黃鐵礦的成因研究及意義

武俊葉 陳顯玉

摘 ?要：不同地區(qū)不同礦床形成的黃鐵礦不同，黃鐵礦主要存在于金礦床，銅礦床，以及低溫熱液型礦床中。本文主要綜述了幾種黃鐵礦的成因分析，從而得出其形成環(huán)境及形成意義。對黃鐵礦的形態(tài)標型特征，微量元素標型特征，稀土元素標型特征，熱電性標型特征，及晶胞參數(shù)等的分析研究判斷礦床成因，及黃鐵礦形成環(huán)境。從黃鐵礦的標型特征中尋找地質(zhì)意義，以前人的研究成果，存在的問題為依據(jù)，進行更深的研究方向。

關鍵詞：黃鐵礦;成因研究;研究現(xiàn)狀

引言

對不同類型黃鐵礦進行綜述，闡明其研究現(xiàn)狀，對黃鐵礦的各個標型特征，進行總結概括。從而能從不同角度分析探討黃鐵礦的成因，為找礦，勘測，礦床成因的分析提供依據(jù)。對黃鐵礦成因研究存在的問題需要加強注意，在進行分析探討時要格外注意。對黃鐵礦新方面的研究高度重視，解決更多地質(zhì)方面的問題。

1.研究現(xiàn)狀

黃鐵礦（FeS）為淺黃銅色，表面具有黃褐色，條痕為綠黑或褐黑，具有強金屬光澤，不透明，無解理，硬度為6-6.5，。黃鐵礦具有的非常明顯的物理性質(zhì)是熱電性和電阻率。對于金礦找礦來說，這兩個物理性質(zhì)非常重要，與金礦床含金性有很大的聯(lián)系，尤其是熱電性，為找礦，礦產(chǎn)測評工作提供大量依據(jù)。

黃鐵礦主要存在礦床中，不同成因的礦床，其黃鐵礦的形態(tài)，結構，構造，伴生礦物也不同。對于沉積作用形成的黃鐵礦主要為呈草莓狀結構的草莓狀黃鐵礦，而熱液作用分為5個階段，黃鐵礦主要出現(xiàn)在二，三，四階段。熱液成礦作用形成的礦床體系中，黃鐵礦是其主要組分，如斑巖型銅礦床、火山成因塊狀硫化物礦床、IOCG 礦床、卡林型金礦床和淺成低溫熱液型金礦床等。并且，它也是地殼中分布最廣的硫化物。研究黃鐵礦的各種特征，來反應其形成環(huán)境，為黃鐵礦的成因研究提供基礎。對黃鐵礦標型特征的研究有很大的發(fā)展。近年來，黃鐵礦的礦物學研究也很迅速，主要研究黃鐵礦的形態(tài)及分布特征，物理特征，成分特征及微量元素，礦石形態(tài)特征等，也為礦床成因問題的研究提供了基礎。不同地區(qū)黃鐵礦的特征不同，形成的成因也不同。

1.1黃鐵礦晶體形態(tài)標型特征

與其它礦物相比，黃鐵礦結晶形成自形晶的能力強，在各種條件下都能自發(fā)結晶形成完好的晶形。在低的過飽和度流體下、低硫逸度以及溫度過高于或過低時，其晶面發(fā)育更好。利用其晶體形態(tài)判斷其形成環(huán)境，晶胞參數(shù)反應其晶體形態(tài)變化。常見的晶形主要是由{100}、{210}、{111}及它們相互的聚形組成。在金礦床中黃鐵礦最常見的為晶形為立方體{100}和五角十二面體，出現(xiàn)頻率最高的為聚形晶，幾率最小的為八面體。黃鐵礦晶體形態(tài)在時間和空間上具有規(guī)律性分布，一般都是從簡單到復雜，再由復雜到簡單。黃鐵礦晶形在礦床中的分布變化，可以進一步分析判斷礦體深度。

1.2黃鐵礦成分標型特征

對黃鐵礦成分標型特征的研究是研究黃鐵礦的重要組成部分，不僅對成礦研究有很大的意義，對礦床地質(zhì)，找礦預測也有很大的指導作用。現(xiàn)在主要研究的有主量元素特征，微量元素特征，稀土元素特征，同位素特征等。

1.2.1主量元素特征

黃鐵礦主量元素主要為Fe，S，對于天然黃鐵礦S/Fe<2為硫虧損，S/Fe>2為鐵虧損，利用投點法來判斷黃鐵礦的形成，將樣品投在δFe和δS分布圖中看落在火山成因區(qū)域，熱液成因區(qū)域，沉積成因區(qū)域，巖漿成因區(qū)域四個區(qū)域的哪個區(qū)域。對于金礦床中的黃鐵礦而言，S，F(xiàn)e含量與含金量也有很大關系，所以對找礦測評有很大的意義。

1.2.2 微量元素特征

黃鐵礦中微量元素的含量具有成因標型的意義。在熱液系統(tǒng)中，黃鐵礦不僅僅是簡單地鐵硫化合物，而且含有大量的微量元素，不同微量元素的特征導致黃鐵礦不同形成原因及結晶過程。微量元素主要由兩部分組成：一類以類質(zhì)同象進入黃鐵礦，代替其中某些元素;一類以混入形式代替其元素。其中研究最為廣泛的為Co，Ni代替Fe。

根據(jù)Co，Ni含量及Co/Ni比值可以判斷其形成成因，火山成因：Co/Ni=5-22，沉積成因：Co/Ni <0.63，熱液成因：Co/Ni =1.17，巖漿成因：Co/Ni= 0.09-12;判斷其成因的技術為投圖法。所以Co/Ni比值對成礦作用和礦床成因具有指示作用。此外，黃鐵礦的微量元素與電熱性也有很大的聯(lián)系。熱電性的研究對礦化礦體的剝蝕作用也有很大作用。

1.2.3 稀土元素特征

稀土元素特征主要以輕稀土為主，主要研究黃鐵礦Eu異?，F(xiàn)象。黃鐵礦粒徑越細，稀土元素含量越高，則具有Eu負異常。晶體結構一般制約著礦物的REE和HFSE，同時也受他們特征的控制。黃鐵礦中的鐵很難被REE和HFSE類質(zhì)同象，它們主要存在礦床的流體包裹體中，對其晶體的形成影響不大，所以，成礦流體中的REE和HFSE特征，也可以表示為礦床中的REE和HFSE特征。

1.3黃鐵礦熱電性標型特征

以黃鐵礦的熱電性的研究，來反應礦物和晶體的變化特征。高溫條件下，黃鐵礦一般為Fe過飽和，低溫條件下一般為S過飽和，所以不同溫度形成不同類型電導黃鐵礦，所以根據(jù)此特征判斷判斷黃鐵礦形成的溫度。黃鐵礦是半導體礦物，在溫差作用的影響下，會產(chǎn)生溫差電動勢。其產(chǎn)出狀態(tài)不同，熱電性也不同。礦床類型，微量元素含量，產(chǎn)出深度，產(chǎn)出狀態(tài)等原因都會引起熱電性差異，所以，根據(jù)黃鐵礦熱電性對礦床成因，礦物出露程度，深度及找礦等地質(zhì)意義提供依據(jù)。對于金礦中的黃鐵礦，通過測試其電熱系數(shù)，在其變化范圍內(nèi)尋找規(guī)律，尋找礦體的分布，是P型還是N型，為找礦前景提供依據(jù)。此外P型黃鐵礦的出現(xiàn)率與微量元素也有很大的聯(lián)系，尤其是Co，Ni元素含量，Co，Ni含量與P型黃鐵礦的出現(xiàn)率呈正相關，而Co，Ni含量的變化影響著成礦溫度的變化，也是正相關的關系。熱電性與礦體剝蝕程度影響著礦體出露程度。熱電性的研究最為重要的是對黃鐵礦熱電性進行填圖，從而得到更多地質(zhì)，礦床信息。

2.存在問題

（1）每個礦床（尤其金礦床）中的黃鐵礦各個形態(tài)特征標型特征居多復雜，比如化學成分標型特征多，物理標型特征少，在物理方面的探討較少，需要更多研究物理標型特征。

（2）黃鐵礦微晶體為納米級，常規(guī)手段不能測試S同位素。黃鐵礦是否與賦存的巖石同源，也是很大問題，對黃鐵礦的成因研究有很大意義，需要進一步研究。

（3）當?shù)V床中金屬來源不是一種來源而是多種來源時，成礦作用往往不是一種過程而是多種成礦作用的共同作用，沉積作用、火山作用，變質(zhì)作用以及變質(zhì)熱液使元素轉(zhuǎn)移，有深部熱鹵水參與成礦作用。所以成礦作用需要具體分析研究。

3.發(fā)展方向

（1）可以利用黃鐵礦中的 As、Sb（尤其是 As）的變化特征來判斷礦床的溫度和標高

（2）可以從演化角度對黃鐵礦環(huán)帶進行研究，進行晶體形態(tài)的探討研究，探討更多地質(zhì)意義。

（3）在某些金礦床中，因為某些礦物元素，巖石形態(tài)及黃鐵礦形態(tài)，會形成一個化學屏障，控制裂隙中的氧逸度，可以為金的沉淀提供研究方向。

（4）對于沉積作用形成的黃鐵礦，與海洋沉積物有關的黃鐵礦和沉積水體有聯(lián)系，是否可以根據(jù)黃鐵礦的各種標型特征和形成成因，推出海洋古溫度，古年齡等，也需要進一步研究。

參考文獻

[1] ?趙雷昭.2018.新疆吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組黃鐵礦成因與形成環(huán)境探討[D].西北大學，1-5，27-38，65-67.