摘  要：總結了黃鐵礦的標型特征，包括晶體形態（包括晶形、晶胞參數特征）、化學成分、熱電性等特征以及這些特征在礦床成因、判斷礦床類型、評價礦體的剝蝕程度、礦體預測中應用；還對黃鐵礦的含金性進行了評價。

　　關鍵詞：金礦；黃鐵礦；標型特征；成礦預測

　　中圖分類號：P578    文獻標識碼： A   文章編號： 2095-0802-(2012)07-00-

　　Typomorphic Characteristics of Pyrite in Gold Deposit Prediction

　　WANG Zi-gang

　　(Henan Geology and Mineral Exploration and Development Bureau the Second Geological Team, Jiaozuo 454002, Henan, China)

　　Abstract: this paper summarizes the characteristics of the standard type pyrite, including crystals form (including morphology, crystal cell parameters characteristics), chemical composition, thermoelectricity features such as these characteristics and in the genesis, judge ore types and evaluation of the ore bodies denudation extent, orebody prediction using; Also of pyrite containing gold sex is evaluated.

　　Keywords: gold; Pyrite; Standard type; metallogenic prediction

　　0引言

　　黃鐵礦是各種類型的金礦中最主要的載金礦物之一，同金礦化的關系十分密切。隨著找礦與成因礦物學研究的不斷深入，對黃鐵礦的研究更是日趨深入。對黃鐵礦的研究不僅可以從成因礦物學方面反映礦床的成因類型，還能很好地為礦床遠景預測提供礦物學依據。目前，對于黃鐵礦的研究主要是從黃鐵礦的晶體形態、晶胞參數、化學成分特征、熱電性及其光譜特征；還有它們在不同成礦階段、不同礦體部位的特征。

　　1 黃鐵礦的晶體特征

　　1.1黃鐵礦的晶形特征

　　黃鐵礦的晶體形態主要有單形晶立方體、五角十二面體、八面體（{100}、{210}、{111}），聚形晶立方體與五角十二面體聚形晶、五角十二面體與八面體聚形晶（{100}＋{210}、{210}＋{111}）等。黃鐵礦的晶形特征反映了當時的結晶環境（溫度、壓力等），不同的成礦階段，不同的空間部位，黃鐵礦的晶形特征有很大差別。

　　一般情況下，在成礦早期和晚期，黃鐵礦易形成立方體，主要是因為在較高溫度或低溫時以及快速冷卻條件下，硫逸度較低，物質供應不足導致的。在主成礦期溫度相對較低，變化梯度小，硫逸度較大，礦質來源充足以及緩慢冷卻等條件下，黃鐵礦易形成五角十二面體及其聚形，Au+在溶液中的濃度增加，在此條件下，也有利于Au的富集成礦。

　　不同標高礦體中黃鐵礦的晶形特征也有差異，一般在礦體上部的黃鐵礦以八面體為主，中部以五角十二面體及其聚形為主，下部則以立方體為主[1～2]，從礦體的下部向上部，黃鐵礦的五角十二面體比例降低，八面體比例升高。H.3.葉夫濟科娃(1984)年提出用黃鐵礦晶形分帶特征推斷金礦體垂深的經驗公式為：                                                            ，            (1)

　　式中，XFeS2為黃鐵礦晶形得分值；CⅠ、CⅡ、CⅣ、CⅤ分別代表{100}、{100}＋{210}、{210}＋{111}、{111}所占的比例。一般礦體上段黃鐵礦的XFeS2值較大，向下逐漸減小。XFeS2理論值一般在-200～+200，負值一般為早期形成的，正值為晚期形成的產物。

　　1.2黃鐵礦的晶胞參數特征

　　黃鐵礦屬于等軸晶系，具NaCl型結構類型，晶胞參數理論值為а0＝5.417?，金礦床中的黃鐵礦的晶胞參數一般都大于理論值，這是由于黃鐵礦的化學成分發生變化的緣故。黃鐵礦中含有大量的微量元素，尤其是As、Co、Ni，它們以類質同象形式進入到黃鐵礦中，替代黃鐵礦中的S和Fe，從而使黃鐵礦的а0值增大[1-4]。含金高的黃鐵礦由于含有較多的As、Co、Ni，使得黃鐵礦晶胞參數а0值增大[2-4]。

　　2 黃鐵礦的化學成分特征

　　2.1 微量元素

　　黃鐵礦除了主量元素S、Fe之外，還有微量元素如：Co、Ni、As、Se、Te、Sb、Cu、Pb、Zn、Au、Ag、W、Mn、Ga、Sn、Cr、V、Ge等。其中Co、Ni替換Fe，As、Se、Te、Sb、Bi取代S進入晶格，也有部分Au、Ag、Cu、Pb、Zn在黃鐵礦晶格中占據Fe的位置。其中Cr、Ni、V、Ti等是反映礦質來源和礦床成因的有效指示元素，As、Sb、Bi、Se、Te是Au遷移礦化的搬運劑，而Cu、Pb、Zn、Au、Ag等是礦化強弱的直接標志。微量元素的比值往往也可以提供礦床的形成溫度、礦體的位置及礦床成因的重要信息。

　　不同類型的金礦、同一個金礦不同階段的黃鐵礦中的ω（Co）/ω（Ni）比值也有差別。小秦嶺石英脈型金礦的ω（Co）/ω（Ni）比值大部分大于1，表明其為深部來源；熊耳山地區的蝕變巖型金礦的ω（Co）/ω（Ni）比值均比石英脈型金礦的高，上宮金礦、北嶺金礦、康山金礦主成礦期形成的黃鐵礦的ω（Co）/ω（Ni）比值皆小于1。前河蝕變巖型金礦，成礦溫度（270～287℃）相對較高，其ω（Co）/ω（Ni）比值多數接近于1左右，而不能認為其與沉積作用有關。爆破角礫巖型金礦祁雨溝金礦ω（Co）/ω（Ni）比值為2.64～4.00，店房金礦ω（Co）/ω（Ni）比值為6.2，兩者皆大于1，這與爆破角礫巖型金礦成礦溫度高、成礦流體來源深有關。

　　2.1.1 As、Sb的含量及其比值

　　黃鐵礦中As的變化范圍也具有指示礦床成因的意義。一般地，巖漿熱液型金礦床中黃鐵礦As的含量大于1500×10-6，而變質熱液型金礦As的含量變化范圍為500×10-6～1500×10-6。陳光遠等(1989)在研究膠東金礦床時認為，黃鐵礦中As與Co+Ni的含量可作為評價金礦床規模的標志，富As，貧Co、Ni是大礦標志，反之為中、小型礦。

　　2.1.2 Au與Ag的比值

　　黃鐵礦中ω（Au）/ω（Ag）的大小可以反映礦床成因方面的信息。通常，ω（Au）/ω（Ag）比值可以反映成礦熱液的性質和溫度，ω（Au）/ω（Ag）比值越小，溫度越低。上宮金礦黃鐵礦ω（Au）/ω（Ag）的比值Ⅰ階段為0.37，Ⅱa階段為0.06～2.98,Ⅱb階段為0，顯然是逐漸降低的，與成礦溫度逐漸降低的特征吻合[4]。周文雅（2001）通過對細脈浸染型金礦床中的黃鐵礦中ω（Au）/ω（Ag）比值研究也有類似的發現：黃鐵礦的ω（Au）/ω（Ag）比值從第一世代到第三世代不斷降低，且在早世代比值亦由早期到晚期逐漸降低的特征，反映隨著成礦溫度的降低，Ag相對在黃鐵礦中富集[5]。

　　2.1.3其他微量元素

　　Se、Te、Sb、Hg的化學行為與As基本一致，Se、Te、Sb、Hg含量較高的黃鐵礦中Au含量亦高。Hg可作為淺成中低溫熱液金礦的標志；徐國風等（1986）總結了部分國外資料表明，金礦床中元素的空間分帶性往往會反映到礦物中微量元素的分布中來，礦體上部富集Ba、Hg、Sb、As、Ag，中部富集Au、Cu、Pb、Bi、Ag，下部富集Co、Ni、Ti、Cr等。礦床原生暈地球化學空間分帶的最根本原因是礦床礦物組合分帶及礦物中微量元素的空間分帶。

　　2.2 主量元素S、Fe

　　研究黃鐵礦的S、Fe的含量及其比值不僅可以知道黃鐵礦在成礦過程中被類質同象置換的程度、類型，也可以了解成礦的溫度及礦體的出露深度和黃鐵礦的熱電性特征。

　　根據熱液礦床的垂直分帶規律，Fe、Co、Ni多集中在礦體下部，S、As元素常集中在礦體的上部。這些雜質元素在黃鐵礦中的分布受溫度的影響，在高溫下高價陽離子可以進入黃鐵礦晶格中，常形成Co、Ni替代Fe的現象，這樣就會使ω（S）/ω（Fe）比值大于2，出現富硫現象；在低溫條件下，高價的陰離子As就會進入黃鐵礦晶格替代S，從而使ω（S）/ω（Fe）小于2。

　　黃鐵礦的ω（S）/ω（Fe）比值變化還會影響黃鐵礦的導電類型及熱電性，一般是Co、Ni進入黃鐵礦晶格替代Fe時其熱電性為N型，當Co、Ni進入黃鐵礦晶格替代S時產生P型熱電性。

　　3 黃鐵礦的熱電性特征

　　黃鐵礦是半導體礦物，在其兩端有溫差存在時會產生溫差電熱勢，這種現象稱熱電效應或電熱性，這種電動勢稱熱電動勢。其導電類型可分為電子型和空穴型,即N型和P型，還有混合型N+P、P+N型。

　　當黃鐵礦的成分和結構近于理想晶體時，其導電類型不明顯，熱電勢值很小，實際的黃鐵礦往往含各種雜質并存在結構缺陷。雜質元素的種類、濃度和晶體結構缺陷類型決定了黃鐵礦的導電型（N型或P型）和熱電系數(±α，±μV/℃）。當成礦溶液溫度較低，As置換S時，使黃鐵礦過剩的負電荷捕獲空穴，形成空穴導型(P型)；相反，成礦溶液溫度較高，Co、Ni替代黃鐵礦晶格中的Fe，形成電子型導型(N型)；當溫度處于二者之間，常形成P+N的混合型。通常熱電系數為正值時屬P型導電,負值時為N型導電。黃鐵礦熱電性與其成因有關，一般外生沉積型黃鐵礦的熱電系數為高正值，屬P型，而且由淺部至深部變化不大；熱液型黃鐵礦的遠熱液端(冷端)為較高的正值，屬P型；近熱液端(熱端)為較高的負值，屬N型。

　　3.1黃鐵礦熱電性時空分布特征

　　在礦化早期階段溫度較高條件下形成的黃鐵礦主要出現N型, α值離散范圍大時，成礦階段疊加可能性較大；晚期階段低溫條件下形成的黃鐵礦主要出現P型，α值離散范圍小時，后期疊加程度降低。一般認為在空間上礦體上部和頂部的黃鐵礦導型表現為P型，α為正值；礦體中部顯示N+P 型和P+N型，α為低正值或低負值；礦體下部顯示N型，α為高負值。P型黃鐵礦的熱電系數在礦體內最高，向圍巖逐漸降低；N型黃鐵礦的熱電系數在礦體內最低，向近礦圍巖增高，到遠礦圍巖又增高。這些特征再一次反映了成礦流體在由圍巖向礦體的遷移過程中，Co 、Ni沉淀在前，As、Sb 沉淀在后的元素演化序列。

　　3.2 黃鐵礦熱電性在礦床預測中的應用

　　黃鐵礦的熱電性特征可以指示其形成過程中的含礦信息、礦床的剝蝕程度和深部遠景等[6]。黃鐵礦的熱電性是區別金礦化貧富的重要礦物學標志, 一般認為金礦床硫化物礦石達工業品位的黃鐵礦熱電性特征是熱電系數α為高正值、礦化系數Kp≥60[15]。富礦部位α和Kp值均較高，顯P導型，貧礦部位則α和Kp 較低，顯N+P導型。As常為礦體頭暈元素，As代替S可使黃鐵礦含過剩的陰電荷而去捕獲空穴形成P導型。含有較高As的黃鐵礦指示礦體具有淺部成礦特征；而黃鐵礦中Co、Ni及S等的空位則形成N導型，含有較高的Co、Ni等組分，反映成礦物質來源較深。指示為礦體根部或下部黃鐵礦。B.A.法沃羅夫等(1972)的研究表明，在許多金礦床，隨著埋深從淺部到深部的增加，黃鐵礦由P型(礦床上部)有規律地變為P+N型(礦床中部)和N型黃鐵礦(礦床的根部)。據此可以判斷礦體的剝蝕程度。還可以根據P型黃鐵礦的出現率進行找礦預測，熱電系數α值沿水平、垂向變化小者，礦體延伸大，礦床規模大；變化大者礦體延伸小，礦床規模小，P型出現率越高，礦床規模越大。陳光遠等（1987）在膠東金礦研究發現，金礦床中黃鐵礦如為單一P型或以P型為主(大于70％)，是大礦的標志；中一小型金礦中黃鐵礦為混合導型(P型占30％～40％)，小型礦山N型黃鐵礦占絕對優勢(P型小于20％)。

　　參 考 文 獻：

　　[1]魏存弟.遼寧五龍金礦黃鐵礦標型特征[J].地質找礦論叢，2001，16（2）：135-139.

　　[2]薛傳東，談樹成.老王寨金礦的黃鐵礦標型特征研究[J].昆明理工大學學報，1999，24（1）：84-87.

　　[3]楊前進，豐成友，姬金生.東天山康古塔格金礦黃鐵礦的標型特征及找礦意義[J].地質與勘探，1999，35（3）：21-23.

　　[4]薛傳東，劉星，談樹成等.云南老王寨金礦床主要礦物的標型特征[J].礦物巖石，2002，22（3）：10-16.

　　[5]李晶，陳衍景，李強之等.東秦嶺上宮金礦流體成礦作用：礦物學研究[J].礦物巖石，2004，24（3）：28-35.

　　[6]周文雅.細微浸染型金礦床中黃鐵礦的標型特征及意義[J].巖礦測試，2001，20（2）：100-104.