靈北斷裂帶中黃鐵礦的特征和找礦意義

溫建強

（山東招金礦業(yè)股份有限公司 招遠 265400）

靈北斷裂帶中黃鐵礦的特征和找礦意義

溫建強

（山東招金礦業(yè)股份有限公司 招遠 265400）

通過對靈北斷裂帶6個不同的礦床30多件黃鐵礦的分析、研究，表明在靈北斷裂帶黃鐵礦是金的主要載體，金品位高的地段黃鐵礦富集，但黃鐵礦富集的地段金品位未必高，黃鐵礦的Fe/S與金品位沒有定量關(guān)系，微量元素能為金礦床的成因、遠景評價提供重要的依據(jù)。

靈北斷裂帶 黃鐵礦 找礦

目前，國內(nèi)外已發(fā)現(xiàn)的金礦床中的礦物種類大約有110多種，而最常見的不過十幾種。其中黃鐵礦是分布最廣的金屬礦物，并且也是最主要的載金礦物。根據(jù)國內(nèi)外的大量的統(tǒng)計資料表明，無論是哪種類型的金礦床，尤其是內(nèi)生金礦，只要礦石中出現(xiàn)黃鐵礦，金就主要分布在黃鐵礦中。這可能是由于金具有親鐵親硫（銅）的兩重性，金與黃鐵礦的形成具有相同的物理化學(xué)條件，同時黃鐵礦對金的還原沉淀有促進作用。在不同的地質(zhì)條件、不同的成礦期次條件下形成的黃鐵礦，其晶形、粒度、結(jié)構(gòu)、產(chǎn)狀、物理化學(xué)性質(zhì)、金及其它微量元素的分布有明顯的差異。利用這些差異進行金礦床的分類、成因研究及找礦評價都具有十分重要的意義。這些問題已成為找礦礦物學(xué)、成因礦物學(xué)、礦床學(xué)、地質(zhì)地球化學(xué)討論的重要內(nèi)容之一。

1 金在黃鐵礦中的分布特征

通過對靈北斷裂帶6個不同級別（大、中、小型）礦床，30余件黃鐵礦的含金性分析表明，金在黃鐵礦中的分布具有以下特點;

1.1 金在黃鐵礦中具有高度的富集性

在所研究的礦床中混合取樣（即不分期次、粒度、晶形、標高）分析，黃鐵礦平均含金145.63×10-6，最高者＞400×10-6，有些發(fā)育在小型石英脈中的黃鐵礦含金高達800×10-6以上。金錢溝金礦6個標高16件樣品的分析中，發(fā)現(xiàn)礦石中90%以上的金賦存在黃鐵礦中。其它的類型礦床也有類似的特征，例如，夾皮溝金礦黃鐵礦含金平均為198.9×10-6，占礦石含金量的70%以上。

團結(jié)溝金礦黃鐵礦平均含金高達248.57×10-6，楊寨峪金礦平均為192×10-6，潼關(guān)金礦平均為92×10-6，陜西潼峪金礦85.2%的金分布在黃鐵礦中，河南小秦嶺金礦床中的黃鐵礦含金量占礦石總量的92%。這些都充分說明金在黃鐵礦中的高度富集是一個普遍的客觀事實，黃鐵礦化是金礦床最重要的找礦礦物標志或礦化標志。

1.2 黃鐵礦中的金含量具有較大的變異性

靈北斷裂帶已知礦床中黃鐵礦的含金范圍在2.50×10-6～800×10-6之間，其它地區(qū)發(fā)現(xiàn)的黃鐵礦有些含金僅0.n×10-6，用下式求得變異性系數(shù)（V）：

式中：Cˉ為n個樣品的平均值，Ci第i個樣品的金品位，n為樣品總數(shù)。

靈北金礦帶研究的30余件黃鐵礦樣品含金的變異性系數(shù)為76.54%。徐國風（黃金手冊，1990）列出了國外400多件黃鐵礦含金范圍為0.n×10-6～n×100，變異性系數(shù)為169.7%?？中徒鸬V黃鐵礦含金為0.1×10-6～4 200×10-6，小秦嶺金礦黃鐵礦含金為0.19×10-6～1 200×10-6，均表現(xiàn)出黃鐵礦含金的較大變異性。這是因為不同的地質(zhì)環(huán)境、物理化學(xué)條件、成礦期次形成的黃鐵礦，其標型特征、粒度、結(jié)構(gòu)、裂隙發(fā)育程度等均不同，直接影響黃鐵礦的含金量。靈北斷裂帶蝕變巖型金礦床一般分為3～4個成礦階段，其中第Ⅱ階段即含金石英－多金屬硫化物階段為該類型金礦的主要成礦階段，主要金屬礦物為黃鐵礦。這一階段形成的黃鐵礦含金明顯高于其他階段，如金錢溝金礦第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ階段形成的黃鐵礦中含金分別為300.6×10-6、10.3×10-6、8.5×10-6，其它礦床也有類似規(guī)律。

1.3 黃鐵礦的晶形對金含量的影響

不同晶形的黃鐵礦含金性也有較大的差異，靈北斷裂帶的黃鐵礦晶形多為立方體、八面體、五角十二面體，后二者含金明顯高于前者。金錢溝金礦中粗粒（＞2mm）立方體黃鐵礦平均含金為8.35×10-6，而五角十二面體含金＞300×10-6，是立方體的20多倍。東溝金礦中粗粒立方體黃鐵礦平均含金為15.93×10-6，五角十二面體含金達133.87×10-6，招遠金礦立方體黃鐵礦含金2.15×10-6，晶形較差的五角十二面體含金為144×10-6（宋煥斌，1989）。除此之外，黃鐵礦的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)狀、粒度、對含金性也有較大的影響。在靈北斷裂帶黃鐵礦晶形越差，越不規(guī)則，粒度越細含金越高。金錢溝金礦0.35～1.00 mm粒級的五角十二面體含金為47～115 g/t，而＜0.25～0.1 mm粒級者含金＞250 g/t。并且黃鐵礦呈網(wǎng)脈狀、浸染狀產(chǎn)出者往往金含量高，而呈團窩狀產(chǎn)出者含金不一定高。在東溝金礦+20 m～－65 m標高中段，發(fā)現(xiàn)黃鐵礦在個別地段呈團塊狀出現(xiàn)，最大粒徑＞10 mm，然而在這些地段平均金品位＜10×10-6。

以上特征說明在靈北斷裂帶黃鐵礦是找金的重要標志，但不能以黃鐵礦出現(xiàn)的多少來衡量含金的富與貧，要依據(jù)具體的地質(zhì)環(huán)境和黃鐵礦本身的晶形特征進行綜合分析后再進行判斷。

2 黃鐵礦的化學(xué)成分與金含量的關(guān)系

黃鐵礦的化學(xué)式FeS2，為AX2型化合物，理論上的Fe∶S是46.55∶53.45，約等于0.871。目前對各種類型金礦床中黃鐵礦的實際成分研究的還不夠深入，據(jù)現(xiàn)有資料不完全統(tǒng)計，各類金礦床中黃鐵礦的Fe/S值均偏離于理論值，有虧硫者，有虧鐵者。究竟是虧硫者有利于金的富集，還是虧鐵者有利于金的富集，沒有普遍的的規(guī)律性。徐國鳳等人（1984）研究的陜西二臺子金礦黃鐵礦中硫虧損越多，金含量越高，而姚風良（1984）研究的招遠金礦是鐵虧損時金品位高。

靈北斷裂帶不同規(guī)模金礦床中黃鐵礦的Fe，S含量及比值與金含量的對比情況,見表1。

表1 靈北斷裂帶金礦中黃鐵礦的化學(xué)成分特征

由表1可見，區(qū)內(nèi)金礦從小礦到大礦有虧硫者，也有虧鐵者，F(xiàn)e/S值為0.8383～0.8956，均偏離于理論值，但波動不大；變異系數(shù)為2.0%，虧鐵者略多一些，但整體上哪種虧損更有利于金的富集沒有明顯的規(guī)律。東溝金礦虧硫黃鐵礦的金含量比虧鐵者明顯要高，并表現(xiàn)出上部虧硫，下部虧鐵。玲瓏石英脈型金礦黃鐵礦虧鐵時（Fe/S為0.8579）含金為9.25 g/t，隨著硫的虧損金含量明顯增加。金錢溝金礦6個標高的黃鐵礦中＋5 m和－110 m顯硫虧損，其它均為鐵虧損。

總之，靈北斷裂帶金礦床中黃鐵礦的鐵硫比值大都偏離于理論值，或虧鐵或虧硫，究竟前者或后者有利于金的富集，不是一個偶然的事實，必定與金礦成因、容礦地質(zhì)條件有著內(nèi)在聯(lián)系。研究這個問題的目的在于想從黃鐵礦鐵硫比值上建立與金含量相關(guān)的函數(shù)，作為靈北斷裂帶尋找和評價金礦床的一個地球化學(xué)標志。從以上討論來看，在靈北斷裂帶黃鐵礦的鐵硫比偏離于理論值的程度、相對虧鐵或虧硫性與金含量的關(guān)系很難得出一個定量評價模式，需要進一步研究，最好將黃鐵礦按成礦階段、晶形分選后再進測量意義更大。

3 黃鐵礦中微量元素分布特征與找礦意義

黃鐵礦中微量元素分布特征直接與其成因、容礦環(huán)境、形成期次、溫度壓力等有密切關(guān)系。因此，對黃鐵礦的成分研究的比較深入，一般研究黃鐵礦中的微量元素的分布特征意義不在于綜合利用價值，而更重要的是對金礦床的綜合評價。

靈北斷裂帶金礦床中黃鐵礦主要微量元素的分布情況，見表2。

表2 靈北斷裂帶礦床中黃鐵礦中微量元素含量 ×10-6

由表2可見，在靈北斷裂帶黃鐵礦中微量元素除了Au，Ag外，親硫重金屬元素Cu，Pb，Zn，As，Sb，Bi等相對富集；親鐵元素普遍偏低，典型元素Co，Ni在玲瓏石英脈型金礦黃鐵礦中含量稍高一些外，焦家式（蝕變巖型）金礦黃鐵礦中的含量均很低（Co為1.2×10-6～10.8×10-6，Ni為3.2×10-6～17.9×10-6），比一般金床黃鐵礦中的含量（Co和Ni常見含量范圍在n×10×10-6～n×100×10-6）要低得多，Ru，Rh，Os，Ir，Mo等元素大部分黃鐵礦報不出。也就是說，靈北斷裂帶黃鐵礦具有親硫元素相對富集，而親鐵元素相對貧化的特征。親硫元素之和（以Cu，Pb，Zn，As，Sb，Bi計）除魏家溝礦區(qū)略低于500外，其它均＞500×10-6，而親鐵元素之和（Co，Ni計），除玲瓏石英脈型金礦外，均＜30×10-6，親鐵元素之和與親硫元素之和的比值蝕變巖型為0.006～0.040，石英脈型為0.109。這是由于親鐵元往往富集在基性、超基性巖漿成因的黃鐵礦中，而靈北斷裂帶金礦則屬于混合巖化－中酸性巖漿熱液重熔再造成因。

因此，黃鐵礦中親硫元素與親鐵元素比值是判別成因的良好標志。歷來人們還重視用黃鐵礦的Co/Ni值來判定礦床成因或形成環(huán)境，除此外，還有Au/Ag、S/Se、Se/Te以及（In+Tl）/（Ga+Ge）值等，通過大量實踐證明確實有效。因為相同或相近成因形成的黃鐵礦其許多微量元素分布特征大致相近，不同成因形成的黃鐵礦，微量元素的分布則存在較大的差異。

據(jù)靈北斷裂帶6個不同級別的礦床統(tǒng)計，Co/Ni值均＜1（為0.32～0.86），因為它們均不是典型巖漿熱液成因，玲瓏金礦Co/Ni值則＞1（1.60）。據(jù)6個礦床（點）統(tǒng)計，黃鐵礦中Au/Ag值均＞0.5（為0.91～4.648），In、Tl含量較低（0.n×10-6～n×10-6），Ga、Ge相對較高（n×10-6～100×10-6），（In+Tl）/（Ga+Ge）值較小，表現(xiàn)為中溫熱液形成之特征。

焦家式金礦黃鐵礦中的Se含量較低（0.n×10-6～4 ×10-6），Se/Te＝0.00 n～0.0 n。而玲瓏石英脈型金礦Se/Te為0.213?？梢娫谕怀傻V區(qū)域，同一礦因的礦床無論規(guī)模大小，黃鐵礦中許多微量元素的分布相近，而不同成因的礦床，存在較大的差異。

在靈北斷裂帶，只要是有工業(yè)價值的礦床（點），其黃鐵礦含金均＞10 g/t。由于黃鐵礦是金的主要載體，黃鐵礦中的金含量越高，礦石金品位越好，并成為評價礦石質(zhì)量的直接指標。

黃鐵礦中的微量元素在空間上也有明顯的濃度分帶性。如金錢溝金礦從+35m～-150m標高的6個中段16個黃鐵礦樣品分析表明，Pb、Zn、As等元素主要分布在礦體上部的黃鐵礦中，而Se、Te、Co，Ni主要聚集在-60m以下標高的黃鐵礦中，其濃度分帶性表現(xiàn)為（自上而下）：（Pb、Zn、As、Ba、Sr）→（Cu、Au、Bi、Ag）→（Co、Ni、Se、Te），與礦床原生暈濃度分帶（Zn－Ba－Pb－Sr－As－Bi－Cu－Ag－Au－Co－Ni）較一致。同樣，可以用黃鐵礦中微量元素的分布特性評價深部礦體和判別剝蝕深度。

4 結(jié)論

（1）在靈北斷裂帶，黃鐵礦是金的最主要載體礦物，也是最重要的找礦標志。

（2）金在黃鐵礦中的分布變異性較大，是因為不同成因，不同成礦期次，不同晶形、粒度、結(jié)構(gòu)的黃鐵礦含金性有很大的差異所致，僅依據(jù)黃鐵礦的富集多少判別礦石貧富不可靠。

（3）在靈北斷裂帶，五角十二面體的黃鐵礦含金高于其它晶形，而且偏細粒（＜1.0 mm），可見裂紋者金含量高。

（4）黃鐵礦的Fe/S值均偏離于理論值，相對虧鐵或虧硫與金含量的關(guān)系難給出定量模式，但總體上虧硫者金含量略多。

（5）黃鐵礦中微量元素的分布特征能為礦床成因、遠景評價、剝蝕深度的判別提供重要依據(jù)。

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收稿：2013-07-05