黃鐵礦的成因研究及意義

武俊葉 陳顯玉

摘 ?要：不同地區(qū)不同礦床形成的黃鐵礦不同，黃鐵礦主要存在于金礦床，銅礦床，以及低溫?zé)嵋盒偷V床中。本文主要綜述了幾種黃鐵礦的成因分析，從而得出其形成環(huán)境及形成意義。對(duì)黃鐵礦的形態(tài)標(biāo)型特征，微量元素標(biāo)型特征，稀土元素標(biāo)型特征，熱電性標(biāo)型特征，及晶胞參數(shù)等的分析研究判斷礦床成因，及黃鐵礦形成環(huán)境。從黃鐵礦的標(biāo)型特征中尋找地質(zhì)意義，以前人的研究成果，存在的問題為依據(jù)，進(jìn)行更深的研究方向。

關(guān)鍵詞：黃鐵礦;成因研究;研究現(xiàn)狀

引言

對(duì)不同類型黃鐵礦進(jìn)行綜述，闡明其研究現(xiàn)狀，對(duì)黃鐵礦的各個(gè)標(biāo)型特征，進(jìn)行總結(jié)概括。從而能從不同角度分析探討黃鐵礦的成因，為找礦，勘測(cè)，礦床成因的分析提供依據(jù)。對(duì)黃鐵礦成因研究存在的問題需要加強(qiáng)注意，在進(jìn)行分析探討時(shí)要格外注意。對(duì)黃鐵礦新方面的研究高度重視，解決更多地質(zhì)方面的問題。

1.研究現(xiàn)狀

黃鐵礦（FeS）為淺黃銅色，表面具有黃褐色，條痕為綠黑或褐黑，具有強(qiáng)金屬光澤，不透明，無(wú)解理，硬度為6-6.5，。黃鐵礦具有的非常明顯的物理性質(zhì)是熱電性和電阻率。對(duì)于金礦找礦來(lái)說(shuō)，這兩個(gè)物理性質(zhì)非常重要，與金礦床含金性有很大的聯(lián)系，尤其是熱電性，為找礦，礦產(chǎn)測(cè)評(píng)工作提供大量依據(jù)。

黃鐵礦主要存在礦床中，不同成因的礦床，其黃鐵礦的形態(tài)，結(jié)構(gòu)，構(gòu)造，伴生礦物也不同。對(duì)于沉積作用形成的黃鐵礦主要為呈草莓狀結(jié)構(gòu)的草莓狀黃鐵礦，而熱液作用分為5個(gè)階段，黃鐵礦主要出現(xiàn)在二，三，四階段。熱液成礦作用形成的礦床體系中，黃鐵礦是其主要組分，如斑巖型銅礦床、火山成因塊狀硫化物礦床、IOCG 礦床、卡林型金礦床和淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床等。并且，它也是地殼中分布最廣的硫化物。研究黃鐵礦的各種特征，來(lái)反應(yīng)其形成環(huán)境，為黃鐵礦的成因研究提供基礎(chǔ)。對(duì)黃鐵礦標(biāo)型特征的研究有很大的發(fā)展。近年來(lái)，黃鐵礦的礦物學(xué)研究也很迅速，主要研究黃鐵礦的形態(tài)及分布特征，物理特征，成分特征及微量元素，礦石形態(tài)特征等，也為礦床成因問題的研究提供了基礎(chǔ)。不同地區(qū)黃鐵礦的特征不同，形成的成因也不同。

1.1黃鐵礦晶體形態(tài)標(biāo)型特征

與其它礦物相比，黃鐵礦結(jié)晶形成自形晶的能力強(qiáng)，在各種條件下都能自發(fā)結(jié)晶形成完好的晶形。在低的過飽和度流體下、低硫逸度以及溫度過高于或過低時(shí)，其晶面發(fā)育更好。利用其晶體形態(tài)判斷其形成環(huán)境，晶胞參數(shù)反應(yīng)其晶體形態(tài)變化。常見的晶形主要是由{100}、{210}、{111}及它們相互的聚形組成。在金礦床中黃鐵礦最常見的為晶形為立方體{100}和五角十二面體，出現(xiàn)頻率最高的為聚形晶，幾率最小的為八面體。黃鐵礦晶體形態(tài)在時(shí)間和空間上具有規(guī)律性分布，一般都是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，再由復(fù)雜到簡(jiǎn)單。黃鐵礦晶形在礦床中的分布變化，可以進(jìn)一步分析判斷礦體深度。

1.2黃鐵礦成分標(biāo)型特征

對(duì)黃鐵礦成分標(biāo)型特征的研究是研究黃鐵礦的重要組成部分，不僅對(duì)成礦研究有很大的意義，對(duì)礦床地質(zhì)，找礦預(yù)測(cè)也有很大的指導(dǎo)作用。現(xiàn)在主要研究的有主量元素特征，微量元素特征，稀土元素特征，同位素特征等。

1.2.1主量元素特征

黃鐵礦主量元素主要為Fe，S，對(duì)于天然黃鐵礦S/Fe<2為硫虧損，S/Fe>2為鐵虧損，利用投點(diǎn)法來(lái)判斷黃鐵礦的形成，將樣品投在δFe和δS分布圖中看落在火山成因區(qū)域，熱液成因區(qū)域，沉積成因區(qū)域，巖漿成因區(qū)域四個(gè)區(qū)域的哪個(gè)區(qū)域。對(duì)于金礦床中的黃鐵礦而言，S，F(xiàn)e含量與含金量也有很大關(guān)系，所以對(duì)找礦測(cè)評(píng)有很大的意義。

1.2.2 微量元素特征

黃鐵礦中微量元素的含量具有成因標(biāo)型的意義。在熱液系統(tǒng)中，黃鐵礦不僅僅是簡(jiǎn)單地鐵硫化合物，而且含有大量的微量元素，不同微量元素的特征導(dǎo)致黃鐵礦不同形成原因及結(jié)晶過程。微量元素主要由兩部分組成：一類以類質(zhì)同象進(jìn)入黃鐵礦，代替其中某些元素;一類以混入形式代替其元素。其中研究最為廣泛的為Co，Ni代替Fe。

根據(jù)Co，Ni含量及Co/Ni比值可以判斷其形成成因，火山成因：Co/Ni=5-22，沉積成因：Co/Ni <0.63，熱液成因：Co/Ni =1.17，巖漿成因：Co/Ni= 0.09-12;判斷其成因的技術(shù)為投圖法。所以Co/Ni比值對(duì)成礦作用和礦床成因具有指示作用。此外，黃鐵礦的微量元素與電熱性也有很大的聯(lián)系。熱電性的研究對(duì)礦化礦體的剝蝕作用也有很大作用。

1.2.3 稀土元素特征

稀土元素特征主要以輕稀土為主，主要研究黃鐵礦Eu異常現(xiàn)象。黃鐵礦粒徑越細(xì)，稀土元素含量越高，則具有Eu負(fù)異常。晶體結(jié)構(gòu)一般制約著礦物的REE和HFSE，同時(shí)也受他們特征的控制。黃鐵礦中的鐵很難被REE和HFSE類質(zhì)同象，它們主要存在礦床的流體包裹體中，對(duì)其晶體的形成影響不大，所以，成礦流體中的REE和HFSE特征，也可以表示為礦床中的REE和HFSE特征。

1.3黃鐵礦熱電性標(biāo)型特征

以黃鐵礦的熱電性的研究，來(lái)反應(yīng)礦物和晶體的變化特征。高溫條件下，黃鐵礦一般為Fe過飽和，低溫條件下一般為S過飽和，所以不同溫度形成不同類型電導(dǎo)黃鐵礦，所以根據(jù)此特征判斷判斷黃鐵礦形成的溫度。黃鐵礦是半導(dǎo)體礦物，在溫差作用的影響下，會(huì)產(chǎn)生溫差電動(dòng)勢(shì)。其產(chǎn)出狀態(tài)不同，熱電性也不同。礦床類型，微量元素含量，產(chǎn)出深度，產(chǎn)出狀態(tài)等原因都會(huì)引起熱電性差異，所以，根據(jù)黃鐵礦熱電性對(duì)礦床成因，礦物出露程度，深度及找礦等地質(zhì)意義提供依據(jù)。對(duì)于金礦中的黃鐵礦，通過測(cè)試其電熱系數(shù)，在其變化范圍內(nèi)尋找規(guī)律，尋找礦體的分布，是P型還是N型，為找礦前景提供依據(jù)。此外P型黃鐵礦的出現(xiàn)率與微量元素也有很大的聯(lián)系，尤其是Co，Ni元素含量，Co，Ni含量與P型黃鐵礦的出現(xiàn)率呈正相關(guān)，而Co，Ni含量的變化影響著成礦溫度的變化，也是正相關(guān)的關(guān)系。熱電性與礦體剝蝕程度影響著礦體出露程度。熱電性的研究最為重要的是對(duì)黃鐵礦熱電性進(jìn)行填圖，從而得到更多地質(zhì)，礦床信息。

2.存在問題

（1）每個(gè)礦床（尤其金礦床）中的黃鐵礦各個(gè)形態(tài)特征標(biāo)型特征居多復(fù)雜，比如化學(xué)成分標(biāo)型特征多，物理標(biāo)型特征少，在物理方面的探討較少，需要更多研究物理標(biāo)型特征。

（2）黃鐵礦微晶體為納米級(jí)，常規(guī)手段不能測(cè)試S同位素。黃鐵礦是否與賦存的巖石同源，也是很大問題，對(duì)黃鐵礦的成因研究有很大意義，需要進(jìn)一步研究。

（3）當(dāng)?shù)V床中金屬來(lái)源不是一種來(lái)源而是多種來(lái)源時(shí)，成礦作用往往不是一種過程而是多種成礦作用的共同作用，沉積作用、火山作用，變質(zhì)作用以及變質(zhì)熱液使元素轉(zhuǎn)移，有深部熱鹵水參與成礦作用。所以成礦作用需要具體分析研究。

3.發(fā)展方向

（1）可以利用黃鐵礦中的 As、Sb（尤其是 As）的變化特征來(lái)判斷礦床的溫度和標(biāo)高

（2）可以從演化角度對(duì)黃鐵礦環(huán)帶進(jìn)行研究，進(jìn)行晶體形態(tài)的探討研究，探討更多地質(zhì)意義。

（3）在某些金礦床中，因?yàn)槟承┑V物元素，巖石形態(tài)及黃鐵礦形態(tài)，會(huì)形成一個(gè)化學(xué)屏障，控制裂隙中的氧逸度，可以為金的沉淀提供研究方向。

（4）對(duì)于沉積作用形成的黃鐵礦，與海洋沉積物有關(guān)的黃鐵礦和沉積水體有聯(lián)系，是否可以根據(jù)黃鐵礦的各種標(biāo)型特征和形成成因，推出海洋古溫度，古年齡等，也需要進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1] ?趙雷昭.2018.新疆吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組黃鐵礦成因與形成環(huán)境探討[D].西北大學(xué)，1-5，27-38，65-67.