黄铁矿的成因研究及意义

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
与其它矿物相比，黄铁矿结晶形成自形晶的能力强，在各种条件下都能自发结晶形成完好的晶形。

在低的过饱和度流体下、低硫逸度以及温度过高于或过低时，其晶面发育更好。

利用其晶体形态判断其形成环境，晶胞参数反应其晶体形态变化。

常见的晶形主要是由{100}、{210}、{111}及它们相互的聚形组成。

在金矿床中黄铁矿最常见的为晶形为立方体{100}和五角十二面体，出现频率最高的为聚形晶，几率最小的为八面体。

黄铁矿晶体形态在时间和空间上具有规律性分布，一般都是从简单到复杂，再由复杂到简单。

黄铁矿晶形在矿床中的分布变化，可以进一步分析判断矿体深度。

1.2黄铁矿成分标型特征
对黄铁矿成分标型特征的研究是研究黄铁矿的重要组成部分，不仅对成矿研究有很大的意义，对矿床地质，找矿预测也有很大的指导作用。

现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
黄铁矿主量元素主要为Fe，S，对于天然黄铁矿S/Fe<2为硫亏损，S/Fe>2为铁亏损，利用投点法来判断黄铁矿的形成，将样品投在δFe和δS分布图中看落在火山成因区域，热液成因区域，沉积成因区域，岩浆成因区域四个区域的哪个区域。

对于金矿床中的黄铁矿而言，S，Fe含量与含金量也有很大关系，所以对找矿测评有很大的意义。

1.2.2 微量元素特征
黄铁矿中微量元素的含量具有成因标型的意义。

在热液系统中，黄铁矿不仅仅是简单地铁硫化合物，而且含有大量的微量元素，不同微量元素的特征导致黄铁矿不同形成原因及结晶过程。

微量元素主要由两部分组成：一类以类质同象进入黄铁矿，代替其中某些元素;一类以混入形式代替其元素。

其中研究最为广泛的为Co，Ni代替Fe。

根据Co，Ni含量及Co/Ni比值可以判断其形成成因，火山成因：Co/Ni=5-22，沉积成因：Co/Ni <0.63，热液成因：Co/Ni =1.17，岩浆成因：Co/Ni= 0.09-12;判断其成因的技术为投图法。

所以Co/Ni比值对成矿作用和矿床成因具有指示作用。

此外，黄铁矿的微量元素与电热性也有很大的联系。

热电性的研究对矿化矿体的剥蚀作用也有很大作用。

1.2.3 稀土元素特征
稀土元素特征主要以轻稀土为主，主要研究黄铁矿Eu异常现象。

黄铁矿粒径越细，稀土元素含量越高，则具有Eu负异常。

晶体结构一般制约着矿物的REE和HFSE，同时也受他们特征的控制。

黄铁矿中的铁很难被REE和HFSE类质同象，它们主要存在矿床的流体包裹体
中，对其晶体的形成影响不大，所以，成矿流体中的REE和HFSE特征，也可以表示为矿床中的REE和HFSE特征。

1.3黄铁矿热电性标型特征
以黄铁矿的热电性的研究，来反应矿物和晶体的变化特征。

高温条件下，黄铁矿一般为Fe过饱和，低温条件下一般为S过饱和，所以不同温度形成不同类型电导黄铁矿，所以根据此特征判断判断黄铁矿形成的温度。

黄铁矿是半导体矿物，在温差作用的影响下，会产生温差电动势。

其产出状态不同，热电性也不同。

矿床类型，微量元素含量，产出深度，产出状态等原因都会引起热电性差异，所以，根据黄铁矿热电性对矿床成因，矿物出露程度，深度及找矿等地质意义提供依据。

对于金矿中的黄铁矿，通过测试其电热系数，在其变化范围内寻找规律，寻找矿体的分布，是P型还是N型，为找矿前景提供依据。

此外P型黄铁矿的出现率与微量元素也有很大的联系，尤其是Co，Ni元素含量，Co，Ni含量与P型黄铁矿的出现率呈正相关，而Co，Ni含量的变化影响着成矿温度的变化，也是正相关的关系。

热电性与矿体剥蚀程度影响着矿体出露程度。

热电性的研究最为重要的是对黄铁矿热电性进行填图，从而得到更多地质，矿床信息。

2.存在问题
（1）每个矿床（尤其金矿床）中的黄铁矿各个形态特征标型特征居多复杂，比如化学成分标型特征多，物理标型特征少，在物理方面的探讨较少，需要更多研究物理标型特征。

（2）黄铁矿微晶体为纳米级，常规手段不能测试S同位素。

黄铁矿是否与赋存的岩石同源，也是很大问题，对黄铁矿的成因研究有很大意义，需要进一步研究。

（3）当矿床中金属来源不是一种来源而是多种来源时，成矿作用往往不是一种过程而是多种成矿作用的共同作用，沉积作用、火山作用，变质作用以及变质热液使元素转移，有深部热卤水参与成矿作用。

所以成矿作用需要具体分析研究。

3.發展方向
（1）可以利用黄铁矿中的 As、Sb（尤其是 As）的变化特征来判断矿床的温度和标高
（2）可以从演化角度对黄铁矿环带进行研究，进行晶体形态的探讨研究，探讨更多地质意义。

（3）在某些金矿床中，因为某些矿物元素，岩石形态及黄铁矿形态，会形成一个化学屏障，控制裂隙中的氧逸度，可以为金的沉淀提供研究方向。

（4）对于沉积作用形成的黄铁矿，与海洋沉积物有关的黄铁矿和沉积水体有联系，是否可以根据黄铁矿的各种标型特征和形成成因，推出海洋古温度，古年龄等，也需要进一步研究。

参考文献
[1] ;赵雷昭.2018.新疆吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组黄铁矿成因与形成环境探讨[D].西北大学，1-5，27-38，65-67.。