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(kāi)始研究鋯石晶體形態(tài)隨其成因類(lèi)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(lèi)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(lài)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(lèi)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?？梢院?jiǎn)稱(chēng)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(lèi)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(zhuān)門(mén)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(jiàn)Co、Ni等元素呈類(lèi)質(zhì)同象置換Fe，并常見(jiàn)Au、Ag呈機(jī)械混入物。常見(jiàn)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(lèi)金礦中最常見(jiàn)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(lèi)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(lèi)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(jiàn)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(jiàn)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(lèi)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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