万象广角看台
2026-08-10 12:12来自 科学看点

长安大学团队如何解析乌斯河锗矿的微小晶体结构?

  长安大学温汉捷教授团队联合中科院团队,利用先进的三维电子衍射技术,成功破解了四川乌斯河矿区一种全新富锗矿物——乌斯河锗矿的微小晶体结构,并于2026年8月获得国际矿物学协会正式批准。

  一、破解微晶世界的“钥匙”:三维电子衍射技术

  技术突破:乌斯河锗矿的晶体颗粒极其微小,粒径仅1-20微米,通常小于10微米,远低于传统单晶X射线衍射仪器的检测下限。团队转而采用近年来趋于成熟的三维电子衍射技术,这种技术能有效解析微米级甚至纳米级的矿物晶体结构。

  解析成果:通过该技术,团队精确测定乌斯河锗矿属于三方晶系,空间群为P321(#150),并获得了精确的晶胞参数:a=11.7492(3)Å,c=4.7781(1)Å,晶胞体积V=571.22(3)ų。这一数据为确认其作为独立新矿物提供了决定性证据。

  二、乌斯河锗矿的矿物身份与关键特征

  化学组成:该矿物的理想化学式为BaGe4O9,属于蓝锥矿族的富锗新矿物,是我国发现的首个独立锗酸盐矿物。

  超高含锗量:其氧化锗(GeO₂)的平均含量高达72%,含锗量仅次于锗石,是目前自然界中已知含锗最丰富的矿物之一。

  矿区新发现:这是在四川乌斯河铅锌矿床内发现的第3个富锗矿物,此前该矿区已发现瑞忠锗矿和文庆锗矿。

  

  三、研究路径与重大战略价值

  系统研究经过:自2023年起,长安大学温汉捷教授团队联合中科院广州地化所朱建喜研究员团队,对四川乌斯河矿床喷流沉积期的结核状矿石开展了系统的矿物学研究,在矿石中发现大量锗的独立矿物,乌斯河锗矿是其中之一。

  学术与产业价值:该发现首次明确了乌斯河铅锌矿床中关键的富锗载体矿物,为揭示稀散金属锗的超常富集机制提供了直接证据。锗作为半导体、光纤通信、红外光学和航空航天等领域的战略关键金属,独立新矿物的发现对保障我国战略性矿产资源安全具有重要意义。