礦物標(biāo)型特征及其地質(zhì)意義

楊同山

摘 要：礦物標(biāo)型學(xué)說(shuō)是關(guān)于標(biāo)型礦物、標(biāo)型礦物共生組合和礦物標(biāo)型特征三個(gè)主要方面研究?jī)?nèi)容的理論，這三個(gè)方面都是能夠反映礦物或地質(zhì)體的一定成因特征的礦物學(xué)標(biāo)志。

本文主要通過(guò)整理前人的成果，選取黃鐵礦為例子，從它的一般性質(zhì)到標(biāo)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(nèi)部世界，使人們了解礦物產(chǎn)生和具體物理-化學(xué)條件，以致有效地進(jìn)行找礦、評(píng)價(jià)工作。

關(guān)鍵詞：礦物標(biāo)型;礦物組合;黃鐵礦

一、礦物標(biāo)型綜述

1.1 礦物標(biāo)型學(xué)說(shuō)的發(fā)展

礦物標(biāo)型學(xué)說(shuō)的主導(dǎo)思想在古代已有所萌芽，中世紀(jì)時(shí)人們即利用含礦帶中礦物和礦物幾何體的成分與形態(tài)特征進(jìn)行找礦。19世紀(jì)80年代人們便開始研究鋯石晶體形態(tài)隨其成因類型不同而有所變化的現(xiàn)象。20世紀(jì)初期，世界各國(guó)一批先驅(qū)學(xué)者如貝克、格魯賓曼和費(fèi)爾斯曼等，從他們所從事的地質(zhì)學(xué)、礦床學(xué)、巖石學(xué)、地球化學(xué)研究中都普遍發(fā)現(xiàn)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(zhì)多像變體，礦物晶體習(xí)性與晶面發(fā)育特點(diǎn)、礦物晶體結(jié)構(gòu)、礦物化學(xué)組分與類質(zhì)同象混入物含量、礦物物理性質(zhì)等，均包含著礦物形成條件和實(shí)際應(yīng)用的信息。

礦物標(biāo)型學(xué)說(shuō)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(xué)體系的產(chǎn)物，它們之間必然存在著相互關(guān)聯(lián)與相互依賴的關(guān)系，從而使人們便能夠運(yùn)用物理化學(xué)及熱力學(xué)的理論，從礦物本身及其共生組合的某些特點(diǎn)來(lái)探討礦物形成時(shí)的物理化學(xué)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(xué)純的物質(zhì)，又不是絕對(duì)理想結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，它們的物理化學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)、形態(tài)特性自然也就不是絕對(duì)不變的屬性，將會(huì)隨著介質(zhì)和物理化學(xué)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(biāo)志提供了前提條件。顯然，礦物標(biāo)型學(xué)說(shuō)是在研究礦物的成分、結(jié)構(gòu)和形態(tài)等特性與礦物形成條件的相關(guān)性的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。

1.2標(biāo)型礦物

現(xiàn)代一般把標(biāo)型礦物理解為只形成和穩(wěn)定于某種特定的地質(zhì)環(huán)境，或者只在某一特定的地質(zhì)作用中形成的礦物。顯然，標(biāo)型礦物的這一概念主要強(qiáng)調(diào)礦物的單成因性。就是說(shuō)，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(zhì)作用條件。實(shí)際上，標(biāo)型礦物定義范圍不宜過(guò)于狹窄，否則能夠利用的標(biāo)型礦物數(shù)量太少，應(yīng)該代表特定形成條件的概念予以廣義，以擴(kuò)大標(biāo)型礦物的數(shù)量和實(shí)用價(jià)值。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，研究程度的提高，，資料的不斷豐富，人們對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)不斷深化，礦物新的成因類型不斷發(fā)現(xiàn)，有些標(biāo)型礦物將失去其標(biāo)型的意義。因此，任何一種標(biāo)型礦物的具體含義只有相對(duì)意義而并非永遠(yuǎn)不變的。

1.3礦物標(biāo)型特征

礦物的標(biāo)型特征，通常可以簡(jiǎn)稱為礦物標(biāo)型。費(fèi)爾斯曼最初將標(biāo)型性一詞引入礦物學(xué)中時(shí)，是用以表示形成條件所決定的礦物在顏色、形態(tài)和結(jié)構(gòu)上所表現(xiàn)的種種特征性質(zhì)，以便把標(biāo)型礦物和礦物的標(biāo)型特征加以區(qū)別。丘赫洛夫等相繼充實(shí)了他的內(nèi)容，指出礦物的標(biāo)型特征還取決于地球化學(xué)作用的情況進(jìn)和時(shí)間因素，所表現(xiàn)的特征性質(zhì)除了上述的以外，還包括礦物的化學(xué)成分、類質(zhì)同象混合物的含量變化等，它們都是能夠反應(yīng)一定成因特點(diǎn)的礦物學(xué)標(biāo)志。于是，礦物的標(biāo)型特征便成為礦物學(xué)中用于反映一定形成條件的礦物學(xué)特點(diǎn)的專門術(shù)語(yǔ)。

二、黃鐵礦的標(biāo)型特征

2.1黃鐵礦的一般特征

黃鐵礦，F(xiàn)e[S2]，等軸晶系，成分中常見Co、Ni等元素呈類質(zhì)同象置換Fe，并常見Au、Ag呈機(jī)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(lián)系，并且是主要的載金礦物。通過(guò)對(duì)黃鐵礦的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、熱電性等標(biāo)型特征的研究，可反映金礦床的不同成因，也是預(yù)測(cè)成礦遠(yuǎn)景地段、指導(dǎo)深部找礦的有效方法之一。

2.2 黃鐵礦的標(biāo)型特征

2.2.1 黃鐵礦的化學(xué)成分標(biāo)型

黃鐵礦的化學(xué)成分標(biāo)型特征是最本質(zhì)的特征，它與礦床形成時(shí)的物理化學(xué)條件存在著十分密切的關(guān)系，所以研究黃鐵礦的地球化學(xué)特征有重要意義。嚴(yán)育通、李勝榮等（2012）統(tǒng)計(jì)過(guò)中國(guó)不同成因類型的54個(gè)金礦床中的黃鐵礦成分標(biāo)型特征，得出了以下結(jié)論：火山熱液型金礦的黃鐵礦多表現(xiàn)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(zhì)熱液型金礦中的黃鐵礦顯示出虧鐵虧硫的程度相當(dāng)?shù)奶卣?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(tài)標(biāo)型

黃鐵礦最常見的單晶形態(tài)有立方體{100}、八面體{111}、五角十二面體{210}。根據(jù)前人對(duì)含黃鐵礦的多個(gè)礦床統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)不同晶形黃鐵礦的出現(xiàn)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(xiàn)的頻率為1156：716：201（陳光遠(yuǎn)等，1987）。這些單型通過(guò)不同的成因機(jī)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(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在黃鐵礦五角十二面體單形或聚形出現(xiàn)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(tài)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(biāo)型

黃鐵礦的微量元素標(biāo)型也具有重要的地質(zhì)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(duì)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(shù)，例如Co、Ni與Fe具有相似的化學(xué)行為，常常以類質(zhì)同象的形式代替Fe而進(jìn)入到黃鐵礦中。黃鐵礦中的Co、Ni含量及Co/Ni比值有時(shí)是差異較大的，原因是形成黃鐵礦時(shí)的地質(zhì)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(guān)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(guān)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(guān)的黃鐵礦中1

參考文獻(xiàn)

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