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与其它分散元素相比，镓具有很高的地壳丰度，无论是沉积岩还是岩浆岩，都含有10×10-6～30×10-6的镓，其含量与铅接近。镓通常在某些类型的铅锌矿床、铝土矿床、某些类型的明矾石矿床及煤中具有较大规模的富集。但是，镓矿物数量是分散元素家族中最少的元素，到目前为止，全世界只发现了2个镓的独立矿物。而且这两个矿物全部发现于同一个矿床，其量很少。因此可以说，接近100%的镓都存在于其他元素组成的矿物中。

一、镓的独立矿物

（一）硫镓铜矿

硫镓铜矿英文名为Gallite，又名灰镓矿。该矿物是目前发现的惟一一个镓的原生矿物，产自非洲西南部的楚梅布（Tsumeb）Cu-Pb-Zn多金属矿床中，其量很少，与闪锌矿、硫锗铁铜矿、锗石、黄铜矿等矿物共生，常见被砷黝铜矿和方铅矿等所交代。硫镓铜矿不仅罕见，而且粒度细小，常呈细小粒状或集合体，粒度一般为μm级。在Tsumeb矿床中，未出现完整晶体，有时见呈细小叶片状包裹于闪锌矿中。

硫镓铜矿为Ga、Cu、S的硫化物矿物，化学式为CuGaS2，有天然产出者和人工合成物。合成硫镓铜矿化学成分符合标准化学式组成，天然硫镓铜矿中的Cu2+和Ga3+可以被Fe、Zn、Pb类质同象。其化学组成见表9-9。

表9-9 硫镓铜矿化学成分（%）

硫镓铜矿属于四方晶系、黄铜矿型结构的矿物，空间群为，a0=0.535nm，c0=1.048nm。人工合成的硫镓铜矿 a0=0.534nm，c0=1.047nm，Z=4。Tsumeb产出的硫镓铜矿主要粉晶谱线为：3.064（100），1.876（70），1.611（60），1.2139（50）。颜色为灰色，条痕为灰黑色，具金属光泽。硬度为3～3.5，密度为4.2。

在显微镜下，反射色呈褐灰色至紫灰色。在空气中的反射率见表9-10，从图9-7反射率对比中可以看出，硫镓铜矿的反射率介于砷黝铜矿和闪锌矿之间。在正交偏光下，硫镓铜矿呈灰蓝色，非均质性显著。突起低于闪锌矿，高于锗石。闪锌矿中固溶体分离形成的硫镓铜矿常呈定向排列。在Tsumeb矿床，有时还可见到在较大颗粒的硫镓铜矿中存在纺锤状的闪锌矿，在这种闪锌矿中同时也能见到微细的硫镓铜矿固溶体包晶存在。这种反复包裹与被包裹的现象说明，硫镓铜矿的沉淀过程是复杂的。

到目前为止，世界其他地方还都没有这种矿物存在的报道。

表9-10 硫镓铜矿在空气中的反射率（%）

图9-7 硫镓铜矿（3）与砷黝铜矿（1）和闪锌矿（2）的反射率对比

（二）羟镓石

羟镓石的英文名为Sohngeite，它的存在并不奇怪，奇怪的是它与硫镓铜矿产于同一个矿床——非洲西南部的Tsumeb矿床，是硫镓铜矿的氧化矿物，为含三个羟基的镓矿物，化学式为Ga（OH）3，属于等轴晶系，空间群为Im3，a0=0.747nm，Z=8。主要粉晶谱线为3.74（10）、2.63（6）、1.669（7）、1.525（6）。

发现于Tsumeb矿床的羟镓石晶体细小，产于硫镓铜矿的表面，呈细粒状集合体，颜色为浅褐色。硬度为4～4.5，密度为3.84，N=1.736。

到目前为止，世界其它地方还没有发现该矿物的报道。

二、主要载镓矿物

镓的独立矿物的稀少性说明，它在自然界主要分散存在于其它元素组成的矿物中。从前文的叙述可知，斜长石、角闪石和云母是岩石中镓的主要载体矿物，在这些矿物中，镓的含量一般在10×10-6～50×10-6之间。镓的价格体系决定了岩石中的镓只有理论意义而无经济意义。在岩浆岩中，磁铁矿可含100×10-6的镓，但由于磁铁矿量少，其中的镓也无经济意义。

矿石中的镓有两个最主要的载体矿物，它们是一水铝石和闪锌矿。前者是铝土矿中的主要工业矿物，后者是铅锌矿床中的主要金属矿物。

（一）一水铝石的含镓性

一水铝石富镓具有全球性特点。因此，世界产铝大国如巴西、加拿大、法国等都是产镓大国。由于铝土矿石中的矿物分离难度太大，一水铝石中镓的含量资料相对较少，据现有的分析数据来看，镓的含量在50×10-6～500×10-6之间，主要分布于80×10-6～200×10-6之间，三水铝石中镓的含量一般低于50×10-6（Gordon，et al.，1952；Wolfenden，1965；刘英俊等，1984）。

一水铝石和三水铝石同为含铝矿物，造成镓含量差异的原因除形成条件方面的不同外，目前还没有令人信服的矿物学方面的解释。

（二）闪锌矿的含镓性

Ivanov（1968）在计算矿物克拉克值时确定了闪锌矿中镓的克拉克值为41×10-6。早在1955年，Fleischer统计结果表明，闪锌矿含镓为1×10-6～3000×10-6，主要分布范围为10×10-6～500×10-6。根据笔者对中国数十个铅锌硫化物矿床的统计，闪锌矿含镓在1×10-6～2000×10-6之间，并且不同成因类型矿床中的闪锌矿含镓存在巨大差异。与岩浆活动有关的高温热液型闪锌矿含镓最低，一般分布于1×10-6～20×10-6之间，低温热液型及热水沉积型闪锌矿含镓较高，一般为30×10-6～2000×10-6，其它金属-非金属矿物如方铅矿、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿等含镓都很低，一般低于10×10-6。初步估算结果表明，硫化物矿床中70%～80%的镓都存在于闪锌矿中。可见，闪锌矿是硫化物矿床中最主要的载镓矿物。

闪锌矿的富镓性表现了镓元素在富硫的还原环境中亲铜性质的一面。在这种条件下，锌和镓都能以六配位形式进入闪锌矿。初步研究发现，闪锌矿中镓的富集与其形成的地球化学条件有关，低温闪锌矿的含镓性明显高于高温闪锌矿，浅色闪锌矿含镓明显高于深色闪锌矿。在同一类型的铅锌矿床中，闪锌矿含镓性也不尽相同。由于缺乏系统研究，造成这些现象的原因目前还不十分明确。

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