黄铁矿成因矿物
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黄铁矿是地壳中分布最广泛的硫化物，也是金矿床中最重要的载金矿物，
特别是在热液型金矿床中更加广泛存在，前人对其标型特征做了大量的工作
（徐国风，1980；Коробеиников,1985；史红云，1993；李红兵，2005）。不同
物理化学条件下形成的黄铁矿的形态、成分等特征都有较大的差异（宋焕斌，
1989）。
黄铁矿的化学式是FeS2，硫化物是地球化学相中还原相的代表，研究它对
了解早期成岩阶段的环境特征和变化有重要意义。主要采用的测试方法有：
1、首先，在立体显微镜镜下观察黄铁矿形态特征。
2、其次，用扫描电镜观察黄铁矿表面微形貌特征。
3、再次，采用激光剥蚀电感耦合等离子质谱分析黄铁矿中微量元素及稀土元素
的分布特征。
4、最后，测试样品中黄铁矿的热电性标型特征。
一．黄铁矿形成阶段
黄铁矿在矿床中分布广，含量高，黄铁矿的形成从成矿早期一直延续到成
矿后期，根据矿化蚀变期次及矿物共生组合，本矿区的黄铁矿可分为三个世代：
第一世代黄铁矿（PyⅠ）：黄铁矿呈稀疏浸染状产出，可见少量立方体晶形。
第二世代黄铁矿（PyⅡ）：石英呈细脉状穿插充填原岩，黄铁矿在石英脉中呈
细脉浸染状。
第三世代黄铁矿（PyⅢ）：黄铁矿呈斑状、团块状分布于绿泥石﹑绿帘石、石
英及方解石细脉、网脉或团粒之中。
二．产出特征
黄铁矿在形成上经历了不同的成矿阶段，是金属矿物中占绝对优势的硫化
物，也是最主要的载金矿物，黄铁矿在形成过程中经历了5个形成阶段。具体
特征如下：
Ⅰ、黄铁绢英岩阶段：为早期的脉侧蚀变岩阶段，黄铁矿主要呈星散浸染状产
出。Ⅱ、黄铁矿-石英阶段，主要呈浸染状、条带状产出。
Ⅲ、石英-黄铁矿阶段：主要以条带、团块、脉状形式产出，为主成矿期的产物。
Ⅳ、石英-多金属硫化物阶段：黄铁矿颗粒大小不一，条带状产出，主要以条带、
团块、脉状形式产出。
Ⅴ、石英-碳酸盐阶段，为成矿晚期产物，黄铁矿颗粒较大，主要呈浸染状、网
脉状产出。
三．工作原理
矿物热电性是金属或半导体矿物在温差条件下产生热电效应的反应（苏文
超，1997），主要受温度和微量元素组分等条件制约。矿物热电性包括热电系数
和导电类型（简称导型）等含义。热电系数（α）是单位温度差的热电动势，
其计算公式：
±α＝（±E/△t）×106
式中：α为热电系数，单位μV·℃-1；E为热电动势，单位为μV；△t为活
化温度，单位为℃（赵亨达，1991）。导电类型有两种：电子型导电（N型）和
空穴型导电（P型），当E为负值时，矿物表现为N型导电；E为正值时，为P
型导电。黄铁矿在时间和空间上有其规律性。根据大量的实验测试与研究分析
（唐耀林，1991；Новгродов，1980），早期高温条件下结晶的黄铁矿Co、Ni
等离子杂质进入晶格，使黄铁矿呈现电子导型或N型，晚期低温条件下
As、Sb、Te等离子杂质进入晶格，使黄铁矿呈现空穴导型或P型；而在轴向上，
从一般热液矿床原生晕的分带序列来看，Co、Ni晕常在矿体下部相对富集，而
As、Sb等挥发组分常在矿体上部聚集（科罗别伊尼科夫，1986），即在矿体上
部易形成P型导电的黄铁矿，矿体下部易形成N型导电的黄铁矿，中间部位导
型呈过渡变化。
四．对成矿温度的判定
1964年Г.А.戈尔巴乔夫根据黄铁矿热电性与矿物结晶温度之间的这种制
约关系，利用大量的数据得出了黄铁矿热电性系数的温度标尺（如图1），从该
图获得的线性方程为（要梅娟，2008）：
t＝（704.51－α）/1.818 （N型）t＝3（122.22＋α）/5.0 （P型）
图1黄铁矿热电系数温度标尺
五．爆裂温度标型
爆裂温度是大量包裹体起爆时的温度，当有多期热液活动，各期热液所形
成的包裹体因温度不一，常出现多组爆裂温度（李存有，1998）。通过对石英在
爆裂过程中产生的爆裂参数，可以了解石英形成时的物理化学条件，提取成矿
信息（何知礼，1982；卢焕章等，1990），因此研究金矿床中最重要的载金矿物
—黄铁矿的爆裂温度更能反应出重要的成矿信息，同时根据其参数特征（如起
爆温度，主爆温度，爆裂区间，爆裂频数等）可以绘制各项参数的等值线图，
结合其与金品位等值线图的对应关系，可以对矿床的深部预测有很好的指示作
用，且综合大量黄铁矿的爆裂区间和爆裂强度等特征，可以反应此期成矿热液
流体的活动强度和运移路径，间接的指示该区成矿物质沉淀富集的位置和潜力
大小，从而进一步看出本区段成矿潜力大小，对指示该区段周边是否还有富矿
段，是否有继续开采价值提供更大范围的圈定，防止由于施工等问题漏掉矿体
的现象。
六．稀土微量元素标型
通过元素的地球化学特征研究，可以对矿物中各元素形成过程中经历的各
种变化趋势和所反应的一些地质现象进行研究。
6.1微量元素标型
矿床中黄铁矿微量元素的标型性，在国内外已进行过大量的研究，并得到
了普遍重视（徐国风，1980；科罗别伊尼科夫，1986；胡楚燕，1992，2001），
尤其在金矿找矿矿物学研究中得到了广泛的应用。
6.2稀土元素
一般来讲,REE不以类质同像形式进入黄铁矿晶格，因此，黄铁矿REE特征取决于矿物沉淀时成矿热液中REE的组成和沉淀时的温度、压力、PH值和
Eh值等物理化学条件影响。浸染状黄铁矿呈细粒分布于岩石当中，是流体与岩
石反应的产物，成矿流体进入容矿构造后与周围岩石发生蚀变反应，岩石中
REE可以被带出进入成矿流体中。据研究表明浸染状黄铁矿形成时的溶液中
REE更多的受到围岩影响，因此沉淀出的黄铁矿会带有围岩REE分布特征的烙
印。而在石英-硫化物脉等中产出的黄铁矿，是以充填作用方式沉淀于围岩之中，
因此成矿流体与周围岩石蚀变反应不强烈，黄铁矿形成时的溶液中REE受到围
岩影响不大。沉淀出的此类黄铁矿，其中REE主要源于未与容矿围岩发生反应
的热液流体（据宋玉财等，2004）。
在地球科学研究中，稀土元素（REE）以其特有的地球化学性质，作为
“示踪剂”广泛运用于探讨岩石矿物的形成条件、物质来源、地球化学分异作
用及沉积环境变化等领域，这是由于不同的稀土元素其物理化学性质或多或少
存在一定的差异，特别是在不同的地质条件下常常会导致某些不同的分布，因
此稀土元素的准确分析可用于追踪和研究各种地质体的形成和发展，以确定地
质体内稀土分布规律。
七．黄铁矿热电性标型
黄铁矿热电性是在地质找矿及评价中应用十分广泛的标型特征之一，也是
矿床预测中的一种快速、便捷的技术方法，他可以指示其形成过程中的含矿信
息、矿床的剥蚀程度和深部远景等（陈光远等，1989）。因此前人对其做过大量
的研究（邵伟等，1990；李胜荣等，1993；胡大千，1993；杨赞中，2007），取
得了很多有益的结果。本次工作在前人（姜绍飞，1995）研究的基础上，对该
矿区的黄铁矿热电性的时空分布特征及其特征参数在矿床地质应用方面进行了
较细致的探讨。
黄铁矿属半导体矿物，在自然界地质作用下形成时总是具有晶格杂质存在，
因而产生电子心或空穴心，具有不同的热电性。黄铁矿的热电性主要与黄铁矿
的类质同象替代有关。当Co、Ni替代Fe时，由于Co2+(3d7)和Ni2+(3d8)外层轨
道上的电均较Fe2+(3d6)的多，从而产生施主能级，导致热电性显示电子导型(N
型)，热电系数A为负值；当As(4p3）替代S(3p4)时，由于外层电子减少，出现
受主能级，导致热电性显示空穴型(P型)，A为正值。当周期表中同族的Se、Te替代S时，尽管外层电子相同，但Se、Te的原子半径较大，原子核对
较外层电子的吸引力相对要小，电子容易释放出来，从而产生施主能级，热电
性显示N型，A为负值。另外，黄铁矿中若富硫，热电性则显示P型，而亏硫
黄铁矿一般显示N型。可见，黄铁矿的热电性特征主要与其中微量元素的含量
与种类有关，而黄铁矿的微量元素特征与其形成条件密切相关。一般认为，高
温下结晶的矿物高价离子杂质易进入晶格，高温黄铁矿铁过饱和（硫空位），使
矿物呈N型电导。低温下低价离子杂质易进入晶格，黄铁矿为硫过饱和（铁空
位），矿物为P型电导（李胜荣等，1994）。不同条件下形成的黄铁矿微量元素
的成分及含量以及其热电性特征将各不相同，从而可进行黄铁矿的热电性标型
分析。
参考资料
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