冀東金廠峪金礦黃鐵礦礦物特征研究

郭 媛 提云生 姜敬敬

（河北省保定地質(zhì)工程勘查院，河北 保定 071051）

冀東金廠峪金礦黃鐵礦礦物特征研究

郭 媛 提云生 姜敬敬

（河北省保定地質(zhì)工程勘查院，河北 保定 071051）

黃鐵礦是金廠峪金礦主要的載金礦物，通過野外調(diào)查取樣、顯微鏡觀察和電子探針分析對其進(jìn)行研究。根據(jù)金廠峪礦床野外產(chǎn)出的地質(zhì)特征、礦脈間的穿插關(guān)系以及礦物共生組合特征，將礦床的成礦階段劃分為鈉長石—石英階段、石英—硫化物階段、石英大脈和石英—碳酸鹽四個階段，并逐步分析各個階段黃鐵礦的特征。自然金產(chǎn)出于鈉長石—石英階段、石英—硫化物階段的它形晶黃鐵礦顆粒中。通過黃鐵礦的化學(xué)成分分析，其礦床成因為巖漿熱液型金礦床，成礦深度為中深部。

金廠峪；成礦階段；黃鐵礦；自然金

金廠峪金礦床是冀東地區(qū)知名的大型金礦床，該礦床主要載金礦物為黃鐵礦，是金的主要攜帶者和富集者。本文主要研究不同階段產(chǎn)出的黃鐵礦的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征及化學(xué)成分特征，指出何種類型的黃鐵礦易于攜帶和富集金，對尋找金礦具有指示作用。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

金廠峪金礦床位于華北地臺燕山沉降帶馬蘭峪-山海關(guān)隆起的核部中段，即燕山弧形構(gòu)造帶由東西轉(zhuǎn)向北東的拐彎處的南緣[1]。區(qū)內(nèi)出露地層為太古界八道河群王廠組。主要區(qū)域變質(zhì)巖為斜長角閃巖、斜長角閃片麻巖和變粒巖。礦區(qū)構(gòu)造分為斷裂構(gòu)造和褶皺構(gòu)造。斷裂構(gòu)造呈北北東向展布，主要控礦構(gòu)造為北北東向韌性剪切帶。褶皺構(gòu)造主要有金廠峪復(fù)背斜及崔家堡子復(fù)向斜，斷裂構(gòu)造破壞了褶皺構(gòu)造[2]。區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，主要為太古宙和中生代兩個時期的巖漿活動。礦區(qū)西部和西北部有燕山期青山口和賈家山花崗巖的出露，其中青山口巖體與成礦有關(guān)[3]。巖性從早到晚主要為閃長巖、石英閃長巖、二長花崗巖、堿長花崗巖。

2 成礦階段

根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查、室內(nèi)顯微鏡下觀察及電子探針分析研究將成礦階段劃分為鈉長石—石英階段、石英—硫化物階段、白色石英脈階段和石英—碳酸鹽四個階段[4]。

鈉長石—石英階段以石英脈和肉紅色鈉長石脈為主，為早期金礦化階段。石英—硫化物階段為主要的成礦階段，黃鐵礦呈粉末狀，以細(xì)粒自形晶、半自形晶、它形晶多種形態(tài)共存。該階段石英呈煙灰色，金屬硫化物礦物明顯增多。石英大脈階段未形成較大型的工業(yè)礦體，該階段黃鐵礦、黃銅礦等金屬硫化物減少，石英、綠泥石、絹云母等脈石礦物增多，圍巖蝕變強(qiáng)烈。石英—碳酸鹽階段沒有礦化和蝕變，石英小脈體及碳酸鹽石英脈沿成礦期最后一期裂隙貫入，多斜切前幾期石英脈。四個階段中，石英大脈階段和石英—碳酸鹽階段的礦化差，鈉長石—石英階段礦化一般，石英—硫化物階段的礦化最好。

圖1 不同階段黃鐵礦產(chǎn)出含量對比圖

3 黃鐵礦的礦物特征

黃鐵礦在四個成礦階段均有分布，在石英-硫化物階段分布最廣，鈉長石-石英階段和石英大脈階段次之，石英-碳酸鹽階段最少。黃鐵礦多分布于石英、鈉長石脈中。晶型為自形、半自形、它形，在前兩個階段多為半自形晶和它形晶，后兩個階段自形晶較多，結(jié)晶較好。自形、半自形晶的黃鐵礦中不含自然金，它形晶中可見自然金。單顆粒粒度在0.05mm～0.6mm之間。在顯微鏡下觀察黃鐵礦表面粗糙，具有麻點、有裂紋。鏡下鑒定特征為淺黃色，高硬度，高反射率，均質(zhì)性，不易磨光。自然金多產(chǎn)在煙灰色石英脈里的它形晶黃鐵礦顆粒中。在黃鐵礦與鈉長石粒間，也見有自然金產(chǎn)出。

4 黃鐵礦的化學(xué)特征

表1 黃鐵礦的電子探針分析結(jié)果表 （wt/%）

由黃鐵礦電子探針分析結(jié)果（表1）可知，四個階段鐵的含量分別為 46.18%-46.9%、46.03%-46.79%、46.47%-46.97%、46.6%-46.99%。硫的含量分別為52.01%-53.82%、52.1%-53.16%、52.21%-52.93%、52.42%-53.09%。鐵的平均含量為46.54%；硫的平均含量為52.68%。硫的含量低于理論值（53.45%），表現(xiàn)虧硫的特征，其形成推測與熱液作用有關(guān)[5]。S在鈉長石-石英階段含量最高，在石英-硫化物階段含量最低，而As在石英-硫化物階段含量最高。隨著成礦作用進(jìn)行硫的含量逐漸減少，硫在第二階段含量下降，大量金屬硫化物的生成消耗了成礦流體中的硫。由圖2看出As和S有反相關(guān)性。郭福褀（1988）認(rèn)為成礦流體中硫元素匱乏，硫逸度降低，溫度下降，黃鐵礦中As元素替代S元素進(jìn)入晶格，使其晶胞參數(shù)增大，化學(xué)鍵聯(lián)結(jié)能力減弱，晶格錯位導(dǎo)致晶格缺陷，從而有利于金的賦存[6]。在石英大脈階段金屬硫化物逐漸減少，流體中對硫的消耗也減少，相應(yīng)黃鐵礦中含硫量增多。王奎仁（1989）研究了黃鐵礦的Co/Ni比值特征，沉積型礦床遠(yuǎn)小于1，變質(zhì)熱液型接近1，巖漿熱液型1-5，火山熱液型5以上[7]。該礦床Co/Ni比值為1.45，屬于巖漿熱液型礦床。在熱液型礦床中黃鐵礦含硒量一般為20×10-6～50×10-6，硫、硒比值為 1×104～2.67×104。 陳海燕（2010）認(rèn)為黃鐵礦w(Fe)/w(S+As)比值與其形成的深度有關(guān)[8]，本區(qū)黃鐵礦脈中黃鐵礦w(Fe)/w(S+As)值為0.860～0.900，平均為0.881，表明本礦床產(chǎn)出深度為中深部。

圖2 金廠峪金礦床黃鐵礦As—S協(xié)變圖

5 結(jié)論

（1）將本區(qū)成礦階段劃分為鈉長石—石英階段、石英—硫化物階段、白色石英脈階段和石英—碳酸鹽四個階段。

（2）黃鐵礦在石英-硫化物階段分布最廣。晶型為自形、半自形、它形，多為半自形晶和它形晶。自形、半自形晶的黃鐵礦中不含自然金，它形晶中可見自然金。自然金多產(chǎn)在煙灰色石英脈里的它形晶黃鐵礦顆粒中，在黃鐵礦與鈉長石粒間，也見有自然金產(chǎn)出。

（3）根據(jù)黃鐵礦的化學(xué)成分特征可知，黃鐵礦呈虧硫特征，Co/Ni比值為1.45，屬于巖漿熱液型礦床。通過黃鐵礦w(Fe)/w(S+As)比值可知其成礦深度為中深部。

［1］張秋生,楊振升,等.冀東金廠峪地區(qū)高級變質(zhì)巖與金礦床[M].北京:地質(zhì)出版社,1991:376-78.

［2］楊連生,侯印偉,等.河北省金廠峪早太古代綠巖帶金礦礦床地質(zhì)特征和礦床成因研究報告[Z].河北:地礦局測繪大隊,1984:30-36.

［3］水蘭素,常全明.金廠峪金礦床成礦地質(zhì)特征及成礦模式[J].黃金,2000,11(21):6-8.

［4］郭媛.冀東金廠峪金礦床礦物學(xué)特征及成礦作用研究[D].北京:中國地質(zhì)大學(xué)(北京),2013.

［5］梅建明.浙江遂昌治嶺頭金礦床黃鐵礦的化學(xué)成分標(biāo)型研究[J].現(xiàn)代地質(zhì),2000,14(1):51-55.

［6］郭福祺.論金礦床中黃鐵礦的某些標(biāo)型特征與含金性的內(nèi)在聯(lián)系[J].陜西地質(zhì),1988,6(1):2-6.

［7］王奎仁.地球與宇宙成因礦物學(xué)[M].合肥:安徽教育出版社,1989.

［8］陳海燕.膠東金青頂金礦成因礦物學(xué)與深部遠(yuǎn)景研究[D].北京:中國地質(zhì)大學(xué)(北京)，2010.

Characteristics of Pyrit in Jinchanyu Gold Deposit of Eastern Hebei Province

GUO Yuan TI Yun-sheng JIANG Jing-jing
(Baoding Geology Engineering Exploration Institude Hebei Province,Baoding Hebei 071051,China)

Pyrite is the main gold bearing minerals of Jinchanyu,Through field investigation and sampling,microscope and EPMA analysis of its research.According to the geological features,field output vein penetration relationship and mineral paragenesis characteristics,will be divided into four stages of mineralization of the ore deposit is albite-quartz stage,quartz-sulfide stage,quartz vein and quartz-carbonate stage,each stage characteristic and gradually analysis of pyrite.Native gold production for albite-quartz stage,quartz-sulfide stage of the anhedral crystal pyrite particles.Through the analysis of the chemical composition of pyrite,genesis of the deposit belongs to magmatic hydrothermal type,metallogenic depth is medium-deep.

Jinchanyu;Stage of mineralization;Pyrite;Native gold

郭媛（1986—），女，河北保定人，碩士，河北省保定地質(zhì)工程勘查院，助理工程師，現(xiàn)從事礦產(chǎn)地質(zhì)技術(shù)工作。

湯靜］