閆家盼(新疆大學(xué) 地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830046)

黃鐵礦的標(biāo)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(xué) 地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)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(tài)、元素組成和熱電性等特征入手，詳細(xì)地闡述了它們對(duì)成礦物理化學(xué)環(huán)境、礦床成因、預(yù)測(cè)深部礦體等方面的指示意義。

指示意義；礦床成因；成礦預(yù)測(cè)；金礦；黃鐵礦

黃鐵礦和金礦化有著密切的關(guān)系，在金礦床中普遍存在，大多數(shù)金礦床中黃鐵礦載金[1]。提取黃鐵礦中所含的地質(zhì)信息，對(duì)其進(jìn)行成因礦物學(xué)方面分析，不僅能揭示礦床成因還能指導(dǎo)找礦。

1 黃鐵礦的晶體形態(tài)

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(fā)育程度不同，也能反映出其形成時(shí)物理化學(xué)條件的差異。不同環(huán)境下形成不同晶體形態(tài)的黃鐵礦。主成礦期成礦溫度適中，物質(zhì)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(guī)律性。因而，可以根據(jù)黃鐵礦晶體形態(tài)在不同成礦階段和礦化空間上的變化特征預(yù)測(cè)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(lèi)型有利證據(jù)[2]。黃鐵礦在形成時(shí)獲取環(huán)境中微量元素，從而可以分析出形成時(shí)周?chē)h(huán)境中物質(zhì)物理化學(xué)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(dòng)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(huán)境，在一定程度上能夠推測(cè)成礦環(huán)境及礦床成因類(lèi)型。可以利用黃鐵礦中的主量、微量和稀土元素成分來(lái)確定礦床的成因類(lèi)型、金的賦存狀態(tài)、礦化中心的位置和金成礦時(shí)的氧化還原環(huán)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(huán)境及物理化學(xué)條件（如溫度、壓力和成分變化等），為礦物學(xué)研究和地質(zhì)找礦提供重要的信息。熱電性包含熱電系數(shù)和導(dǎo)電類(lèi)型(簡(jiǎn)稱(chēng)導(dǎo)型)兩層含義。礦物形成環(huán)境條件往往較復(fù)雜，礦物的熱電勢(shì)沒(méi)有規(guī)律，所以礦物熱電性的測(cè)量應(yīng)用統(tǒng)計(jì)的方法。礦物的熱電性取決于類(lèi)質(zhì)同像雜質(zhì)的種類(lèi)及其濃度、主元素含量之比、晶體結(jié)構(gòu)缺陷的類(lèi)型、以及溫度場(chǎng)的梯度強(qiáng)度等。其中最重要的因素是類(lèi)質(zhì)同像雜質(zhì)和晶體結(jié)構(gòu)缺陷在能帶結(jié)構(gòu)中所形成的雜質(zhì)能級(jí)。高溫環(huán)境下，黃鐵礦中鐵過(guò)飽和，硫起施主作用(N型導(dǎo)電)，晶體中很少有結(jié)構(gòu)上的缺陷。在低溫環(huán)境中形成的黃鐵礦為硫過(guò)飽和，鐵空位而起受主作用(P型導(dǎo)電)，晶體結(jié)構(gòu)缺陷明顯[5]。熱電性還與激發(fā)活化溫度有關(guān)。激發(fā)活化溫度即為礦物受熱激發(fā)而產(chǎn)生熱電效應(yīng)的溫度。測(cè)得黃鐵礦熱電系數(shù)，從而計(jì)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(shí)代和成礦階段，也能指示礦床的成因類(lèi)型、礦床產(chǎn)狀和礦體的延伸情況等[6]。根據(jù)礦物的熱電性，可得出礦體的剝蝕程度，尋找隱伏礦體。通過(guò)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(duì)應(yīng)關(guān)系，可作為尋找深部隱伏礦體的一種手段。這些認(rèn)識(shí)對(duì)于找礦評(píng)價(jià)和勘探工程布置具有非常實(shí)際的指導(dǎo)意義。

4 展望

黃鐵礦的晶體形態(tài)、元素分布特征和熱電標(biāo)型都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但與之相伴的是越來(lái)越多的爭(zhēng)議。金礦中黃鐵礦更精細(xì)化的工作，將有助于認(rèn)識(shí)黃鐵礦對(duì)金礦成礦和演化的指示作用。

需要在以下幾個(gè)方面加強(qiáng)和注意進(jìn)一步的理論和實(shí)驗(yàn)上的研究主要應(yīng)包括：

（1）模擬合成不同晶體形態(tài)的黃鐵礦的工作還需進(jìn)一步加強(qiáng)，更貼近地質(zhì)事實(shí)的實(shí)驗(yàn)?zāi)M；

（2）黃鐵礦的元素特征和熱電標(biāo)型特征具有統(tǒng)計(jì)意義，要對(duì)黃鐵礦熱電系數(shù)作了正態(tài)檢查,如果大多數(shù)取樣點(diǎn)黃鐵礦的熱電系數(shù)呈正態(tài)分布，則說(shuō)明這些黃鐵礦是由一次地質(zhì)事件形成的。

（3）黃鐵礦的研究需要與其他方法獲得結(jié)果互相驗(yàn)證，以取得較為滿(mǎn)意的結(jié)果；

（4）許多的規(guī)律是建立在一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)礦床類(lèi)型上，還需要更多的數(shù)據(jù)和礦床類(lèi)型來(lái)完善這些規(guī)律。

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

[2]宋學(xué)信,張景凱.中國(guó)各種成因黃鐵礦的微量元素特征.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦床地質(zhì)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(tài)分析.現(xiàn)代地質(zhì),2001,15(2):238-241.

[4]劉英俊,馬東升.金的地球化學(xué).北京:科學(xué)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(zhì),1997,3(2):7-12.

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