礦物標型特征及其地質意義

楊同山

摘 要：礦物標型學說是關于標型礦物、標型礦物共生組合和礦物標型特征三個主要方面研究內容的理論，這三個方面都是能夠反映礦物或地質體的一定成因特征的礦物學標志。

本文主要通過整理前人的成果，選取黃鐵礦為例子，從它的一般性質到標型特征，從中可以提取非常深入、豐富的各種信息。它們有可能揭示礦物的內部世界，使人們了解礦物產生和具體物理-化學條件，以致有效地進行找礦、評價工作。

關鍵詞：礦物標型;礦物組合;黃鐵礦

一、礦物標型綜述

1.1 礦物標型學說的發展

礦物標型學說的主導思想在古代已有所萌芽，中世紀時人們即利用含礦帶中礦物和礦物幾何體的成分與形態特征進行找礦。19世紀80年代人們便開始研究鋯石晶體形態隨其成因類型不同而有所變化的現象。20世紀初期，世界各國一批先驅學者如貝克、格魯賓曼和費爾斯曼等，從他們所從事的地質學、礦床學、巖石學、地球化學研究中都普遍發現礦物的屬性可以反映其形成條件，指出礦物共生組合、礦物相與同質多像變體，礦物晶體習性與晶面發育特點、礦物晶體結構、礦物化學組分與類質同象混入物含量、礦物物理性質等，均包含著礦物形成條件和實際應用的信息。

礦物標型學說提出的基本思路在于：一是自然界的礦物和礦物共生組合均為天然物理化學體系的產物，它們之間必然存在著相互關聯與相互依賴的關系，從而使人們便能夠運用物理化學及熱力學的理論，從礦物本身及其共生組合的某些特點來探討礦物形成時的物理化學條件，諸如溫度、壓力、組分濃度、ph、Eh等影響因素。二是天然礦物既不是化學純的物質，又不是絕對理想結構的物質，它們的物理化學性質和結構、形態特性自然也就不是絕對不變的屬性，將會隨著介質和物理化學條件的變更而起變化。這就為人們研究礦物及其共生組合的成因標志提供了前提條件。顯然，礦物標型學說是在研究礦物的成分、結構和形態等特性與礦物形成條件的相關性的基礎上發展起來的。

1.2標型礦物

現代一般把標型礦物理解為只形成和穩定于某種特定的地質環境，或者只在某一特定的地質作用中形成的礦物。顯然，標型礦物的這一概念主要強調礦物的單成因性。就是說，在自然界有些礦物主要趨向于或者只有一種成因，它們可以表征特定的地質作用條件。實際上，標型礦物定義范圍不宜過于狹窄，否則能夠利用的標型礦物數量太少，應該代表特定形成條件的概念予以廣義，以擴大標型礦物的數量和實用價值。此外，隨著科學技術的發展，研究程度的提高，，資料的不斷豐富，人們對自然界的認識不斷深化，礦物新的成因類型不斷發現，有些標型礦物將失去其標型的意義。因此，任何一種標型礦物的具體含義只有相對意義而并非永遠不變的。

1.3礦物標型特征

礦物的標型特征，通常可以簡稱為礦物標型。費爾斯曼最初將標型性一詞引入礦物學中時，是用以表示形成條件所決定的礦物在顏色、形態和結構上所表現的種種特征性質，以便把標型礦物和礦物的標型特征加以區別。丘赫洛夫等相繼充實了他的內容，指出礦物的標型特征還取決于地球化學作用的情況進和時間因素，所表現的特征性質除了上述的以外，還包括礦物的化學成分、類質同象混合物的含量變化等，它們都是能夠反應一定成因特點的礦物學標志。于是，礦物的標型特征便成為礦物學中用于反映一定形成條件的礦物學特點的專門術語。

二、黃鐵礦的標型特征

2.1黃鐵礦的一般特征

黃鐵礦，Fe[S2]，等軸晶系，成分中常見Co、Ni等元素呈類質同象置換Fe，并常見Au、Ag呈機械混入物。常見完好晶形，呈立方體、五角十二面體或八面體，此外還可形成穿插雙晶。

黃鐵礦是各類金礦中最常見的金屬礦物，與金礦化有著密切的聯系，并且是主要的載金礦物。通過對黃鐵礦的化學成分、結構、形態、熱電性等標型特征的研究，可反映金礦床的不同成因，也是預測成礦遠景地段、指導深部找礦的有效方法之一。

2.2 黃鐵礦的標型特征

2.2.1 黃鐵礦的化學成分標型

黃鐵礦的化學成分標型特征是最本質的特征，它與礦床形成時的物理化學條件存在著十分密切的關系，所以研究黃鐵礦的地球化學特征有重要意義。嚴育通、李勝榮等（2012）統計過中國不同成因類型的54個金礦床中的黃鐵礦成分標型特征，得出了以下結論：火山熱液型金礦的黃鐵礦多表現為虧硫虧鐵;巖漿熱液型金礦中的黃鐵礦δFe和δS的變化范圍大，富含一些高中低溫元素，如Ti、Cr、Hg、Mo;變質熱液型金礦中的黃鐵礦顯示出虧鐵虧硫的程度相當的特征;卡林型金礦中的黃鐵礦相較于其它類型金礦床中的黃鐵礦虧鐵虧硫程度較高。

2.2.2 黃鐵礦的晶體形態標型

黃鐵礦最常見的單晶形態有立方體{100}、八面體{111}、五角十二面體{210}。根據前人對含黃鐵礦的多個礦床統計，發現不同晶形黃鐵礦的出現頻率依次是立方體{100}，五角十二面體{210}，八面體{111}，其中他們出現的頻率為1156：716：201（陳光遠等，1987）。這些單型通過不同的成因機制下可以聚合為不同形狀的聚形（MunowcHrck等，1987）。前人在大量金礦找礦實踐中發現，在黃鐵礦五角十二面體單形或聚形出現頻率高的礦段，礦體中金的富集程度往往比較高。即黃鐵礦的五角十二面體及聚形晶體形態可用于指示礦體中金的富集程度（申俊峰等，2013）。

2.2.3 黃鐵礦的稀土元素標型

黃鐵礦的微量元素標型也具有重要的地質意義。一般黃鐵礦中含有的微量元素主要有Co、Ni、Au、Ag、Sb、Bi、Se、Te、Cu、Pb、Zn。特定微量元素的比值對于黃鐵礦的成因具有重要指示意義。常見有Se/Te、Au/Ag、Co/Ni等比值參數，例如Co、Ni與Fe具有相似的化學行為，常常以類質同象的形式代替Fe而進入到黃鐵礦中。黃鐵礦中的Co、Ni含量及Co/Ni比值有時是差異較大的，原因是形成黃鐵礦時的地質條件不同所致。滲濾熱鹵水作用形成的金礦床中的黃鐵礦一般Co/Ni<1;而與巖漿作用有關的金礦床黃鐵礦一般Co/Ni>1，其中與火山巖或次火山巖和接觸交代作用成因有關的金礦床中黃鐵礦Co/Ni值均大于5，與巖漿熱液作用成因有關的黃鐵礦中1

參考文獻

[1]陳光遠， 孫岱生， 張立， 等. 黃鐵礦成因形態學. 礦物巖石地球化學通報， 1987， 6（3）：139-140.

[2]陳海燕. 2010. 膠東金青頂金礦成因礦物學與深部遠景研究[D]. 北京： 中國地質大學（北京）.

[3]陳海燕， 李勝榮， 張秀寶， 等. 2010. 膠東金青頂金礦床黃鐵礦熱電性標型特征及其地質意義. 礦床地質， 29（6）： 1125-1137.

[4]申俊峰， 李勝榮， 馬廣鋼， 等. 玲瓏金礦黃鐵礦標型特征及其大縱深變化規律與找礦意義. 地學前緣， 2013， 20（3）： 55-75.

[5]薛君治， 白學讓， 陳武. 成因礦物學. 武漢：中國地質大學出版社， 1986， 55-58.

[6]嚴育通， 李勝榮， 賈寶劍， 等. 2012. 中國不同成因類型金礦床的黃鐵礦成分標型特征及統計分析[J]. 地學前緣， 19（4）： 214-226.