、 Cd、Tl等矿床成矿机制的共同特点是：①它们是低温成矿作用的产物；②表现出明显的层控性；③成矿物质多来自赋矿围岩及邻近地层的岩石，说明物质来源的浅成性；④成矿流体具还原性、弱酸-弱碱性，并多来自大气降水和地层水，有时混入有少量变质水和岩浆流体；⑤尽管分散元素矿床赋存的岩系较老，但成矿时间均较晚。根据它们产出的地质特征和同位素年龄测定，其成矿时代多为燕山期，与西南大面积低温成矿域的主成矿期一致。
　 分散元素的伴生矿床，其成矿机制与主元素相同。如In与锡石硫化物矿床，Re与斑岩型Mo(Cu)矿床的成因相同，而Se、Te则与相应的金矿床，Ge、Cd、Tl与相应的铅锌矿床的成矿条件一致。
　 （6）确定了我国西南地区分散元素矿床集中出现的有利因素。主要包括：①多时代黑色岩系（含炭细碎屑岩系）的发育。晚震旦、早寒武、晚泥盆及二叠纪黑色岩系在西南广布，有利于Se、Ge的成矿；②西南存在大面积低温热液成矿域，若干分散元素常在低温热液体系成矿。如黔西南Tl矿床；黔南Cd-Zn矿床；云南会泽Pb-Zn -Ge矿床；③富含分散元素的大型－超大型矿床集中分布：如著名的锡石硫化物矿床－广西大厂和云南个旧、都龙、白牛厂等，In常富集于其中。黔中广布一水铝石铝土矿矿床，Ga不同程度富集于其中；④扬子克拉通西缘存在多时代活动的深大断裂，有利于深源分散元素成矿，如川西石棉大水沟Te矿床。
　 （7）确定了分散元素的成矿专属性。分为矿床类型的专属性和分散元素赋存矿物的专属性。①对分散元素伴生矿床而言，它们的成矿具有明显的矿床类型专属性。如Ga出现在铝土矿和低温铅锌矿床中；Ge—低温铅锌矿床和部分煤矿床；Se—黑色岩系中的硒矿床和相应的铜矿床；Cd—铅锌矿床；In—锡石硫化物矿床和富锡的铅锌矿床；Te—碲金矿床和碲铋矿床；Re—斑岩型Mo(Cu)矿床；Tl—低温砷－汞－锑矿床和卡林型金矿床。这种专属性表明，可在已知的上述矿床中注意查定相应的分散元素矿床；②分散元素赋存的矿物专属性。除分散元素的独立矿物外，就工业利用来说，多数分散元素的载体矿物具有专属性，如铝土矿中的Ga主要存在于一水铝石中；在铅锌矿床中Cd、Ge、Ga都存在于闪锌矿中；共生铟矿床中80％以上的In都集中在闪锌矿中；在富钼矿床中90％以上的Re都集中在辉钼矿中；在富硒的铜矿中Se除了它的独立矿物外，主要赋存于硫化物矿物（特别是黄铁矿）中。
　 （8）提出了分散元素的找矿方向。①Ga:  首先是铝土矿中镓的综合回收。铝土矿中一水铝石含Ga范围为80～200×10－6，比三水铝石（50×10－6）高的多。贵州几个大的铝土矿含Ga70～143×10－6，远远超过了工业利用标准（Ga含量为20×10－6），镓的利用前景广阔，特别是铝土矿层下部蜂窝状的矿体更是Ga的富集部位，应注意从这些矿石冶炼铝时回收镓； ②Ge: 低成熟度的煤层和铅锌矿床是寻找Ge的方向（川滇黔接壤区）；③Se：一直从铜矿石电解铜的阳极泥中回收，现发现黑色岩系（甚至包括煤）的硒储量很大，是铜矿的80倍。我国寒武系和二叠系黑色岩系分布很广，有些地段Se含量很高，湘西和贵州遵义地区下寒武统牛蹄塘组黑色岩系的多金属富集层是具有找矿前景的地段；④Cd：一直从硫化物的锌矿石中提取，现在也是如此。我国铅锌矿中的镉储量约占总储量的90%，我国南方特别是西南地区的一些大型—超大型铅锌矿是Cd的潜在资源地；⑤In：有工业意义的铟矿床均在锡石硫化物矿床中。锡石硫化物多金属矿床中，80％以上的In富集在闪锌矿中，在上述矿床中，闪锌矿富集部位或铅锌矿体是找铟的主要地段；⑥Te：一直作为伴生组分，主要从一些铜—镍硫化物矿床在铜矿石中作为综合利用对象被回收。现在看来，碲成矿可以从两方面来探讨：一是Te的独立矿床（如大水沟Te与Bi结合成矿），二是一些大型和超大型金矿床（如东坪金矿床是含碲化物的金矿床）；⑦Re: 铼作为伴生元素具有工业意义的矿床主要是斑岩型铜钼矿床，其次是与超基性岩有关的PGE矿床有时有少量的Re伴生。研究发现我国西南地区下寒武统黑色岩系，其中的含Ni-Mo-PGE富集层中Re的含量较高，在贵州下寒武统黑色岩系的个别地段Re的含量达33ppm，应注意铼富集地段的寻找；⑧Tl：应在西南Au-As-Hg-Sb和铅锌矿化集中区加强Tl的查定，以便找到更多的铊资源。

该项研究，奠定了分散元素地球化学与成矿学的基础,丰富了矿床学理论，开拓了矿床研究的新领域；为分散元素资源勘查奠定了理论基础，开拓了找矿思路和找矿方向；是一份在国际前缘领域具有开拓性、创新性的优秀科研成果，获得我国著名地质学家们的高度评价，并于2003年获贵州省科技进步一等奖。 

2000-2004年我室在该领域发表论文75篇，其中，SCI论文14篇，CSCD论文59篇，并于2003年由地质出版社出版了“分散元素地球化学及成矿机制”专著一部（65万字）。