卷（
Ｖｏｌｕｍｅ）３１，期（Ｎｕｍｂｅｒ）４，总（Ｔｏｔａｌ）１２６矿物岩石
页（Ｐａｇｅｓ）５８－６６，２０１１，１２，（Ｄｅｃ，２０１１）Ｊ ＭＩＮＥＲＡＬ
ＰＥＴＲＯＬ 收稿日期：２０１１－０８－１６； 改回日期：
２０１１－１１－０８基金项目：国家自然科学基金重大研究计划重点支持项目（９０９１４００２）；全国危机矿山接替资源找矿项目（２００８９９３７
）；高等学校学科创新引智计划项目（Ｂ０７０１１
）作者简介：严育通，男，２８岁，
博士生，矿物学、岩石学、矿床学专业，研究方向：成因矿物学与找矿矿物学．通讯作者：李胜荣，男，５５岁，教授，矿物学、岩石学、矿床学专业，研究方向：成因矿物学与找矿矿物学．
胶东流口金矿黄铁矿成因矿物学及
稳定同位素研究
严育通， 李胜荣
地质过程与矿产资源国家重点实验室，中国地质大学（北京），北京 （
）１０００８３【摘 要】 针对流口金矿黄铁矿成因矿物学研究表明金矿元素组合以Ｃｏ，Ｎｉ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｓｎ，Ｔｉ，Ｃｒ为特征，δＦｅ－δＳ，δＦｅ／δＳ－Ａｓ，（Ｆｅ＋Ｓ）－Ａｓ，Ｃｏ－Ｎｉ－Ａｓ等成因标型表明为岩浆热液型金矿。黄铁矿矿体部位元素图解和晶胞参数显示出该矿为中深成矿床，热电性显示成矿温度为中高温。硫同位素值为７．０‰～７．９‰，平均值为７．４‰，
数值集中，显示硫的来源单一。Ｐｂ同位素２０６Ｐｂ／２０４Ｐｂ值为１６．３９５～１６．７０３，２０７
Ｐｂ／２０４Ｐｂ值为１５．２６１～１５．３９５，２０８
Ｐｂ／２０４
Ｐｂ值为３７．３６４～３７．９５８，
在显示为深成的下地壳铅。Ｄ－Ｏ同位素显示本矿热液为岩浆水和大气水的混合，Ｃ－Ｏ同位素表明本矿Ｃ源主要是花岗岩，其次有部分海相碳酸盐通过溶解作用混入的Ｃ源。综上可知，本矿是中深成、中高温岩浆热液型金矿，与石英脉和蚀变岩型金矿具有显著差别。
【关键词】 流口金矿；黄铁矿；成分标型；同位素；成因中图分类号：Ｐ５７；Ｐ６１８．５１ 文献标识码：Ａ文章编号：１００１－６８７２（２０１１）０４－００５８－０９
１ 区域地质背景
胶东金矿床形成于变质基底隆起区，混合岩化－重熔花岗岩岩浆活动强烈，区域内断裂构造发育，金
矿产出于重熔花岗岩质岩体的内接触带附近的断裂
构造中（图１）。矿床的发育有如下特征：１）变质地层中某些层位含金丰度较高。２）断裂的长期继承性活动部位、断裂产状变化部位、分枝复合部位、支断裂发育部位常是矿化有利部位。３）强烈混合岩化作
用形成的多种原地半原地花岗质岩石接触带是矿化的有利部位，
从基性超基性到中酸性岩脉群发育地段中特别是基性岩脉群发育地段也是矿化的有利部位。４）矿化以含金石英脉型和黄铁绢英岩化构造岩中浸染型矿化为主，前者主要产出于区域断裂的次级断裂中，后者主要赋存于区域性主断裂的下盘蚀变构造岩中。二者可能受构造分带的控制，其成矿条件基本一致。５
）主要围岩蚀变早期是钾化（含钾长石化和绢云母化）、硅化、黄铁绢英岩化等。６）成矿经历了长期复杂的过程。一些含金丰度高的地层（如胶东群等）的形成，成为金的初始矿源层，在区域变质过程中使分散的金活化迁移，特别是强烈的混合岩化过程中，伴随碱交代作用，形成含金热液流体，进入低能位的断裂构造，由于物化条件的改变，导致金的沉淀析出，在局部地段形成金的工业富集。
胶东金矿集中区有３个成矿带，即从西往东依次为招远－莱西金矿带、栖霞－蓬莱金矿带和牟平－乳
山金矿带（图１）。栖霞－蓬莱金矿带位于招远－莱西金矿带以东约５０ｋｍ的栖霞－蓬莱境内（
图１）。总体呈东西向分布，约７０ｋｍ长，６０ｋｍ宽［２］
，
该矿带已发现有马家窑、
鸡冠山、玉皇顶、初家疃等金矿点，但在该矿带上的找矿一直没有重大的突破。栖霞金矿区内出露地层较简单，主要为胶东群蓬夼组，主要岩石类型有角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、黑云变粒岩、
浅粒岩、角闪岩等，地层走向近东西向。断裂构造以北北东、北西向为主，近南北向、东西向及北东向为次。本区环形构造发育，化探异常也显示具有明显的环状特征。
栖霞－蓬莱金矿带南部地区岩浆岩发育微弱［
３］
，但脉岩十分发育，出露许多小的岩体和岩脉。各主要脉岩按形成顺序从早到晚为细粒角闪闪长岩、细晶岩、
闪长玢岩、辉绿岩、煌斑岩。有些断层以小岩株呈放射状分布，并且这些断层中都有金矿床（点）
分布［
４］
。图１ 胶东地区区域地质图（据马广刚，２０１１修改［
５］）１．前寒武纪岩石；２．侏罗纪侵入岩体；３．白垩纪侵入岩体；４．白垩纪火山岩；５．新生代玄武岩；６．重要断裂；７．
金矿Ｆｉｇ．１ Ｒｅｇｉｏｎａｌ ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｇｏｌｄ ｄｅｐｏｓｉｔｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｊｉａｏｄｏｎｇ
ｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｉｃ ｐｒｏｖｉｎｃｅ（ｒｅｖｉｓｅｄ ｂｙ Ｍａ Ｇｕａｎｇｇａｎｇ，２０１１［５］
）
２ 矿床地质特征
流口金矿位于栖霞复背斜东端北翼近轴部（图２ａ
）。在矿区周围的胶东群蓬夼组变质岩中，发育有大量的规模不等的石英脉，走向以ＮＷ，ＮＮＷ和ＮＥ向为主，也有ＳＮ，ＥＷ向的石英脉。区内出露地层除第四系外，均为胶东群蓬夼组，以角闪变粒岩、
斜长角闪岩为主，其次为斜长角闪片麻岩和浅粒岩。在矿区内发育一条规模较大的“褪色带”，长大
约５ｋｍ，宽２０ｍ～５０ｍ不等，
带内发育小断层，蚀变主要为绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化，推测这条“褪色带”下面可能有隐伏的石英脉，含矿石英脉就产于与其平行的裂隙中。矿区内没有大的岩浆岩体出露，仅发育有许多的脉岩，主要充填在南北、北东向构造中，以细晶闪长岩和伟晶岩脉最为发育。晚期的北东向煌斑岩脉切穿含矿石英脉，但没有什么破坏。这表明本区具有一定构造活动，
但活动强度９
５ 第３１卷 第４期严育通等：胶东流口金矿黄铁矿成因矿物学及稳定同位素研究
图２ 流口金矿地质略图（据鲍庆忠，１９９０修改［４］）及剖面图
Ｋ．白垩系；Ｐｔ．元古界粉子山群；Ａｒｊ．太古界胶东群；Ｅ．第三系；１．似斑状花岗闪长岩；２．正断层；３．破碎带；４．金矿床位置；
５．栖霞复背斜；６．金矿脉及勘探线；７．蚀变细晶岩脉；８．蚀变细晶闪长岩脉；９．含矿石英脉；１０．采样点Ｆｉｇ．２ Ｓｋｅｔｃｈ ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｍａｐ ａｎｄ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｉｕｋｏｕ ｇｏｌｄ ｄｅｐｏｓｉｔ
不大。
流口金矿由一条脉组成，地表走向长３２５ｍ，厚度最薄为０．１ｍ，最厚达２．５ｍ，平均厚度０．２５ｍ。矿体走向３２０°～３０°，倾向北东，局部变为南东，倾角５°～５２°。矿体沿走向和倾向都具有波状起伏、膨缩尖灭及分枝复合现象，往北具有侧伏。整个矿脉都产在蚀变中酸性脉岩里，围岩的岩性主要为细晶闪长岩，其次多为花岗细晶岩（图２ｂ）。
矿石中主要矿物以银金矿、黄铁矿、石英、镁菱铁矿、铁白云石、绿泥石为主，次要矿物为自然金、黄铜矿、赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿、方解石、绢云母。石英约占总量的８０％以上，呈块状，硫化物呈脉状，其次为浸染状。围岩蚀变作用强烈，有硅化、绿泥石化、绢云母化、黄铁矿化、碳酸盐化，碳酸盐化最为发育，矿脉及胶东群斜长角闪岩中发育石英－长石－电气石脉。矿区附近广泛出现具有文象结构的伟晶岩，说明在矿区附近存在岩浆活动。细晶岩脉、伟晶岩脉是花岗岩演化的后期产物，故在深部可能存在隐伏的花岗岩体。
流口金矿成矿作用分为两期，即热液期和表生期，热液期又分为４个阶段，从早到晚为电气石－石英阶段、镁菱铁矿－石英阶段、石英－黄铁矿阶段、方解石－镜铁矿阶段。
３ 黄铁矿矿物标型
黄铁矿是金矿中普遍而重要的载金矿物，载金矿物中出现黄铁矿的金矿床占总数的９８％，以黄铁矿作为主要载金矿物的金矿床占总数的８５％［６］。通过对黄铁矿的各种标型研究可以获取金矿的成因和找矿信息，已广泛应用于成矿预测和找矿的实际工作，并取得了良好的效果［７～９］。
３．１ 黄铁矿的产状
通过对本矿热液期各个成矿阶段黄铁矿进行采样，本矿区黄铁矿主要分布于第２，３成矿阶段。黄铁矿与构成石英脉主体的石英共生，黄铁矿呈团块状或者浸染状产出，自形程度较好，不均匀分布。也有一些黄铁矿与石英脉无关，而与铬绢云母共生，呈脉状产于胶东群变质岩中，脉宽０．２ｍ～１．２ｍ，构成工业矿体。
３．２ 黄铁矿的晶体形态
通过对本矿热液期各个成矿阶段黄铁矿进行采样，黄铁矿以立方体为主，其次为极少量的八面体和五角十二面体。２阶段的黄铁矿粒度不均匀，差别较大，直径从２ｃｍ至数毫米不等。主要单形为立方体｛１００｝，个别可见到五角十二面体｛２１０｝。３阶段的黄铁矿粒度极细，为２阶段搓碎的黄铁矿重新结晶或含矿溶液沿破碎石英裂隙新生成，为致密块状、粒状、浸染状的黄铁矿集合体。围岩中的黄铁矿几乎全部为立方体的黄铁矿，粒径１ｍｍ～５ｍｍ。本矿脉的北端近矿围岩中，发现有０．５ｃｍ～１．０ｃｍ的五角十二面体｛２１０｝黄铁矿。
３．３ 黄铁矿的化学成分
通过对本矿热液期各个成矿阶段黄铁矿进行采
０
６矿 物 岩 石２０１１
样，因为本矿黄铁矿主要分布于２，３阶段，故对２，３成矿阶段的黄铁矿（Ｃｐｙ１－２－２，２－Ｓ－Ｃｒ－１为２阶段黄铁矿，中段分别为２２３ｍ和２０３ｍ；Ｑ２－２－ｂ－３为３阶段黄铁矿，中段为２０３ｍ）以及围岩中黄铁矿（Ｈｐｙ１－６－围为围岩中的黄铁矿，中段为２２３ｍ，如表１）进行成分分析，并且与全国不同成因类型金矿中黄铁矿的成分标型特征进行对比，得出本矿中黄铁矿化学成分的主微量元素特征。采样位置如图２ｂ。分析测试在中国地质科学院测试所化学分析。
表１ 流口金矿黄铁矿化学成分特征．ｗ（Ｂ）
Ｔａｂｌｅ １ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｐｙｒｉｔｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｉｕｋｏｕｇｏｌｄ ｄｅｐｏｓｉｔ
样品号Ｃｐｙ１－２－２ ２－Ｓ－Ｃｒ－１Ｑ２－２－ｂ－３Ｈｐｙ１－６－围
成矿阶段２．镁菱铁
矿石英２．镁菱铁
矿石英
３．石英
黄铁矿围岩
标高／ｍ ２２３ ２０３ ２０３ ２２３
Ｆｅ／％４５．６３ ４６．０５ ４５．１７ ４５．５９
Ｓ／％５１．４４ ５２．７９ ５２．４３ ５２．６７
Ｃｏ／１０－６ ２０９．６９ ３６１．３７ ２ ５８７．８６ ４０７．１８
Ｎｉ／１０－６ ２０８．８３ ２０６．７５ １ ０９８．７８ ２０５．５
Ａｕ／１０－６ ５．７２ １８．５２ １ ０１４．７ ４．１９
Ａｇ／１０－６ ３１．５５ ３３．７６ ３８．７７ １９．８９
Ａｓ／１０－６ ２７６．６４ ５８６．２６ ６０．１７ １３１．６２
Ｓｂ／１０－６ ２９．８８ ２６．３５ ２９．８７ ２８．６９
Ｂｉ／１０－６ ９．３６ １８．６６ １ ０３４．８ ３５．１１
Ｓｅ／１０－６ １．４１ １．６３ ３．２３ １．６２
Ｔｅ／１０－６ １０．７ ５ ８．５９ ６．７
Ｃｕ／１０－６ ３２．９５ １６．２２ １ ５３４．３５ ２８．０６
Ｐｂ／１０－６ ４９．３９ ２１７．５ １８０．９２ ６０．８５
Ｚｎ／１０－６ １５７．９５ ５６．３７ １３２．８１ １５４．０６
Ｔｉ／１０－６ １５．３２ ２４６．５８ ７．６１ ３ ９１６．２
Ｃｒ／１０－６ ２３．８８ ４２．３ ２６．２６ ２７．８２δＦｅ／％－１．９７－１．０７－２．９６－２．０６δＳ／％－３．７６－１．２３－１．９１－１．４６（Ｆｅ＋Ｓ）／％９７．０７ ９８．８４ ９７．６ ９８．２６３．３．１ 主微量元素特征蛛网图 黄铁矿主微量元素蛛网图（图３ａ）显示，流口金矿黄铁矿的主微量元素平均含量以及整体变化趋势和岩浆热液型金矿平均值相似，但是和岩浆热液型金矿的平均值相比相对富含Ｃｏ，Ｎｉ，Ｂｉ，而相对贫Ｃｕ，Ｐｂ，Ｚｎ，这和本矿矿石为少硫化物型矿石相符。本矿围岩的黄铁矿元素含量特征图和变质热液型金矿平均值较相似，并且具有很高的ｗ（Ｔｉ）（３．９１６ ２×１０－６），而变质热液型ｗ（Ｔｉ）平均值为１．３７７×１０－６，说明本矿围岩细晶岩脉在演化过程中可能受到胶东群变质岩地层的影响。本矿矿石中黄铁矿的主微量元素含量特征和围岩中的含量特征对比后可知，两者变化趋势基本一致，因此可以推断围岩中黄铁矿和矿石中黄铁矿具有密切的联系，围岩为成矿提供部分物质来源。３．３．２ 元素组合和相关分析 从图３ａ可以看出，流口金矿以富含Ｃｏ，Ｎｉ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｓｎ，Ｔｉ，Ｃｒ元素组合为特征。流口金矿具有与岩浆热液相似的富有元素组合，成因类型可能为岩浆热液型。Ａｓ含量也具有一定标型意义。流口金矿ｗ（Ａｓ）平均值为３０７．６９×１０－６，具有比较低的数值，和变质热液型金矿相似，说明成矿过程中可能和变质热液有一定联系，本矿围岩中黄铁矿具有极高的Ｔｉ含量，与变质热液型特征相似，但矿石中Ｔｉ含量回归到岩浆热液型范围内，说明变质岩对成矿影响程度有限。一般胶东金矿的Ａｓ含量和深度具有很好的相关性，一般深度越大，Ａｓ含量越少，本区Ａｓ的低含量也可能说明该矿形成深度较大。对金矿中黄铁矿的成分用ＳＰＳＳ软件①进行相关分析和多元线性回归分析，结果表明流口金矿黄铁矿中与Ａｕ显著相关的元素为Ｃｏ（０．９９９）、Ｎｉ（１．０００）、Ａｇ（０．９５８）、Ｂｉ（１．０００）、Ｓｅ（０．９９５）、Ｃｕ（１．０００），元素之间不存在线性回归方程。因此从与Ａｕ的相关关系来看，本矿与岩浆热液型相似，说明本矿成因为岩浆热液型金矿。
① ＳＰＳＳ软件是国际著名统计学软件，本次分析所用版本为ＳＰＳＳ１６．０ｆｏｒ Ｗｉｎｄｏｗｓ，所用功能为Ｂｉｖａｒｉａｔｅ和Ｌｉｎｅａｒ［γ为正，表示线性正相关，为负表示线性负相关，Ｓｉｇ．为显著性水平，一般小于０．０１，个别情况小于０．０５即为显著相关］。
３．３．３ 主量元素δＦｅ－δＳ图解 用δＦｅ和δＳ参数［１０］对金矿中黄铁矿的主量元素标型特征进行分析。δＦｅ或δＳ的意义是用来表征黄铁矿样品中的元素Ｆｅ或者元素Ｓ偏移理论值的程度（Ｆｅ质量分数的理论值为４６．５５％，Ｓ的为５３．４５％），δＦｅ或δＳ既表示质量的偏离程度，也表示元素个数（原子个数比）的偏离程度。用公式表示如下（１），（２）：其中δＦｅ／％为质量分数。
δＦｅ＝
ｗ（Ｆｅ）％－４６．５５
４６．５５
×１００（１）δＳ＝
ｗ（Ｓ）％－５３．４５
５３．４５
×１００（２）通过对本矿的黄铁矿主量元素的δＦｅ或δＳ的特征进行统计，δＦｅ－δＳ特征具有一定标型意义。本矿的样品从上到下的δＦｅ和δＳ值依次分别为－１．４６和－２．０６（围岩），－３．７６和－１．９７，－１．２３和－１．０７，－１．９１和－２．９６，－２．０和－２．３０（矿石平均值）。流口金矿δＦｅ和δＳ特征和岩浆热液型金矿分布特征基本一致，因此可以判定流口金矿为岩浆热液型金矿，成矿物质和岩浆作用密切相关。３．３．４ δＦｅ／δＳ－Ａｓ图解 由于通常Ａｓ在热液矿床的中都具有很高的含量，δＦｅ／δＳ－Ａｓ图解（图３ｂ）显示黄铁矿的投点落在岩浆热液区。
３．３．５ 主量元素之（Ｆｅ＋Ｓ）－Ａｓ图解 黄铁矿中主量元素Ｆｅ和Ｓ总量可以反映出黄铁矿所含杂质多少程度，因此在标型中具有重要意义。在（Ｆｅ＋Ｓ）－Ａｓ图解中本矿矿石和围岩中的黄铁矿都位于岩浆热液型区域内，表明该矿床为岩浆热液型金矿，与以
１
６
第３１卷 第４期严育通等：胶东流口金矿黄铁矿成因矿物学及稳定同位素研究
图３ 流口金矿黄铁矿主微量元素蛛网图（ａ）（Ｆｅ，Ｓ，Ａｓ为％，其他为１０－６）及δＦｅ／δＳ－Ａｓ图解（ｂ）、（Ｆｅ＋Ｓ）－Ａｓ图解（ｃ）及Ｃｏ－Ｎｉ－Ａｓ图解（ｄ）
Ａ，Ｂ，Ｃ区分别为岩浆热液型、卡林型金矿、变质热液型金矿集中区；Ａ，Ｂ，Ｃ区分别为卡林型、岩浆热液型金矿、浅成低温热液、变质热液型金矿集中区；。Ａ，Ｂ，Ｃ区分别为岩浆热液型金矿和浅成低温热液、卡林型、变质热液型金矿集中区；实线为流口金矿矿石的黄铁矿成分特征，虚线为流口金矿围岩中黄铁矿成分特征曲线。
Ｆｉｇ．３ Ｄｉａｇｒａｍ ｓｈｏｗｉｎｇ ｍａｊｏｒ ａｎｄ ｔｒａｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｐｙｒｉｔｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｌｉｕｋｏｕ ｇｏｌｄ ｄｅｐｏｓｉｔ（ａ）（Ｆｅ，Ｓ ａｎｄ Ａｓ ａｒｅ％，ｏｔｈｅｒ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｒｅ×１０－６），δＦｅ／δＳ－Ａｓ ｄｉａｇｒａｍ（ｂ），（Ｆｅ＋Ｓ）－Ａｓ（ｃ）ａｎｄ Ｃｏ－Ｎｉ－Ａｓ（ｄ）
Ａｒｅａｓ ｏｆ Ａ，Ｂ，Ｃ ａｒｅ ｍａｇｍａｔｉｃ ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ，Ｃａｒｌｉｎ ａｎｄ ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃ ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ ｇｏｌｄ ｄｅｐｏｓｉｔｓ；ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｄｉａｇｒａｍ．Ａｒｅ－ａｓ ｏｆ Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ ａｒｅ Ｃａｒｌｉｎ，ｍａｇｍａｔｉｃ ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ，ｅｐｉｔｈｅｒｍａｌ ａｎｄ ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃ ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ ｇｏｌｄ ｄｅｐｏｓｉｔｓ；ｄｉａｇｒａｍ．Ａｒｅａｓ ｏｆＡ，Ｂ，Ｃ ａｒｅ ｍａｇｍａｔｉｃ ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ（ｏｒ ｅｐｉｔｈｅｒｍａｌ），Ｃａｒｌｉｎ ａｎｄ ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃ ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ ｇｏｌｄ ｄｅｐｏｓｉｔｓ
上图解所得结论一致。
３．３．６ 微量元素Ｃｏ－Ｎｉ－Ａｓ图解 从流口金矿黄铁矿的Ｃｏ－Ｎｉ－Ａｓ图解（图３ｄ）中可以看出，Ａ区（实线区域）为浅成低温热液型和岩浆热液型金矿的集中区，Ｂ区（短线构成的虚线区域）为卡林型金矿的集中区，Ｃ区（短线和点构成的虚线区域）为变质热液型金矿的集中区。本矿黄铁矿的投点为矿石中的３个点和围岩中的１个样品点。矿石中的两个点很靠近岩浆热液型金矿集中区，一个点在变质热液型金矿集中区；围岩中的一个点也在变质热液集中区。这说明矿石的微量元素可能受到岩浆热液和变质热液的双重影响，变质热液对矿石的微量元素具有部分影响。
３．３．７ 微量元素之矿体垂向位置图解 地球化学研究表明，金矿中矿体中微量元素具有垂向分带特征［１１］，矿上为（Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｈｇ＋Ｂａ＋Ａｇ），矿体元素为（Ａｕ＋Ｃｕ＋Ｐｂ＋Ｚｎ＋Ｂｉ），矿下为（Ｃｏ＋Ｎｉ＋Ｔｉ＋Ｃｒ），因此可以用（Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｈｇ＋Ｂａ＋Ａｇ）－（Ａｕ＋Ｃｕ＋Ｐｂ＋Ｚｎ＋Ｂｉ）－（Ｃｏ＋Ｎｉ＋Ｔｉ＋Ｃｒ）三角图解来表示所研究矿床所处的垂向位置。流口金矿黄铁矿的（Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｈｇ＋Ｂａ＋Ａｇ）－（Ａｕ＋Ｃｕ＋Ｐｂ＋Ｚｎ＋Ｂｉ）－（Ｃｏ＋Ｎｉ＋Ｔｉ＋Ｃｒ）图解（图４ａ）显示，靠近左下的一个点为围岩中的黄铁矿投点，表明矿体中矿石来源于中深部，围岩为深部，因此该矿床为中深成金矿床。
３．４ 晶胞参数
晶胞参数是黄铁矿的重要标型特征之一，通常由于杂质混入和取代，使黄铁矿的晶胞参数增大。采样流口金矿４个样品，具体成矿阶段和中段见表２，采样位置见图２ｂ。ＸＲＤ分析结果（表２）表明本区黄铁矿ａ０均大于理想值，平均０．５４２ ２４ｎｍ。
一般认为，微量元素是导致黄铁矿晶胞参数变化的主要原因，Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｓ等元素进入黄铁矿晶格可以使晶胞参数变大［１０］。和胶东其他金矿相比，流口金矿的黄铁矿晶胞参数稍大于胶东东部地区的乳山金矿，也明显大于同区域的栖霞金矿的０．５４１ ５４ｎｍ［１３］，明显大于胶东西北部玲珑金矿、三山岛金矿［１３］。这表明该矿床具有自己独特的特征，在胶东
２
６矿 物 岩 石２０１１
地区具有最大的晶胞参数。导致本矿晶胞参数增大的原因可能是由于本矿床的围岩是细晶岩并且本矿属于中深成矿床导致的。可能原因是在中深成条件
下，温度和压力普遍都比较大，温度和压力的增大都是有利于类质同象的发生，
导致黄铁矿内部发生了广泛的类质同象置换，导致晶胞参数增大
。
图４ 流口金矿黄铁矿矿体部位元素图解（ａ）及不同成矿阶段黄铁矿热电性温度关系图解（ｂ
）（底图修改自文献［１２
］）Ｆｉｇ．４ Ｇｅｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ Ｌｉｕｋｕｏ ｇｏｌｄ ｄｅｐｏｓｉｔ（ａ）ａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ
ｖｉａ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｐｙｒｉｔｅ ｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔａｇｅｓ ｉｎ Ｌｉｕｋｏｕ ｇｏｌｄ ｄｅｐ
ｏｓｉｔ（ｂ）表２ 流口金矿不同成矿阶段黄铁矿晶胞参数特征 Ｔａｂｌｅ ２ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｃｒｙｓｔａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｐｙｒｉｔｅ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｔａｇ
ｅｓ ｉｎ Ｌｉｕｋｏｕｇｏｌｄ ｄｅｐ
ｏｓｉｔ金矿阶段
标高
／ｍ样号ａ０
／ｎｍ
ｖ０
／ｎｍ
３流口
金矿
２镁菱铁矿石英阶段３石英黄铁矿阶段
围岩
２２３Ｃｐｙ１－２－２ ５．４２２ １８ １５９．４１２ ６２０３ ２－Ｓ－Ｃｒ－１
５．４２４ ５８ １５９．６２４ ５平均值５．４２３ ３８ １５９．５１８ ５５２０３Ｑ２－２－ｂ－３ ５．４２１ ５４ １５９．３５５ ５２２３
Ｈｐｙ
１－６－围５．４１７ ００
１５８．９５６
１ 注：数据为建材总局地质所Ｘ衍射分析测试，Ｘ射线靶为铜靶，电压４０ｋＶ，电流４０ｍＡ３．５ 热电性
采集本矿区１１６件矿石样品，
为０，４，８等３条勘探线（剖面）中２０３和２２３中段的热液期４个成矿阶段的样品以及部分围岩样品，
从中挑选出６４０粒黄铁矿单晶，
用超声波在纯酒精溶液中清洗表面氧化膜和杂质后，利用中国地质大学（北京）成因矿物学
实验室ＢＨＴＥ－０６型热电系数测量仪，设定△Ｔ＝６０±２℃，
进行热电性测试。热电性测试结果表明，流口金矿黄铁矿以Ｎ
型为主，占８１．１８％，α值变化范围－１５０μＶ／℃～０μＶ／℃，Ｐ型占１８．８２％，α值变化范围０～２５０μＶ／℃。根据热电性标型理论，影响热电性质的因素主要是以类质同象形式进入黄铁矿晶格的杂质元
素。即黄铁矿中出现受主杂质时一般以Ｐ型导电
为主，最常见的受主杂质是替代Ｓ的Ａｓ，Ｔｅ，Ｓｂ。当黄铁矿中出现施主杂质时一般形成Ｎ型导电，常
见的施主杂质为Ｃｏ，Ｎｉ。因为黄铁矿中最普遍的类质同象是Ａｓ和Ｃｏ，Ｎｉ替代Ｓ和Ｆｅ，所以通常Ａｓ／（Ｃｏ＋Ｎｉ
）比值作为衡量出现Ｐ或Ｎ型出现率的标准。和胶东其他金矿对比，三山岛不同成矿阶段全是Ｐ型出现率１００％，变化程度为０，是特大型金矿；夏甸金矿Ｐ型出现率变化程度很大，栖霞金矿Ｐ型出现率很快就变化为０％，是中小型金矿；本矿镁菱铁矿石英成矿阶段为Ｎ，Ｐ混合型，石英黄铁矿成矿阶段则全部为Ｎ型，围岩也为Ｎ型，表明本矿热电性变化程度很大，应是中小型矿床。
黄铁矿的热电系数与其形成温度有一定的关
系，Ｐ．Ａ戈尔巴乔夫（１９６４）
根据实验结果建立了黄铁矿的热电性－温度图。从该图获得线性方程：
ｔ＝（７０４．５１－α）／１．８１８ （Ｎ型）
ｔ＝３（１２２．２２＋α）／５．０ （Ｐ型）利用该方程计算得出流口金矿黄铁矿形成温度范围为７３．３３℃～２２３．３３℃和３０５．０１℃～３８７．５２
℃，
有关数据在戈尔巴乔夫黄铁矿热电性－温度图解上的投点见图４ｂ
，由于本矿以Ｎ型为主，占８１．１８％，所以该矿床温度区间主要在３０５．０１℃～
３８７．５２℃之间，为中高温矿床。４ 稳定同位素
４．１ 硫同位素
硫同位素分析可以反映出矿床的硫的来源。通过对本矿矿石各个成矿阶段以及围岩的黄铁矿Ｓ同位素进行研究，确定本矿硫同位素特征。从表１中的２，３成矿阶段矿石样品以及围岩中挑出１０个黄铁矿单矿物。测试结果为本矿硫同位素值是７．０‰～７
．９‰，平均值为７．４‰，围岩中黄铁矿的硫同位３
６ 第３１卷 第４期严育通等：胶东流口金矿黄铁矿成因矿物学及稳定同位素研究
图５ 流口金矿黄铁矿２０７ Ｐｂ／２０４ Ｐｂ－２０６ Ｐｂ／２０４ Ｐｂ（ａ）（底图据Ｚａｒｔｍａｎ ａｎｄ Ｈａｉｎｅｓ，１９８８），２０８ Ｐｂ／２０４ Ｐｂ－２０６
Ｐｂ／２０４ Ｐｂ（ｂ），δＤ－δ１８ Ｏ（ｃ），δ１３ ＣＶ－ＰＤＢ－δ１８
ＯＶ－ＳＭＯＷ（ｄ）图解Ｆｉｇ．５ ２０７Ｐｂ／２０４ Ｐｂ－２０６ Ｐｂ／２０４ Ｐｂ（ａ），２０８ Ｐｂ／２０４ Ｐｂ－２０６ Ｐｂ／２０４
Ｐｂ（ｂ），δＤ－δ１８ Ｏ（ｃ），δ１３ ＣＶ－ＰＤＢ－δ１８ ＯＶ－ＳＭＯＷ（ｄ）ｏｆ Ｌｉｕｋｏｕｇｏｌｄ ｄｅｐ
ｏｓｉｔ素为７．０‰。本矿硫同位素分布集中，数值和胶东地区其他金矿具有非常相似的特征，
如玲珑金硫同位素为６．３３‰～８．１５‰，金青顶金矿数值为６．８‰～９
．８３‰，邓格庄为５．６‰～１３．６３‰。胶东各大花岗岩类如郭家岭花岗岩、玲珑花岗岩以及胶东群地
层等也都为０～１０‰左右［１
４］
，说明成矿的硫具有统一的来源，矿石、围岩、岩浆岩及胶东群地层具有密切的联系。从硫同位素数据可以看出，
本矿硫的数值和胶东地区花岗岩很相似，本矿的围岩细晶岩脉及细晶闪长岩脉是花岗岩演化后期的产物，故本矿硫的来源很可能为深部隐伏花岗岩体。４．２ 铅同位素
通过对本矿矿石主成矿阶段的黄铁矿及方铅矿的Ｐｂ同位素进行研究，确定本矿Ｐｂ同位素特征。从流口金矿矿石中挑出２个主成矿阶段黄铁矿样品（２成矿阶段Ｃｐｙ
１－２－２样品，３成矿阶段Ｑ２－２－ｂ－３样品），１个方铅矿（２成矿阶段Ｃｐｙ１－２－２样品）。流口金矿的Ｐｂ同位素测试结果如表３和图５ａ，５ｂ所示。本矿样品的投影点较集中，２个点落在下地壳，１个点落在上地幔与造山带之间（图５ａ
），根据鲍文忠［４］
划分的Ｐｂ同位素的同熔和重熔型特点，
本矿Ｐｂ同位素投点位于同熔型岩浆区域内。和该金矿位于同区的马家窑金矿相比，具有相似的Ｐｂ源特征。两者都为下地壳Ｐｂ，但马家窑有部分位于下地壳和造山带之间，而流口金矿全部为下地壳的Ｐｂ源，说明流口金矿较马家窑金矿物质来源具有更深成性的特征。和胶东其他金矿相比，可以看出明显的演化趋势，
胶东三大成矿带的中部成矿带栖霞－蓬莱金矿带的Ｐｂ位于下地壳附近，胶东东部成矿带牟平－乳山成矿带和胶东西北部成矿带的Ｐｂ均位于下地壳和造山带之间，和中部成矿带相比具有较浅成的Ｐｂ来源特点。胶东西北部和胶东东部成矿带
相比，明显具有更大的２０８Ｐｂ／２０４Ｐｂ和２０６Ｐｂ／２０４
Ｐｂ和
值，显示出胶东西北部含有更多放射铅。图５ｂ中３个点均落在下地壳。说明该矿的物质来源具有深成的特征。玲珑金矿、
焦家金矿、蓬家夼金矿黄铁矿中铅同位素投影点大部分位于地幔与造山带之间。
表３ 流口金矿黄铁矿的Ｐｂ同位素特征
Ｔａｂｌｅ ３ Ｐｂ ｉｓｏｔｏｐｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｌｉｕｋｏｕ ｇ
ｏｌｄ ｄｅｐｏｓｉｔ矿区样品
名称
测试矿物２０６
Ｐｂ／２０４Ｐｂ ２０７Ｐｂ／２０４Ｐｂ
２０８Ｐｂ／２０４Ｐｂ黄铁矿
１６．７０３ １５．２６１
３７．８５２
流口金矿
矿石黄铁矿
１６．３９５ １５．３９５ ３７．３６４方铅矿
１６．４６６ １５．２６１ ３７．９５８
４
６矿 物 岩 石２０１１
４．３ 氢氧同位素
不同成矿流体具有不同的氢氧同位素，因此成矿流体中的氢氧同位素组成是判断成矿流体来源的
重要依据［
１５］
。从流口金矿矿石中挑出３个主成矿阶段黄铁矿样品（２成矿阶段Ｃｐｙ１－２－２样品１个，３成矿阶段Ｑ２－２－ｂ－３样品２个）。根据氧同位素分馏公式：１ ０００ＬｎαＱ－Ｗ＝３
．３８×１０６
×Ｔ－２
－３．４０（Ｃｌａｙ
ｔｏｎ ｅｔ ａｌ，１９７２）［１６］
，计算获得本矿流体包裹体中水的δ１８
Ｏ范围为２．６８‰～３．７２‰，
平均为３．２４‰（表４），采样位置见图２ｂ。在δＤ－δ１８
Ｏ图解中（图５ｃ
），流口金矿、黑岚沟金矿、金青顶金矿、玲珑金矿、焦家金矿、新城金矿和马家窑金矿成矿流体的氢氧同位素数据点集中分布于岩浆水和变质水分布区域的左下方，离大气水较远，说明氢氧来源基本相同，
均为岩浆水和大气水的混合流体。和本区的马家窑金矿相比，相对位置很接近，说明成矿流体来源相近，
具有相似的成矿流体水的来源。表４ 流口金矿δＤ－δ１８
Ｏ同位素特征Ｔａｂｌｅ ４ δＤ－δ１８
Ｏ ｉｓｏｔｏｐｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｌｉｕｋｏｕ ｇ
ｏｌｄｄｅｐ
ｏｓｉｔｓ矿区样品名称测试
矿物δ１８ Ｏ石英／‰δ１８
ＯＨ２Ｏ
／‰δ１８
ＤＨ２Ｏ／‰流口
１１．５７ ３．７２－７６．４８金矿
矿石
石英
１１．８７ ２．６８－７６．８４１１．２６ ３．
３３－７６．２马家窑金矿
矿石［
１７］石英
４．８－９２．８石英包裹体［１８］石英中包体水５．３－６６石英包裹体［１
８］石英中包体水２．２－５８
４．４ 碳氧同位素
虽然碳同位素的分馏机制复杂，单独的Ｃ同位素不利于探讨成矿流体的源区。但只要把碳同位素和氧同位素结合起来（因为不管是碳酸盐还是有机质均是碳氧共生），就能对流体中的ＣＯ２的来源做定性的探讨。一般认为地壳流体中的ＣＯ２主要有三个来源：
海相沉积碳酸盐、沉积有机质和深部的岩浆－地幔源。从这三个源区向成矿流体提供ＣＯ２的主要机制有五种，即碳酸盐矿物的溶解作用和脱碳酸作用，沉积有机质的脱羧基作用和氧化作用，以及岩浆－地幔源的结晶分异－去气作用。因此可以根据以上作用追索ＣＯ２的来源。
通过采集本矿２个２成矿阶段的铁白云石样品（２－Ｓ－Ｃｒ－１和Ｃｐｙ
１－２－２样品，如表１所示）和１个４成矿阶段的方解石样品（样品编号为２－Ｎ－
１，中段为２０３ｍ）。根据Ｃ－Ｏ同位素［１９］
（图５ｄ）
以及表５可知，本矿矿石的两个铁白云石样品均位于花岗岩范
围内，一个方解石样品位于海相碳酸盐溶解趋势线上，介于花岗岩和海相碳酸盐之间，说明该方解石样
品可能是由海相碳酸盐溶解后进入成矿流体形成方解石的。本矿碳氧来源主要是岩浆岩（花岗岩），还有少量的海相碳酸盐来源。和胶东其他类型金矿对比，
和石英脉型金矿（乳山金矿）以及破碎蚀变岩型金矿（焦家、三山岛）基本一致，其别是有部分成矿物质来源于海相碳酸盐。和盆地边缘滑脱带型金矿（蓬家夼）相比，蓬家夼金矿碳氧来源具有更多中基性岩浆岩的贡献。综上可知，
本矿碳氧同位素显示，本矿成矿流体来源主要为岩浆岩，有部分海相碳酸盐的混入，
是岩浆热液型金矿。表５ 流口金矿碳酸盐的δ１３ＣＶ－ＰＤＢ－δ１８
ＯＶ－
ＳＭＯＷ同位素特征Ｔａｂｌｅ ５ δ１３ ＣＶ－ＰＤＢ－δ１８
ＯＶ－
ＳＭＯＷｉｓｏｔｏｐｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｉｎ ｔｈｅＬｉｕｋｏｕ ｇｏｌｄ ｄｅｐ
ｏｓｉｔｓ矿区样品
名称测试矿物Δ１８
ＯＶ－ＳＭＯＷ／‰δ１３ＣＶ－ＰＤＢ
／‰铁白云石８．１－４．１
流口金矿
矿石
铁白云石１０．８－５．８方解石１４．８－１．９马家窑金矿［
４］矿石镁菱铁矿９．６６－５．９１镁菱铁矿
１１．２１－５．１９
５ 结 语
流口金矿是中深成、中高温、围岩为细晶岩脉和细晶闪长岩脉的石英脉型金矿，
和胶东典型的石英脉型和蚀变岩型金矿有明显的差别。围岩和成矿石英脉关系密切，元素组成相似，应为同一源区物质演化的产物。成矿物质主要来源于深部岩浆系统，流口金矿的电气石，
细晶岩脉、马家窑的黑钨矿、白钨矿都显示深部有隐伏岩浆岩。根据Ｐｂ同位素特征流口金矿以下地壳铅为主，以同熔型岩浆为主，沿断裂上升，
在接近地表的断裂中逐步冷却，同时和大气降水混合，最后冷却、沉淀形成矿床。晚三叠世华南与华北板块全面碰撞，
侏罗纪造山带地壳和岩石圈的挤压、拆离、俯冲、缩短、隆升等构造作用达到高潮，早白垩世其引发的华北岩石圈减薄达到高峰，地
幔上涌，地幔和下地壳发生大规模置换［２０］
，壳幔物
质混合，发生了规模巨大的岩浆和构造断裂活动，使本区的基底岩石也发生了重熔－同熔作用，金等成矿元素可能发生局部预富集，为１２０Ｍａ～１１０Ｍａ构造－岩浆－金成矿事件提供有利条件。约１２５Ｍａ古太平洋板块由南西转向北西俯冲，挤压胶东地体，俯冲的古太平洋湿板块可以进一步引发下地壳熔融
和壳幔相互作用［２１］
，成矿元素大量富集，至１１０Ｍａ
古太平洋板块后撤，应力松弛，岩浆－成矿流体得以上升就位形成金矿。
参考文献
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４３５．
ＩＳＳＮ １００１－６８７２（２０１１）０４－００５８－０９； Ｃ
ＯＤＥＮ：ＫＵＹＡＥ２Ｓｙｎｏｐ
ｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ａｕｔｈｏｒ： Ｙａｎ Ｙｕｔｏｎｇ，ｍａｌｅ，２８ｙｅａｒｓ ｏｌｄ，ａ Ｐｈ Ｄ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｌｏｇｙ，ｐｅｔｒｏｌｏｇｙ，ｍｉｎｅｒａｌ ｄｅｐｏｓｉｔ．Ｎｏｗ ｈｅ ｉｓ ｅｎｇａｇｅｄｉｎ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｍｉｎｅｒａｇｅｎｙ ａｎｄ ｅｘｐ
ｌｏｒａｔｉｏｎ ｍｉｎｅｒａｌｏｇｙ．ＰＹＲＩＴＥ ＴＹＰＯＭＯＲＰＨＩＣ ＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣＳ ＡＮＤ ＳＴＡＢＬＥ
ＩＳＯＴＯＰＥＳＴＵＤＩＥＳ ＯＦ ＬＩＵＫＯＵ ＧＯＬＤ ＤＥＰＯＳＩＴ ＩＮ
ＪＩＡＯＤＯＮＧ，ＣＨＩＮＡＹＡＮ Ｙｕ－ｔｏｎｇ， ＬＩ Ｓｈｅｎｇ－ｒｏｎｇ
Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ
ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ａｎｄ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ Ｇｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３，（）
ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｑｕａｒｔｚ ｖｅｉｎ ｔｙｐｅ Ｌｉｕｋｏｕ ｇｏｌｄ ｄｅｐｏｓｉｔ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｑｉｘｉａ－Ｐｅｎｇｌａｉ ｇ
ｏｌｄ ｂｅｌｔ ｏｃ－ｃｕｒｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｐｌｉｔｅ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｔｙｐｏｍｏｒｐｈｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｐｙ
ｒｉｔｅ，Ｓ，Ｐｂ，Ｈ－Ｏ，Ｃ－Ｏ ｉｓｏ－ｔｏｐｅ ｄａｔａ ｏｆ Ｌｉｕｋｏｕ ｇｏｌｄ ｄｅｐｏｓｉｔ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｍａｊｉａｙ
ａｏ，Ｒｕｓｈａｎ，Ｓａｎｓｈａｎｄ－ａｏ，Ｌｉｎｇｌｏｎｇ
ａｎｄ Ｊｉａｏｊｉａ ｇｏｌｄ ｄｅｐｏｓｉｔｓ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆδＦｅ－δＳ，δＦｅ／δＳ－Ａｓ ａｎｄ（Ｆｅ＋Ｓ）－Ａｓ，ｉｔ ｉｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ Ｌｉｕｋｏｕ ｉｓ ａ ｍａｇｍａｔｉｃ ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ ｇｏｌｄ ｄｅｐ
ｏｓｉｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｓｓｅｍ－ｂｌｅｓ ｏｆ Ｃｏ，Ｎｉ，Ｂｉ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｓｎ，Ｔｉ ａｎｄ Ｃｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ
ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｎｄｉ－ｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｒｅ－ｆｏｒｍｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｒｅｓｕｌｔ ｆｒｏｍ ｄｅｅｐ
ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅａｒｔｈ．Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ－ｉｔｙ ｏｆ ｐｙｒｉｔｅ ｒｅｖｅａｌｓ ｍｉｄｄｌｅ ｔｏ ｈｉｇｈ ｏｒｅ－ｆｏｒｍｉｎｇ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓ ｉｓｏｔｏｐｅ ｉｓ ｓｍａｌｌ，ｒａｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ ７．０‰ｔｏ ７．９‰，ａｖｅｒａｇｅ ７．４％，ｓｉｍｉｌａｒ ｔｏ ｔｈｏｓｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｊｉａｏｄｏｎｇ
ｇｏｌｄ ｆｉｅｌｄ．Ｐｂ ｉｓｏ－ｔｏｐｅ ｖａｒｉｅｓ ｓｌｉｇｈｔｌｙ
ａｎｄ ｔｈｅ ２０６Ｐｂ／２０４Ｐｂ，２０７Ｐｂ／２０４Ｐｂ ａｎｄ ２０８Ｐｂ／２０４
Ｐｂ ｒａｔｉｏｓ ａｒｅ １６．３９５～１６．７０３，１５．２６１～１５．３９５ａｎｄ ３７．３６４～３７．９５８，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｓｉｍｉｌａｒ ｔｏ ｔｈｏｓｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｍａｊｉａｙａｏ ｇ
ｏｌｄ ｄｅｐｏｓｉｔ．Ｔｈｅｓｅ ｄａｔａ ａｒｅ ｐｌｏｔｔｅｄ ｎｅａｒ ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｃｒｕｓｔ ｓｅｔｔｉｎｇ
ｏｆ ｔｈｅ Ｚａｒｔｍａｎ ａｎｄ Ｈａｉｎｅｓ（１９８８）ｍｏｄｅｌ．ＴｈｅＤ－Ｏ ｉｓｏｔｏｐｅ ｄａｔａ ｒａｎｇｅ ｆｒｏｍ－１．９ｔｏ－５．８，８．１ｔｏ １４．８，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｓｕｇｇｅｓｔｉｎｇ
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｒｅ－ｆｏｒｍｉｎｇ
ｗａｔｅｒ ｏｒｉｇｉｎ ｉｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｘｔｕｒｅｓ ｏｆ ｍａｇｍａｔｉｃ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｍｅｔｅｏｒｉｃ ｗａｔｅｒ，ｐｒｏｂ－ａｂｌｙ ｄｏｍｉｎａｎｔ ｍａｇｍａｔｉｃ ｃａｒｂｏｎａｔｉｔｅ ａｎｄ ｌｉｔｔｌｅ ｍａｒｉｎｅ ｓｅｄｉｍｅｎｔａｒｙ
ｃａｒｂｏｎａｔｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ ｏｒｅ－ｆｏｒｍｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｒｅ ｍａｉｎｌｙ
ｒｅｓｕｌｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｄｅｅｐ－ｓｏｕｒｃｅ ｆｌｕｉｄｓ ｗｉｔｈ ｍｉｄｄｌｅ ｔｏ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａ－ｔｕｒｅ，ｅｖｅｎｔｕａｌｌｙ ｆｏｒｍｉｎｇ ｍｉｄｄｌｅ ｔｏ ｄｅｅｐ ｍａｇｍａｔｉｃ ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ ｇｏｌｄ ｄｅｐｏｓｉｔ．Ｋｅｙ
ｗｏｒｄｓ： Ｌｉｕｋｏｕ ｇｏｌｄ ｄｅｐｏｓｉｔｓ；ｐｙｒｉｔｅ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｔｙｐｏｍｏｒｐｈｉｓｍ；ｉｓｏｔｏｐｅ；ｇｅｎｅｓｉｓ６
６矿 物 岩 石２０１１
◆思考 ◆名词：晶体、矿物、同质多相、类质同象 标型组合、标型矿物、标型特征。 ◆论述： 1、矿物的空间演化规律？ 地球内部矿物的空间分布为： （1）内核（6371-5155Km）为金属铁、镍和互化物；过渡层（5155-4640Km）没有矿物；外核（4640-2900Km）为液体状态。 （2）地幔中下地幔（2900-600Km）出现0、Si、Al、Fe、Mg矿物。O主要为立方紧密堆积，六方紧堆。Si、Al、Fe、Mg随机进入四面体、八面体；中地幔（660-400Km）中，为高密度Si、Mg氧化物。Si主要进入四面体，Mg进入八面体；上地幔（400-40Km）主要为橄榄石、斜方辉石、透辉石-硬玉、镁铝榴石。 （3）地壳中有绝大多数矿物，下地壳（超基性-基性岩层）矿物为橄榄石、辉石、斜长石、角闪石、石榴石；上地壳（花岗质岩层）为石英、长石、角闪石、多种含氧岩、氢氧化物、卤化物。 （4）岩石圈、水圈、大气圈接触带出现的矿物种类最多。 空间规律为从地核到地幔再到地壳。矿物种类明显增加，化学键种类增加，晶体化学密度降低，对称性降低，由鲍文反应可以看出。 2、矿物的时间演化规律？ 从时间上看，矿物类并非一开始就这么多，而是随着地史发展而增加的，并加速增加。矿物界有机组织在各层次上的演化规律已被认识，从晶格开始到矿物单体，矿物共生次序，组合和集合体，到矿物界结束。地史发展过程中矿物种的主要形成阶段已建立。最一般的演化规律为：1、在地史过程中，与早期相比，矿物种加速增加，矿物组合的复杂化增加；矿物生长体系的相对能量降低和晶体的化学密度减少；混溶现象增加；熵增加；结构和形体的累积变形增加等等。2、从地史早至晚阶段，矿物界从“立方”到“正交”演化到“单斜”或“三斜”，对称降低。3、在地壳上部层，特别是大地水准面，矿物体系复杂聚集。4、矿物界的演化动力是在稳定的能量消耗条件下，矿物体系发展趋向于平衡。 3、电气石矿物的颜色及成分与成因的关系？ 电气石是族矿物的总称，化学成分比较复杂，是以含硼为特征的铝、钠、铁、镁、
野外辨识黄铁矿含金性的理论依据 黄铁矿是金矿中最常见的金属矿物，几乎在所有类型的金矿床中均有出现。它不仅与金矿化有密切的关系，而且是主要的载金矿物。因此，对黄铁矿含金性的研究，一向为野外工作者和学院派所共同热衷。后者因为具有良好的理论水平和研究设备条件，所以从黄铁矿的晶型、反射率、显微硬度、晶胞参数、热电性，甚或穆斯堡尔效应、红外光谱及微量元素特征等方面，对不同标型特征的黄铁矿的含金性都进行了深入的研究，得出了理论依据充分的结论。但由于野外工作条件所限，许多理论成果难以为野外实践所用，无异于纸上谈兵；而前者，则主要依靠野外肉眼（放大镜下）观察黄铁矿的颜色、粒度、晶形以及矿物组合、围岩蚀变等，结合对照化验分析结果，得出经验性的判断，其实践的准确性也很高。但往往知其然不知其所以然，遇到好学者问起理论依据时，不免失语或支吾其词。在综合因素过多时，只依据一两项判别指标所做出的判断，往往面对分析结果会大跌眼镜。本人作为从事金矿工作多年的野外地质工作者就深有体会。因此，在实践为主，理论服务于实践的前提下，对野外实践认识和经验，力图将其上升到理论认识的基础水平上,辨证地使用。于是，查阅有关教科书和文献资料，对有关问题阐释如下： 一、黄铁矿化与金矿化的关系：为什么金矿化与黄铁矿化密切相关？为什么黄铁矿会成为主要载金矿物？ 金是铜族元素，具有很大的单质稳定性，在地球化学性质上具有较强的亲硫性，又具有亲铁性。金元素在含矿热液中常以硫（S）、氯（Cl）、硅（Si）的络合物形式迁移。当热液中有黄铁矿晶体生长时，周围硫的浓度会大为降低（黄铁矿是复硫化物）。则金的络合物趋向于向黄铁矿结晶体附近运动，释出硫分，使金附着于生长中的黄铁矿晶体内。 实际上，毒砂富集金的能力要比黄铁矿更强，因为金可以呈机械混入物形式进入毒砂中，只是毒砂矿物一般含量低，相对少见，所以黄铁矿得以成为主要的载金矿物。 二、黄铁矿晶型与含金性的关系：为什么五角十二面体晶型的黄铁矿比立方体晶型的黄铁矿含金性好？ 黄铁矿在金矿床中最常见的单晶是立方体{100}和五角十二面体{210}晶型，两者及其聚形约占金矿床中黄铁矿总量的90%以上，其他的还有八面体{111}晶型以及半自形、它形集合体，亦有烟尘状微细侵染状集合体。 无论野外经验还是室内研究，普遍的认识都是五角十二面体晶型的黄铁矿比立方体晶型的黄铁矿含金性好，原因何在？ 研究成果认为，这与黄铁矿结晶时的物理化学环境有关：若热液温度较高，矿质析出不多，供应不足，硫逸度较低时，黄铁矿结晶的晶体趋于简单，晶面少，颗粒粗大。也就是说，多形成粒度粗大的立方体晶型的黄铁矿。这种情况下，一方面金的络合物在高温下难以解离使金沉淀（金矿多在中低温条件下形成也是这个道理），另一方面，粒度粗大的立方体晶型相对而言比表面积小，也不利于吸附金，所以，立方体晶型的黄铁矿一般含金性差。若热液温度适中，则矿质析出多，供应充足，硫逸度大时，黄铁矿结晶的晶体趋于复杂，晶面增多，粒度变小，多形成中细粒五角十二面体晶型的黄铁矿及复杂聚形，晶体比表面积增大，有利于金的吸附，因而含金性变好。 三、黄铁矿颜色与含金性的关系：为什么较深色的黄铁矿比浅色的黄铁矿含金性好？ 黄铁矿的理论分子式是FeS2，但在自然界，常有钴（Co）、镍（Ni）类质同像代替铁Fe，当钴（Co）、镍（Ni）类质同像代替铁（Fe）含量大为增加时，则使黄铁矿晶体晶胞增大、硬度降低，表观则反映出颜色变浅。而钴（Co）、镍（Ni）类质同像大量代替铁Fe多发生在热液温度较高时(温度升高有利于矿物中类质同象代替，温度下降则类质同象代替较弱)，所生成的黄铁矿导电类型为电子导型（N型），也指示热液中硫逸度较低，金也难以析出，所以一般情况下，金（Au）与钴（Co）、镍（Ni）往往呈反相关关系。于是不难理解为何浅色
黄铁矿(Pyrite) Fe［S2］ 【化学组成】成分中常见Co、Ni等元素呈类质同像置换Fe，并常见Au、Ag呈机械混入物。 【晶体结构】等轴晶系； 6 h T-Pa3；a 0=0.542 nm；Z=4。黄铁矿是NaCl型结构的衍生结 构(图L-26)，晶体结构与方铅矿相似，即哑铃状对硫离子［S2］2-代替了方铅矿结构中简单硫离子的位置，Fe2+代替了Pb2+的位置。但由于哑铃状对硫离子的伸长方向在结构中交错配置，使各方向键力相近，因而黄铁矿解理极不完全，而且硬度显着增大。 图L-26 黄铁矿晶体 (引自潘兆橹等，1993) 【形态】常见完好晶形，呈立方体{100}、五角十二面体{210}或八面体{111}。在立方体晶面上常能见到3组相互垂直的晶面条纹，这种条纹的方向在两相邻晶面上相互垂直，和所属对称型相符合(图L-27(a))。此外,还可形成穿插双晶,称铁十字(见图L-27(e))集合体常成致密块状、分散粒状及结核状等(图L-28)。 图L-27 黄铁矿晶体 (引自潘兆橹等，1993) 立方体:a{100};五角十二面体:e{210};八面体:o{111}
图L-28黄铁矿晶体集合体 【物理性质】浅铜黄色，表面带有黄褐的锖色；条痕绿黑色；强金属光泽，不透明。无解理；断口参差状。硬度6～6.5。相对密度4.9～5.2。性脆。 【成因及产状】黄铁矿是地壳分布最广的硫化物，形成于多种不同地质条件下。 (1) 产于铜镍硫化物岩浆矿床中，以富含Ni为特征。 (2) 产于接触交代矿床中，常含有Co。 (3) 产于多金属热液矿床中，黄铁矿成分中Cu、Zn、Pb、Ag等含量有所增高。 (4) 与火山作用有关的矿床中，黄铁矿成分中As、Se含量有所增多。 (5) 外生成因的黄铁矿见于沉积岩、沉积矿床和煤层中，往往成结核状和团块状。 在地表氧化条件下，黄铁矿易于分解而形成各种铁的硫酸盐和氢氧化物。铁的硫酸盐中以黄钾铁矾为最常见；铁的氢氧化物中以针铁矿最为常见，它是构成褐铁矿的主要矿物成分。褐铁矿有时呈黄铁矿假象。 【鉴定特征】据其晶形、晶面条纹、颜色、硬度等特征可与相似的黄铜矿、磁黄铁矿相区别。 【主要用途】为制造硫酸的主要矿物原料，也可用于提炼硫磺。当含Au、Ag或Co、Ni 较高时可综合利用。
矿物是自然作用的产物，其形成、稳定和变化都无不受热力学条件所制约，同时环境的物理化学条件的差异又往往导致矿物在成分、结构、形态及物理性质上的细微变化。因此，矿物成因的研究一直是矿物学中的一个非常重要的课题，并已发展成为现代矿物学中的一个独立的分支学科——成因矿物学。 一、形成矿物的地质作用 矿物的成因通常是按地质作用来分类的。根据作用的性质和能量来源，一般将形成矿物的地质作用分为内生作用、外生作用和变质作用。 1 内生作用 内生作用(endogenic process)主要指由地球内部热能所导致矿物形成的各种地质作用，包括岩浆作用、火山作用、伟晶作用和热液作用等各种复杂的过程。 (1) 岩浆作用(magmatism)：是指由岩浆冷却结晶而形成矿物的作用。岩浆是形成于上地幔或地壳深处的、以硅酸盐为主要成分并富含挥发组分的高温的熔融体。 (2) 火山作用(volcanism)：实际上是岩浆作用的一种形式，为地下深处的岩浆沿地壳脆弱带上侵至地面或直接喷出地表，迅速冷凝的全过程。 火山作用形成的矿物以高温、淬火、低压、高氧、缺少挥发分的矿物组合为特征，甚至形成非晶质的火山玻璃。由于挥发分的逸出，火山岩中往往产生许多气孔，并常为火山后期热液作用形成的沸石、蛋白石、玛瑙、方解石和自然铜等矿物所充填。 (3) 伟晶作用(pegmatitization)：是指在地表以下较深部位的高温高压条件下所进行的形成伟晶岩及其有关矿物的作用。 伟晶作用中形成的矿物最明显的特点是：晶体粗大，富含SiO 2、K 2 O、 Na 2 O和挥发分(F、Cl、B、OH等)(如石英、长石、白云母、黄玉和电气石等)及稀有、稀土和放射性元素(Li、Be、Cs、Rb、Sn、Nb、Ta、TR、U、Th等)(如锂
主要金矿类型的地质特征与矿床实例 (2006-1-10) 一、岩桨一热液金矿床 本类金矿床分布于古地块周围断陷盆地的边缘，或两个构造单元之间的深断裂带附近。滨太平洋构造岩浆活动带控制了本类型的矿床，如密山一清源深断裂，郯城一庐江深大断，裂浙闽沿海的丽水一海丰深断裂带等。混合岩化一交代重熔、同熔型花岗岩类与含金建造变质岩系有着内在联系，所形成的含金花岗岩或偏碱性的花岗岩类小侵入体，岩株对岩浆期后热液金矿床有直接的控制作用，本类型金矿床可分3个亚类： （一）重熔岩浆热液金矿床 成矿母岩为含金的重落型花岗石。在燕山期，它们沿着深切基底的断裂构造侵入到不同时代的盖层中。金矿化多沿台、槽分界断裂私隆起区的边缘断裂展布。在隆起区以金矿化为主，伴有多金属矿化，在凹陷区以多金属矿化为主，而在过渡带则为金一多金属矿化。在侵入体内为石英细脉浸染型金矿化，含金黄铁矿石英细脉带产于岩体的边缘或其顶部，而含金石英脉带赋存于接触带和围岩的构造裂隙中。 河北峪耳崖金矿床实例： 燕山期花岗杂岩体居于矿区中心。同位素年龄1．4亿年。呈北东一南西向分布，岩体的长轴方向与区域构造线一致，长2 km，宽0.7km，平面上中间膨大两端狭小，呈一菱形状（图1一4）侵入于长城系高于庄组白云岩中，接触带局部有矽卡岩化现象。侵入杂岩体主要由同源不同阶段侵入的似斑状斜长花岗岩和黑云母花岗岩组成。金矿化带主要分布于内接触带附近和岩体中，仅极少数分布于自云岩或岩枝边部的断裂构造中，白云岩中的矿体，一般距接触带50-100m。 成矿断裂主要有两组，一组走向北40o一80o东，倾向北西，倾角400-80o，贯穿全区，规模较大，破碎带发育，另一组走向为2900-280o倾向北东，倾角40o一60o，仅在若休内部发育，与第一组斜交，规模小。 已查明地表矿带有14条，深部盲矿带10余条，每一矿带由1一6条矿体组成。大多数矿带平行于岩体长轴方向，呈平行脉状，雁行排列，地表规模较大，长几百米，厚度不足1 m,最厚5 -10M。 含金地质体共有3种：①含金黄铁矿石英脉；②含金黄铁矿石英细脉带；③含金破碎蚀变带。围岩蚀变强烈，以黄铁矿化、绢云母化、硅化、钠长石化为主。 金矿物以自然金为主，其次有银金矿和啼金矿，金属矿物有黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、辉翎矿等。金品位为5.37-9. 01ｇ/t,一般在7 ｇ/t以上。矿石铅属古老正常铅，模式年龄为15亿年．
矿物：在一定的地质条件下形成，具有一定的化学成分和物理性质，并在一定的物理化学条件下稳定存在的单质或化合物叫矿物。矿物是组成岩石和矿石的基本单位。 晶质体：凡是内部质点作规则排列，具有格子构造的物质称为结晶质，结晶质在空间的有限部分称为晶体。晶质在合适的条件下能生成规则的几何外形（晶体）。如石盐、黄铁矿等。非晶质体：内部质点无规律排列，不具固定的几何外形，如玻璃，蛋白石。 自然界大多数矿物都是以晶质矿物形态出现，如水晶（石英的晶体），钻石（金刚石晶体），冰洲石（方解石晶体），蓝宝石（刚玉晶体），碧玺（电气石晶体），海兰宝石，祖母绿（绿柱石晶体）等。 晶质体与非晶质体在一定的压力、温度条件下可以互相转化，非晶质体总是趋向于向晶质体转化，因为晶质具最小内能。如玻璃的老化 空间格子：表示晶体内部构造中质点重复规律的几何图形 空间格子要素：结点，行列，面网，平行六面体（晶胞） 单体形态:在条件允许的情况下，自然界中的矿物总是趋向于生长成具有一定规则几何外形的多面体形状，其形状取决于其晶体结构和生成时的物理化学条件。同一化学成分的矿物在不同的生成条件下可以长成不同的几何外形。 单形：由同一形状、大小的晶面组成，如立方体黄铁矿 聚形：由两种或两种以上的晶面组成。如石英 双晶：同种矿物的两个或两个以上的晶体规则连生称为双晶。（旋转后或中心反伸后可重合或互成镜像） 歪晶：在实际晶体生长过程中，常受外界条件的影响而偏离其理想形态。 、断口：矿物受力后不沿结晶方向破裂而成的断面。贝壳状断口，参差状断口，锯齿状断口，土状断口 类质同象：晶体结构中的某些质点（离子、原子或分子）被性质相似的质点以各种比例相互置换或取代，而晶体结构类型、化学键性和离子正负电荷的平衡保持不变或基本不变，仅晶胞参数和物理性质发生变化的现象。 完全类质同象：如Fe橄榄石—Mg橄榄石 不完全类质同象（有限类质同象）：如铁闪锌矿 同质异象（同质多象）：化学成分相同的物质，在不同的物理化学条件下，可以生成具有不同结晶构造，从而具有不同的形态和物理性质的矿物，这种现象叫同质异象。如石墨和金刚石 成因矿物学是研究矿物和矿物共生组合的形成、稳定和变化的条件，以及反映这些条件的矿物学特征的学科。 成因矿物学的研究内容 1.研究矿物及其共生组合的起源、发生、发展和变化的条件及过程。 2.研究矿物及其共生组合在时间和空间上的分布和演化规律。 3.研究不同物理化学条件下矿物的成分、结构、形态、物性等标型特征。 4.成因矿物学的模拟研究 例：（1）地质温压计。（2）实验矿物（岩石）学。 成因矿物学研究的一般工作步骤 1）调查和了解工作区的地质背景。 2）收集工作区前人的岩石、矿石和矿物资料。 3）系统采集有代表性的标本，进行鉴定和测试分析。 4）广泛收集有关矿物的文献资料作统计分析，找出成因标志。 5）推断工作区矿物的成因，追溯矿物平衡条件，探索矿物及其共生组合演变的规律。
成因矿物学复习资料 一、名词解释（阐述下列概念，要求举例说明，5*8=40分）） 1、成因矿物学：是研究矿物及矿物共生组合的形成（发生、成长）、演化（存在、变化）的过程和条件，以及反映该过程和条件的标志和信息的矿物学特征的一门基础地质科学。最终与其他地质学科相结合，从阐明矿物的形成、演化机理入手，解决基础地质研究及找矿勘探中的理论和实际问题。 例如锡石的形态及物性特征在一定程度上可以揭示其形成时的地质环境、地球化学背景、物理化学条件等信息。伟晶岩型：{111}为主，Nb、Ta含量高，黑色；热液型：{110}+{111}为主，含Nb、Ta，W、Zr含量高，褐色；接触交代型：{110}为主，不含Nb、Ta，富含Ag、Cu、Pb及Zn，褐色； 2、矿物标型：矿物标型是一种地质成因信息的标志，是一种矿物及其共生组合和组构对其形成环境的表征。这种表征可以通过标型矿物、标型组合、标型组构以及矿物的标型特征去实现。即根据矿物及矿物组合的形态、成分、性质、成因产状等特征及其彼此间的内在联系、对介质的依赖关系等信息，寻找反映介质状态和条件的宏观标志（形态、物性及组构等）和微观标志（成分、同位素特征、晶胞参数、有序—无序结构、类质同像、同质多像、多型等），即矿物的标型性。例如锆石在不同的岩石组合中具有不同的晶体形态，利用锆石的晶体形态判断其形成环境的过程就是矿物标型。A.碱性火山岩，或偏碱性花岗岩，锆石为粒状；B.正常花岗岩，锆石为短柱状；C.中-基性火山岩，锆石为长柱状。 3、标型矿物：在特定的条件下形成的矿物，这种矿物可作为一定形成条件的标志。例如：斯石英只产生于陨石冲击坑中，是高压冲击变质成因的标志矿物。 4、封闭体系和开放体系：将由地质作用形成的岩石或矿石等视为热力学体系。严格讲，自然地质作用多为开放体系。为了研究问题方便，人们一般将岩浆岩、角岩及狭义的区域变质岩视为近封闭体系，而把接触交代岩、混合岩，以及各种外生成岩作用形成的岩石视为开放体系。封闭体系特征：①物质不变，但其浓度、体积可以发生变化的体系；②该体系与外界环境只有能量交换，而无物质交换。自然界中的封闭体系多为近似的封闭体系。开放体系特征：在一定条件下可以交换物质的体系，既有能量交换，又有物质交换。 5、矿物共生组合：同一成因、同一成矿期（或成矿阶段）所形成的不同矿物共存于同一空间。即：同时形成或从同一来源的成矿溶液中依次析出的矿物构成矿物的共生组合。体系中的组分及物理化学条件决定着矿物的共生组合。因此，矿物共生组合是反映其形成条件的重要标志，是成因矿物学研究的一个重要方面。例如在不同的温度环境下有不同的元素、矿物组合。高温热液作用（矿床）：W、Sn、Bi、Mo，黑钨矿、锡石、辉铋矿、辉钼矿；中温热液作用（矿床）：Cu、Pb、Zn，黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿；低温热液作用（矿床）：Sb、Hg、As，辉锑矿、辰砂、雄黄、雌黄。 6、矿物共生分析：应用热力学方法，研究岩石和矿床的形成条件，共生矿物的析出途径，彼此替代关系的顺序。如：超基性岩——橄榄石、斜方辉石、普通角闪石、基性斜长石、铬石榴石、铬铁矿、次生蛇纹石等，不会出现石英。 7、矿物相律：p ≤c，它表示在一定的P—T范围内，同时稳定存在的矿物相的最大数目（p），小于或等于组成该岩石的独立组分的数目（c）。意义：①在一定的P-T范围内，同时稳定存在的矿物相的最大数目(p) 等于组成该岩石的独立组分的数目(c) ，即n个组分组成的体系中，共存矿物不会超过n种；②确定矿物组合的规律；③只适用于封闭体系。例如：由SiO2+Al2O3构成的2元体系，在任意T和P条件下，达到平衡时，则共存矿物数量应为2（或≤2）。蓝晶石、红柱石、夕线石、刚玉和石英中都存在以上两种组分，但在平衡条件下，不可能有两个以上的矿物稳定存在。
黄铁矿因其浅黄铜的颜色和明亮的金属光泽，常被误认为是黄金，故又称为“愚人金”。 黄铁矿是铁的二硫化物。纯黄铁矿中含有46.67%的铁和53.33%的硫。一般将黄铁矿作为生产硫磺和硫酸的原料，而不是用作提炼铁的原料，因为提炼铁有更好的铁矿石。黄铁矿分布广泛，在很多矿石和岩石中包括煤中都可以见到它们的影子。一般为黄铜色立方体样子。黄铁矿风化后会变成褐铁矿或黄钾铁矾。 黄铁矿化学成分是FeS2，晶体属等轴晶系的硫化物矿物。成分中通常含钴、镍和硒，具有NaCl型晶体结构。常有完好的晶形，呈立方体、八面体、五角十二面体及其聚形。立方体晶面上有与晶棱平行的条纹，各晶面上的条纹相互垂直。集合体呈致密块状、粒状或结核状。浅黄（铜黄）色，条痕绿黑色，强金属光泽，不透明，无解理，参差状断口。摩氏硬度较大，达6-6.5，小刀刻不动。比重4.9―5.2。在地表条件下易风化为褐铁矿。 如何识别“愚人金”和真正的黄金呢？只要拿它在不带釉的白瓷板上一划，一看划出的条痕（即留在白瓷板上的粉末），就会真假分明了。金矿的条痕是金黄色的，黄铁矿的条痕是绿黑色的。另外，用手掂一下，手感特别重的是黄金，因为自然金的比重是15.6―18.3，而黄铁矿只有4.9―5.2。 黄铁矿是分布最广泛的硫化物矿物，在各类岩石中都可出现。黄铁矿是提取硫和制造硫酸的主要原料，它还是一种非常廉价的古宝石。在英国维多利亚女王时代（公元1837—1901年），人们都喜欢饰用这种具有特殊形态和观赏价值的宝石。它除了用于磨制宝石外，还可以做珠宝玉器和其它工艺品的底座。世界著名产地有西班牙里奥廷托、捷克、斯洛伐克和美国。中国黄铁矿的储量居世界前列，著名产地有广东英德和云浮、安徽马鞍山、甘肃白银厂等。 晶体化学 理论组成(wB%)：Fe 46.55，S 53.45。常有Co、Ni类质同像代替Fe，形成FeS2—CoS2和FeS2—NiS2系列。随Co、Ni代替Fe的含量增加，晶胞增大，硬度降低，颜
黄铜矿（Chalcopyrite）CuFeS2 化学组成:Cu 34.56%,S34.92%。当形成温度高于200℃时，其成分与理想化学式比较，S 不足，即（Cu+Fe）:S>1。形成温度越高，缺S便越多。形成温度低于200℃ 时，其成分与理想化学式一致，即（Cu+Fe）:S=1。混入物有Mn、Sb、Ag、 Zn、In、Bi等。 成因产状: 黄铜矿可形成于多种地质条件下。它出现于与基性岩有关的铜镍硫化物岩浆矿床中。它是斑岩铜矿中的主要矿物成分之一。接触交代矿床中的黄铜矿系后期热液作用的产物。在某些沉积成因（包括火山沉积成因）的层状铜矿中。 主要产地: 犹它州宾安、蒙大那州孤山、宾夕法尼亚州切斯特区、亚利桑那州、新墨西哥 州；安大略省、魁北克省；英格兰；瑞典；西班牙；墨西哥 名称来源:黄色，含铜的矿物。英文名chalcopyrite来自希腊语，chalkos指铜，pyrife指 火一般的。 也称铜质黄铁矿 图1.黄铜矿图2.黄铜矿图3.黄铜矿 晶体结构 对称特点: 四方晶系；点群42m。空间群I42d 晶胞参数:a o=5.24?；c o=10.32?；Z=4。 晶体结构: 晶体结构类似闪锌矿，即其单位晶脆好似由两个闪锌矿昌脆叠加而成。黄铜矿常呈四方四面体晶形。常见者为致密块状或粒状 晶体形态 单晶体不常见，晶形呈四方四面体、四方偏三角面体、四方双锥。 块大或紧凑；有时生有双晶 物理性质 硬度:3-4 比重: 4.1-4.3 解理:不良 断口:贝壳状至不整齐 颜色:黄铜色，但往往带有暗黄或斑状锖色 条痕:绿黑色 透明度:不透明 光泽:金属光泽
发光性: ---- 折射率: ---- 其他性脆。能导电。溶于硝酸。 [鉴定特征] 黄铜矿与黄铁矿相似，但可以其更黄的颜色和较低的硬度加以区别。 在特定条件下，它转化成辉铜矿，靛铜矿，硅孔雀石和孔雀石。 黄铜矿 矿物名称：黄铜矿(含砷铂矿) Chalcopyrite(Sperrylite bearing) ::矿物概述 化学组成：CuFeS2,Cu铜34.56%，Fe30.52%，S34.92%。 鉴定特征：黄铜矿，可以从它的颜色和条痕当中鉴别出来;它和黄铁矿相像，但是硬度不如黄铁矿，黄铁矿的硬度是6-6.5；它和金类似，但是硬度比金高，也比金脆，金的硬度是 2.5-3；它和黄铁矿一样，在野外很容易被误会为黄金，因此被称为愚人金(Fool's Gold); 成因产状：黄铜矿分布很广，可在各种条件下形成;主要有以下几种类型：岩浆型：在与基性、超基性岩有关的铜镍硫化物或钒钛磁铁矿床中，形成的温度较高，与磁黄铁矿、镍黄铁矿密切共生；接触交代型：黄铜矿经常充填交代石榴子石或透灰矿等矿物，与磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿等共生； 著名产地：世界主要产地有中国长江中下游地区、川滇地区、山西南部中条山地区、甘肃的河西走廊、西藏高原及智利、南非、赞比亚、澳大利亚和英国的Cornwall、瑞典的Falun、捷克的Schemnitz、德国Saxony的Freiberg、西班牙的RioTinto、美国Montana州的Butte、Utah州的Bingham、Tennessee州的Ducktown等地。 名称来源：来自希腊语χαλκοs,含有黄铜(brass)的黄铁矿； ::晶体形态 四方偏三角面体晶类。常见单形：平行双面c(001)，四方四面体、四方柱m(110)、四方双锥。由于正、负四方四面体或四方双锥比较发育，使晶体多呈假四面体或八面体状。 ::
煤层中黄铁矿的过程 在煤田勘探过程中,通过对黄铁矿结核层和煤层中的黄铁矿进行测试,结果表明黄铁矿结核层中的黄铁矿密度远大于煤层中的黄铁矿的密度,并且在强度、磁性方面前者都明显强于后者。二者同属沉积作用下的结晶矿物,其生成过程中的环境因素是造成物理性质差异的主要原因。 沉积黄铁矿生成的一般规律 在有游离氧存在的条件下,二价铁会很快的被氧化生成Fe (OH) 3 胶体。一般认为形成黄铁矿的铁质是以Fe (OH) 3 胶体溶液的形式被地表水带出风化壳,并在适量腐植酸的保护下或者Fe3 +与腐植酸结合形成稳定的腐植酸络和物被搬运到沉积盆地中的。沉积物中的Fe3 +离子在强还原环境下被还原为Fe2 + 离子,Fe2 +离子与细菌分解有机物或硫酸盐还原菌还原沉积物中的硫酸盐过程中产生的大量H2S化合形成水陨硫铁(FeS. nH2O) 或称单硫铁,水陨硫铁与元素硫反应形成胶黄铁矿(FeS2. nH2O) ,胶黄铁矿结晶脱水变成黄铁矿(FeS2) 。这些元素硫可以是硫化氢与沉积物中溶解的氧反应而成,也可以是由排硫杆菌等硫化细菌把硫化氢氧化而成,此外有些硫化细菌的细胞中也赋存着硫。 由此可以看出沉积黄铁矿的形成过程具有以下特点: ①.胶体化学形式进行的铁质搬运过程; ②.处于强还原环境,Fe3 +被还原为Fe2 +; ③.在富有机质或硫酸盐的环境下细菌参与的生物化学反应过
程; ④.硫元素参与反应最终形成黄铁矿矿物。 成因分析 1.黄铁矿结核层中的黄铁矿就韩台煤田而言,黄铁矿结核层应产生于浅海环境的强还原带内。由于由海岸向深海存在着一个氧化到还原的环境,从海盆地边缘向深处,除了依次沉积碎屑岩、粘土岩、碳酸岩和有机岩外,铁矿物也相应的出现不同的相,由浅至深依次为氧化物相、硅酸盐相、碳酸盐相和硫化物相。黄铁矿生成于浅海环境下较深地带,处于强还原环境,一般Eh 在- 013～- 015 之间,PH 值在712～910 之间。在浅海的强还原带内Fe3 +离子被还原为Fe2 + 离子,由于盆地底部的细粒沉积物中含有大量的细菌和有机质,细菌分解有机质产生大量的H2S,与沉积物中的Fe2 + 离子反应生成水陨硫铁胶体,同时由于沉积物上部水体中具有充分的游离氧,并且开阔的海洋环境有利于氧的循环,致使部分逸出的H2S在上升过程中被氧化生成元素硫沉积到盆地底部。另一方面沉积物中溶解的氧也可能参与了H2S 的氧化过程。这样,首先生成的水陨硫铁与元素硫反应形成了胶黄铁矿,并进一步在聚集过程中结晶脱水最终形成结核状黄铁矿矿层。 煤层中的黄铁矿 2.煤层属滨海沼泽相沉积,一般认为海水中丰富的硫酸根离子是生成海陆交互相煤层中富硫的主要原因,而且主要以铁的硫化物—
第30卷 第4期 吉 林 地 质 Vol.30 No.42011年12月 JILIN GEOLOGY Dec. 2011 文章编号：1001—2427（2011）04 - 19 -收稿日期：2011-10-16；修订日期：2011-11-28 作者简介：牛玉生（1979--）， 男，山东沂源人，吉林省有色金属地质勘查局工程师. 吉林小西南岔金铜矿床主要金属矿物的成因矿物学特征 牛玉生1 ，王 政2 ，叶满华 3 1.吉林省有色金属地质勘查局，吉林 长春 130021； 2.吉林省有色金属地质勘查 局604队，吉林 吉林 132000；3.通化市国土资源局，吉林 通化 134000 摘 要： 本文通过对矿床中主要金属矿物黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿的成因矿物学研究，指出黄铁矿中Co/Ni、S/Se、Se/Te、Au/Ag比值均显示出岩浆热液成因特征；黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿的硫同位素组成具深源岩浆源流特征，并随成矿深度发生有规律的变化；黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿中某些微量元素质量分数北山矿段与南山矿段之间有一定差别，显示出矿床的分带性；矿床形成温度为中低温。关键词：小西南岔；金铜矿床；主要金属矿物；成因矿物学特征中图分类号：P 571 文献标识码：B The main metallic mineral’s origin mineralogy features of Xiaoxinancha gold-copper deposit of Jilin Province NIU Yu-sheng 1 ,WANG Zheng 2 ,YE Man-hua 3 1.Bureau of Nonferrous Metal Geological Prospecting of Jilin Province, Changchun 130021, Jilin, China; 2.Team 604, Bureau of Nonferrous Metal Geological Prospecting of Jilin Province, Jilin 132000, Jilin, China; 3. Land and Resources Bureau of Tonghua City, Tonghua 134000, Jilin, China Abstract: After the origin mineralogy study of the main metallic mineral such as pyrite, pyrrhotine, chalcopyrite in the deposit, we know that the ratios of Co/Ni,S/Se,Se/Te,Au/Ag in pyrite show magma hydrothermal origin features; the sulfur isotope constitutes of pyrite,pyrrhotine,chalcopyrite have deep-focus magma headstream feature, and happening disciplinary change as mine depth change; the microelement contents in pyrite, pyrrhotine, chalcopyrite have some different between north mountain ore block and south mountain ore block, it shows the zoning structure of the deposit; the temperature is middle—low temperature when the deposit emerged. Key words: Xiaoxinancha ; gold-copper deposit ; main metallic mineral ; origin mineralogy features 1 矿区地质概况 小西南岔金铜矿床位于吉林省珲春市北东部,大地构造位置处于吉黑地槽东部的滨太平洋活化带上，汪清—珲春燕山期内陆断陷盆地边缘隆起区，五道沟断褶带的北端。 矿区地层主要为二叠系浅变质岩系，包括斜长角闪岩、红柱石板岩、含炭质板岩、云英角岩等，多成支离破碎的俘虏体和顶托形式零星分布于海西晚期闪长岩-斜长花岗岩侵入体中。 矿区岩浆岩极为发育，主要为海西晚期闪长岩系列（钾氩年龄212～234 Ma ）和斜长花岗岩系列（钾氩年龄206 Ma ），印支期花岗闪长岩，斜长花岗岩系列（钾氩年龄197 Ma 、锆石铀-铅年龄 170～180 Ma ），燕山期花岗斑岩和闪长玢岩脉，后者钾氩年龄为130～134 Ma ，与金铜矿脉密切伴生。 矿区断裂构造十分发育，具有多期性和继承性活动特点，主要为近SN 向的压扭性断裂构造和NW —NNW 向的张扭性断裂构造，沿断裂构造有闪长玢岩脉充填，金铜矿脉沿断裂构造及节理裂隙充填。 该矿床以香房河为界分为北山矿段和南山矿段两部分，矿脉主要赋存于海西晚期闪长岩体内和燕山期闪长玢岩脉的上、下盘。在北山矿段，矿体呈单脉状、复脉状和密脉状，呈NW —NNW 走向，倾向自西向东由向东倾→近直立→向西倾。在南山矿段，矿体主要呈单脉状，主要矿脉呈SN 走向， 6
金矿床中黄铁矿的成因矿物学特征 摘要：黄铁矿是重要的载金矿物，其标型特征能够指示诸多成矿信息。文中总 结了金矿床中黄铁矿的形态标型、成分标型、晶胞参数特征、热电性特征以及成 矿温度等信息，从中提取出各参数对黄铁矿成因的影响以及不同成因黄铁矿矿床 的特征。 关键词：黄铁矿；成因矿物学 1.黄铁矿的形态标型 矿物的形态受其化学成分、内部结构及其地质环境的制约，记录了晶体发生、生长及变化的全部历史。黄铁矿生长过程中随着粒径增大，表现为不同的晶形， 最优位置的F 面{100}和次优位置的{210}和｛111｝面有不同消长趋向。同时黄铁 矿晶形还反映了形成时流体的性质，立方体{100}反映成矿流体中硫浓度不高，高 温或低温环境。五角十二面体{210}反映成矿流体为富硫的中温环境[3]。从颜色来看，一般富金的黄铁矿多为浅黄色、黄色、暗黄色，而浅黄白色的黄铁矿含金量低。 2. 黄铁矿成分标型 2.1主量元素标型 主量元素S/Fe比值特征：黄铁矿的主元素中w（S）理论值为53.45%，w （Fe）理论值为46.55%[4]，S/Fe理论标准值为2.00。S/Fe＜2 属于S亏损型[5]； S/Fe＞2属于Fe亏损型。 外生黄铁矿多硫而内生黄铁矿亏硫。对于内生矿床中黄铁矿亏硫由多至少的 顺序为：黄铁矿型铜矿床、多金属硫化物矿床→斑岩型铜矿床→低温热液矿床→ 与超基性岩有关的铜镍矿床→与火山作用有关的低温热液型高岭土矿床。 沉积成因的黄铁矿主要化学组分铁和硫含量与理论值相近或硫的含量略多， 内生黄铁矿型铜矿床、多金属矿床中的黄铁矿与标准值相比亏硫[6]。并且一般认 为热液中铁含量增加可提高硫化物的溶解度，有利于热液从深部携带更多的成矿 物质或在运移过程中溶解更多的有益组分，从而使金富集。 2.2 微量元素标型 黄铁矿的微量元素及其含量是其主要标型特征之一，不同的成矿条件与地质 作用，微量元素的含量及其比值会有不同的变化。黄铁矿中的微量元素包括两部分：一是呈类质同象替代形式进入黄铁矿晶格的元素，如替代Fe的Co、Ni元素 和替代S的As、Se、Te等素[7]；二是呈机械混入物形式存在于黄铁矿中的元素，如Au、Ag、Cu、Pb、Zn和Sn等元素[8]。 2.2.1 Co/Ni值特征 黄铁矿Co/Ni值可以反映黄铁矿成因，具有标型意义[9]。在探讨矿床成因类 型及成矿作用时指示作用明显，Co/Ni比值变化范围较大，在3.75～40之间，平 均为10。随热液成矿作用演化，黄铁矿Co/Ni比值明显降低，而动力变质作用也 使黄铁矿Co/Ni比值降低，但脱Ni程度相对更高。火山成因的黄铁矿Co/Ni＝5～22；沉积成因Co/Ni一般小于 0.63；热液成因Co/Ni一般为1.17；岩浆热液成因 且Co/Ni＝0.09～12［10］。 2.2.2 Se特征 Se是黄铁矿的标型元素之一。沉积成因黄铁矿含Se低（0.5×10-6～2×10-6），
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/9510272064.html, 黄铁矿的成因研究及意义 作者：武俊叶陈显玉 来源：《科学导报·学术》2019年第49期 摘 ;要：不同地区不同矿床形成的黄铁矿不同，黄铁矿主要存在于金矿床，铜矿床，以及低温热液型矿床中。本文主要综述了几种黄铁矿的成因分析，从而得出其形成环境及形成意义。对黄铁矿的形态标型特征，微量元素标型特征，稀土元素标型特征，热电性标型特征，及晶胞参数等的分析研究判断矿床成因，及黄铁矿形成环境。从黄铁矿的标型特征中寻找地质意义，以前人的研究成果，存在的问题为依据，进行更深的研究方向。 关键词：黄铁矿;成因研究;研究现状 引言 对不同类型黄铁矿进行综述，阐明其研究现状，对黄铁矿的各个标型特征，进行总结概括。从而能从不同角度分析探讨黄铁矿的成因，为找矿，勘测，矿床成因的分析提供依据。对黄铁矿成因研究存在的问题需要加强注意，在进行分析探讨时要格外注意。对黄铁矿新方面的研究高度重视，解决更多地质方面的问题。 1.研究现状 黄铁矿（FeS2）为浅黄铜色，表面具有黄褐色，条痕为绿黑或褐黑，具有强金属光泽，不透明，无解理，硬度为6-6.5，。黄铁矿具有的非常明显的物理性质是热电性和电阻率。对于金矿找矿来说，这两个物理性质非常重要，与金矿床含金性有很大的联系，尤其是热电性，为找矿，矿产测评工作提供大量依据。 黄铁矿主要存在矿床中，不同成因的矿床，其黄铁矿的形态，结构，构造，伴生矿物也不同。对于沉积作用形成的黄铁矿主要为呈草莓状结构的草莓状黄铁矿，而热液作用分为5个阶段，黄铁矿主要出现在二，三，四阶段。热液成矿作用形成的矿床体系中，黄铁矿是其主要组分，如斑岩型铜矿床、火山成因块状硫化物矿床、IOCG 矿床、卡林型金矿床和浅成低温热液型金矿床等。并且，它也是地壳中分布最广的硫化物。研究黄铁矿的各种特征，来反应其形成环境，为黄铁矿的成因研究提供基础。对黄铁矿标型特征的研究有很大的发展。近年来，黄铁矿的矿物学研究也很迅速，主要研究黄铁矿的形态及分布特征，物理特征，成分特征及微量元素，矿石形态特征等，也为矿床成因问题的研究提供了基础。不同地区黄铁矿的特征不同，形成的成因也不同。 1.1黄铁矿晶体形态标型特征
煤层中黄铁矿的过程 在煤田勘探过程中 ,通过对黄铁矿结核层和煤层中的黄铁矿进行测试 ,结果表明黄铁矿结核层中的黄铁矿密度远大于煤层中的黄铁矿的密度,并且在强度、磁性方面前者都明显强于后者。二者同属沉积作用下的结晶矿物 ,其生成过程中的环境因素是造成物理性质差异的主要原因。 沉积黄铁矿生成的一般规律 在有游离氧存在的条件下 ,二价铁会很快的被氧化生成 Fe (OH) 3 胶体。一般认为形成黄铁矿的铁质是以 Fe (OH) 3 胶体溶液的形式被地表水带出风化壳 ,并在适量腐植酸的保护下或者 Fe3 +与腐植酸结合形成稳定的腐植酸络和物被搬运到沉积盆地中的。沉积物中的 Fe3 +离子在强还原环境下被还原为Fe2 + 离子 ,Fe2 +离子与细菌分解有机物或硫酸盐还原菌还原沉积物中的硫酸盐过程S化合形成水陨硫铁 (FeS. nH2O) 或称单硫铁 ,水陨硫铁与元中产生的大量H 2 素硫反应形成胶黄铁矿(FeS2. nH2O) ,胶黄铁矿结晶脱水变成黄铁矿(FeS2) 。这些元素硫可以是硫化氢与沉积物中溶解的氧反应而成 ,也可以是由排硫杆菌等硫化细菌把硫化氢氧化而成 ,此外有些硫化细菌的细胞中也赋存着硫。 由此可以看出沉积黄铁矿的形成过程具有以下特点 : ①胶体化学形式进行的铁质搬运过程 ; ②处于强还原环境 ,Fe3 +被还原为 Fe2 +; ③在富有机质或硫酸盐的环境下细菌参与的生物化学反应过程 ; ④硫元素参与反应最终形成黄铁矿矿物。 成因分析 1 黄铁矿结核层中的黄铁矿就韩台煤田而言 ,黄铁矿结核层应产生于浅海环境的强还原带内。由于由海岸向深海存在着一个氧化到还原的环境 ,从海盆地边缘向深处 ,除了依次沉积碎屑岩、粘土岩、碳酸岩和有机岩外 ,铁矿物也相应的出现不同的相 ,由浅至深依次为氧化物相、硅酸盐相、碳酸盐相和硫化物相。黄铁矿生成于浅海环境下较深地带 ,处于强还原环境 ,一般 Eh 在 - 013～ - 015 之间 ,PH 值在 712～910 之间。在浅海的强还原带内 Fe3 +离子被还原为 Fe 2 + 离子 ,由于盆地底部的细粒沉积物中含有大量的细菌和有机质 ,细菌分解有机质产生大量的 H2S,与沉积物中的 Fe2 + 离子反应生成水陨硫铁胶体 ,同时由于沉积物上部水体中具有充分的游离氧 ,并且开阔的海洋环境有利于氧的循环 , S在上升过程中被氧化生成元素硫沉积到盆地底部。另一方面致使部分逸出的 H 2 沉积物中溶解的氧也可能参与了 H2S 的氧化过程。这样 ,首先生成的水陨硫铁与元素硫反应形成了胶黄铁矿 ,并进一步在聚集过程中结晶脱水最终形成结核状黄铁矿矿层。 2 煤层中的黄铁矿 煤层属滨海沼泽相沉积 ,一般认为海水中丰富的硫酸根离子是生成海陆交互相煤层中富硫的主要原因 ,而且主要以铁的硫化物—黄铁矿等无机硫的形式存在。沼泽植物死亡后 ,被几十厘米或更深的海水所覆盖 ,使之处于厌氧状态。海水具有弱碱性 ,通常被海水淹没的泥炭沼泽的 PH值达 710～815 之间。这种介质条件对于硫酸盐还原菌和许多微生物的活动很有利 ,脱硫弧菌等硫酸盐还原菌利用有机质作为给氢体 ,把海水中的硫酸盐还原成为 H2S,硫化氢与沉积物中被还原的铁离子化合形成水陨硫铁。大量具有活性的硫化氢的产生使水体中的氧消耗殆尽。同时 ,PH 值 > 7 的碱性环境有利于生物化学作用和沥青化作用的进行
黄铁矿的标型特征及其在矿床中的应用 摘要：黄铁矿是硫化物矿床中的常见矿物，也是地壳中最重要和分布最广的硫化矿物之一。绝大多数原生金矿床和有色金属矿床均和黄铁矿关系密切[1-2]，并且在不同的成矿环境中黄铁矿在成分含量及特征指数等方面均有差异；所以，黄铁矿最具有重要的研究价值。黄铁矿Fe[S2] 为等轴晶系，岛状NaCl 型结构衍生结构，其形态、结构、物理性质及化学成分等均具有成因意义。在不同物理—化学条件下产生的黄铁矿，其形态、结构和物理化学性质都存在着大小不同的差异。通过对黄铁矿标型特征的研究，不仅可以进行矿床成因分析，还可以作为一种找矿标志，指导找矿工作的进行。 矿物的标型特征是指在不同地质时期和不同地质作用条件下，形成于不同地质体中的同一种矿物在各种属性上所表现的差异，这些差异能够作为判断其形成条件的标志。 1黄铁矿的形态标型及在矿床中的应用 黄铁矿是地壳中最重要和分布最广泛的硫化矿物之一，绝大多数金属矿床中都有黄铁矿的产出，在不同成因形成的矿床中，其标型特征各不相同，其形态特征能够给出矿床成因和成矿远景方面的重要信息。沉积形成的黄铁矿大多为八面体{111}、立方体{100}晶面的聚形晶体。沉积形成的含铜砂岩铜矿石中的黄铁矿中五角十二面体{hk0}占90%，立方体{100}只占10%。东伙房金矿中黄铁矿{100}+ {321}，{210}+ {321}及{100}+{210}+{111}3种聚形只出现在主成矿阶段，且主成矿阶段的{100}晶面上条纹较发育，有多种晶型连生现象，可作为一种找矿标志[1]。 2 黄铁矿的成分标型及在矿床中的应用 矿物的化学成分是矿物最本质的因素之一，它的变化和形成条件有密切关系，是信息量最大的标型特征。矿物成分标型的理论基础是：矿物的成分及其类质同象代替，同位素、包体成分等随着介质的物化条件而改变，因而可以利用成分的变化来判断形成矿物的介质的物化条件。 黄铁矿微量元素与成因关系中讨论最多的是Co、Ni含量及Co/Ni比值。沉积成因和层控型黄铁矿中Ni＞Co，Co/ Ni＜0.6，沉积成因黄铁矿中Co含量小于1×10-4；而热液矿床成因的Co/Ni=1～3，Co含量为4×10-4～2.4×10-4；火山成因黄铁矿中Co/Ni比值更大，为2.57～8.42。岩浆热液型矿床中的黄铁矿Co/Ni＞1，岩浆型或沉积型硫化物矿床Co/Ni＜1。浩列和尼克尔（Hawley & Nichol，1962）研究了热液铜矿、铜镍矿及金矿中黄铁矿Ni、Co 值及Co/Ni比值，得到表1。以铜镍矿床中Co、Ni值最大，热液铜矿中Co/Ni比值最大，金矿中Co/Ni比值最小。 表1 加拿大不同矿床中黄铁矿的Co、Ni特征 矿区黄铁矿样品数Co Ni Co/Ni 铜镍矿 肖德贝里8 1.33 0.25 5.3 5 1.05 0.10 10.3 1 0.18 0.20 0.9 铜矿 Fisnelon 3 0.088 0.0057 11.6 Ohibougaman 4 0.30 0.011 27.3 Quemont 4 0.084 0.0022 38.2