黃鐵礦的標型特征在金礦床成因及找礦中的指示意義

閆家盼(新疆大學 地質與礦業工程學院，新疆 烏魯木齊 830046)

黃鐵礦的標型特征在金礦床成因及找礦中的指示意義

閆家盼(新疆大學 地質與礦業工程學院，新疆 烏魯木齊 830046)

黃鐵礦是金礦床中主要的金屬礦物和載金礦物，在反演流體演化中扮演著重要的角色。本文從黃鐵礦的晶體形態、元素組成和熱電性等特征入手，詳細地闡述了它們對成礦物理化學環境、礦床成因、預測深部礦體等方面的指示意義。

指示意義；礦床成因；成礦預測；金礦；黃鐵礦

黃鐵礦和金礦化有著密切的關系，在金礦床中普遍存在，大多數金礦床中黃鐵礦載金[1]。提取黃鐵礦中所含的地質信息，對其進行成因礦物學方面分析，不僅能揭示礦床成因還能指導找礦。

1 黃鐵礦的晶體形態

黃鐵礦屬島狀基型礦物，等軸晶系。有立方體形、五角十二面體形和八面體形三種單形，還有一些聚形。不同的晶形在不同的成礦階段和不同的成礦深度上發育程度不同，也能反映出其形成時物理化學條件的差異。不同環境下形成不同晶體形態的黃鐵礦。主成礦期成礦溫度適中，物質豐富，并且硫逸度較高，形成的黃鐵礦主要為五角十二面體形或立方體與五角十二面體的聚形，次為立方體形。在礦化空間上，聚形黃鐵礦變化和金礦化是有一定規律性。因而，可以根據黃鐵礦晶體形態在不同成礦階段和礦化空間上的變化特征預測深部礦體變化特征。

2 黃鐵礦的元素特征

黃鐵礦中微量元素特征是研究礦石成因和礦床類型有利證據[2]。黃鐵礦在形成時獲取環境中微量元素，從而可以分析出形成時周圍環境中物質物理化學條件[3]，在高溫條件下，黃鐵礦中以含親鐵、親石元素為主，如Zr、Bi、Cu、Zn、Cr、Ti、Co、Ni、V、Mo和As等；在中溫條件下，主要以親銅元素為主，如Au、Cu、Pb、Zn、Bi和Ag等；在中-低溫條件下，主要含有高活動性的親銅元素，如Sb、Hg、Ag和As[4]。礦物中所含的微量元素能夠指示形成的條件和形成環境，在一定程度上能夠推測成礦環境及礦床成因類型。可以利用黃鐵礦中的主量、微量和稀土元素成分來確定礦床的成因類型、金的賦存狀態、礦化中心的位置和金成礦時的氧化還原環境。

3 黃鐵礦的熱電性

礦物的熱電性可以推斷礦物形成的環境及物理化學條件（如溫度、壓力和成分變化等），為礦物學研究和地質找礦提供重要的信息。熱電性包含熱電系數和導電類型(簡稱導型)兩層含義。礦物形成環境條件往往較復雜，礦物的熱電勢沒有規律，所以礦物熱電性的測量應用統計的方法。礦物的熱電性取決于類質同像雜質的種類及其濃度、主元素含量之比、晶體結構缺陷的類型、以及溫度場的梯度強度等。其中最重要的因素是類質同像雜質和晶體結構缺陷在能帶結構中所形成的雜質能級。高溫環境下，黃鐵礦中鐵過飽和，硫起施主作用(N型導電)，晶體中很少有結構上的缺陷。在低溫環境中形成的黃鐵礦為硫過飽和，鐵空位而起受主作用(P型導電)，晶體結構缺陷明顯[5]。熱電性還與激發活化溫度有關。激發活化溫度即為礦物受熱激發而產生熱電效應的溫度。測得黃鐵礦熱電系數，從而計算得出金礦床中黃鐵礦的形成溫度。礦體中礦物的熱電性垂向上有明顯分帶性，可判斷其礦物成因、形成時代和成礦階段，也能指示礦床的成因類型、礦床產狀和礦體的延伸情況等[6]。根據礦物的熱電性，可得出礦體的剝蝕程度，尋找隱伏礦體。通過礦物填圖可推算礦體剝蝕深度，是比較是有的方法[7]。礦體及礦化帶與黃鐵礦熱電性的對應關系，可作為尋找深部隱伏礦體的一種手段。這些認識對于找礦評價和勘探工程布置具有非常實際的指導意義。

4 展望

黃鐵礦的晶體形態、元素分布特征和熱電標型都取得了長足的進步，但與之相伴的是越來越多的爭議。金礦中黃鐵礦更精細化的工作，將有助于認識黃鐵礦對金礦成礦和演化的指示作用。

需要在以下幾個方面加強和注意進一步的理論和實驗上的研究主要應包括：

（1）模擬合成不同晶體形態的黃鐵礦的工作還需進一步加強，更貼近地質事實的實驗模擬；

（2）黃鐵礦的元素特征和熱電標型特征具有統計意義，要對黃鐵礦熱電系數作了正態檢查,如果大多數取樣點黃鐵礦的熱電系數呈正態分布，則說明這些黃鐵礦是由一次地質事件形成的。

（3）黃鐵礦的研究需要與其他方法獲得結果互相驗證，以取得較為滿意的結果；

（4）許多的規律是建立在一個或少數幾個礦床類型上，還需要更多的數據和礦床類型來完善這些規律。

[1]高振敏,楊竹森,李紅陽,等.黃鐵礦載金的原因和特征[J].高校地質學報,2000，6(2):156-162.

[2]宋學信,張景凱.中國各種成因黃鐵礦的微量元素特征.中國地質科學院礦床地質研究所所刊,1986,(2):166-175.

[3]胡楚雁.黃鐵礦的微量元素及熱電性和晶體形態分析.現代地質,2001,15(2):238-241.

[4]劉英俊,馬東升.金的地球化學.北京:科學出版社,1991, 67-74.

[5]Smith FG.The pyrite geothermeter[J].Econ.Geol.,1947, 42:515-523.

[6]蘇文超.黔西南爛泥溝金礦黃鐵礦熱電性研究及其找礦意義[J].黃金地質,1997,3(2):7-12.

[7]黃東.黃鐵礦熱電系數的研究與應用[J].物探與化探, 1991,15(3):188-195.