溫建強(qiáng)

（山東招金礦業(yè)股份有限公司 招遠(yuǎn) 265400）

靈北斷裂帶中黃鐵礦的特征和找礦意義

溫建強(qiáng)

（山東招金礦業(yè)股份有限公司 招遠(yuǎn) 265400）

通過對靈北斷裂帶6個(gè)不同的礦床30多件黃鐵礦的分析、研究，表明在靈北斷裂帶黃鐵礦是金的主要載體，金品位高的地段黃鐵礦富集，但黃鐵礦富集的地段金品位未必高，黃鐵礦的Fe/S與金品位沒有定量關(guān)系，微量元素能為金礦床的成因、遠(yuǎn)景評價(jià)提供重要的依據(jù)。

靈北斷裂帶 黃鐵礦 找礦

目前，國內(nèi)外已發(fā)現(xiàn)的金礦床中的礦物種類大約有110多種，而最常見的不過十幾種。其中黃鐵礦是分布最廣的金屬礦物，并且也是最主要的載金礦物。根據(jù)國內(nèi)外的大量的統(tǒng)計(jì)資料表明，無論是哪種類型的金礦床，尤其是內(nèi)生金礦，只要礦石中出現(xiàn)黃鐵礦，金就主要分布在黃鐵礦中。這可能是由于金具有親鐵親硫（銅）的兩重性，金與黃鐵礦的形成具有相同的物理化學(xué)條件，同時(shí)黃鐵礦對金的還原沉淀有促進(jìn)作用。在不同的地質(zhì)條件、不同的成礦期次條件下形成的黃鐵礦，其晶形、粒度、結(jié)構(gòu)、產(chǎn)狀、物理化學(xué)性質(zhì)、金及其它微量元素的分布有明顯的差異。利用這些差異進(jìn)行金礦床的分類、成因研究及找礦評價(jià)都具有十分重要的意義。這些問題已成為找礦礦物學(xué)、成因礦物學(xué)、礦床學(xué)、地質(zhì)地球化學(xué)討論的重要內(nèi)容之一。

1 金在黃鐵礦中的分布特征

通過對靈北斷裂帶6個(gè)不同級(jí)別（大、中、小型）礦床，30余件黃鐵礦的含金性分析表明，金在黃鐵礦中的分布具有以下特點(diǎn);

1.1 金在黃鐵礦中具有高度的富集性

在所研究的礦床中混合取樣（即不分期次、粒度、晶形、標(biāo)高）分析，黃鐵礦平均含金145.63×10-6，最高者＞400×10-6，有些發(fā)育在小型石英脈中的黃鐵礦含金高達(dá)800×10-6以上。金錢溝金礦6個(gè)標(biāo)高16件樣品的分析中，發(fā)現(xiàn)礦石中90%以上的金賦存在黃鐵礦中。其它的類型礦床也有類似的特征，例如，夾皮溝金礦黃鐵礦含金平均為198.9×10-6，占礦石含金量的70%以上。

團(tuán)結(jié)溝金礦黃鐵礦平均含金高達(dá)248.57×10-6，楊寨峪金礦平均為192×10-6，潼關(guān)金礦平均為92×10-6，陜西潼峪金礦85.2%的金分布在黃鐵礦中，河南小秦嶺金礦床中的黃鐵礦含金量占礦石總量的92%。這些都充分說明金在黃鐵礦中的高度富集是一個(gè)普遍的客觀事實(shí)，黃鐵礦化是金礦床最重要的找礦礦物標(biāo)志或礦化標(biāo)志。

1.2 黃鐵礦中的金含量具有較大的變異性

靈北斷裂帶已知礦床中黃鐵礦的含金范圍在2.50×10-6～800×10-6之間，其它地區(qū)發(fā)現(xiàn)的黃鐵礦有些含金僅0.n×10-6，用下式求得變異性系數(shù)（V）：

式中：Cˉ為n個(gè)樣品的平均值，Ci第i個(gè)樣品的金品位，n為樣品總數(shù)。

靈北金礦帶研究的30余件黃鐵礦樣品含金的變異性系數(shù)為76.54%。徐國風(fēng)（黃金手冊，1990）列出了國外400多件黃鐵礦含金范圍為0.n×10-6～n×100，變異性系數(shù)為169.7%?？中徒鸬V黃鐵礦含金為0.1×10-6～4 200×10-6，小秦嶺金礦黃鐵礦含金為0.19×10-6～1 200×10-6，均表現(xiàn)出黃鐵礦含金的較大變異性。這是因?yàn)椴煌牡刭|(zhì)環(huán)境、物理化學(xué)條件、成礦期次形成的黃鐵礦，其標(biāo)型特征、粒度、結(jié)構(gòu)、裂隙發(fā)育程度等均不同，直接影響黃鐵礦的含金量。靈北斷裂帶蝕變巖型金礦床一般分為3～4個(gè)成礦階段，其中第Ⅱ階段即含金石英－多金屬硫化物階段為該類型金礦的主要成礦階段，主要金屬礦物為黃鐵礦。這一階段形成的黃鐵礦含金明顯高于其他階段，如金錢溝金礦第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ階段形成的黃鐵礦中含金分別為300.6×10-6、10.3×10-6、8.5×10-6，其它礦床也有類似規(guī)律。

1.3 黃鐵礦的晶形對金含量的影響

不同晶形的黃鐵礦含金性也有較大的差異，靈北斷裂帶的黃鐵礦晶形多為立方體、八面體、五角十二面體，后二者含金明顯高于前者。金錢溝金礦中粗粒（＞2mm）立方體黃鐵礦平均含金為8.35×10-6，而五角十二面體含金＞300×10-6，是立方體的20多倍。東溝金礦中粗粒立方體黃鐵礦平均含金為15.93×10-6，五角十二面體含金達(dá)133.87×10-6，招遠(yuǎn)金礦立方體黃鐵礦含金2.15×10-6，晶形較差的五角十二面體含金為144×10-6（宋煥斌，1989）。除此之外，黃鐵礦的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)狀、粒度、對含金性也有較大的影響。在靈北斷裂帶黃鐵礦晶形越差，越不規(guī)則，粒度越細(xì)含金越高。金錢溝金礦0.35～1.00 mm粒級(jí)的五角十二面體含金為47～115 g/t，而＜0.25～0.1 mm粒級(jí)者含金＞250 g/t。并且黃鐵礦呈網(wǎng)脈狀、浸染狀產(chǎn)出者往往金含量高，而呈團(tuán)窩狀產(chǎn)出者含金不一定高。在東溝金礦+20 m～－65 m標(biāo)高中段，發(fā)現(xiàn)黃鐵礦在個(gè)別地段呈團(tuán)塊狀出現(xiàn)，最大粒徑＞10 mm，然而在這些地段平均金品位＜10×10-6。

以上特征說明在靈北斷裂帶黃鐵礦是找金的重要標(biāo)志，但不能以黃鐵礦出現(xiàn)的多少來衡量含金的富與貧，要依據(jù)具體的地質(zhì)環(huán)境和黃鐵礦本身的晶形特征進(jìn)行綜合分析后再進(jìn)行判斷。

2 黃鐵礦的化學(xué)成分與金含量的關(guān)系

黃鐵礦的化學(xué)式FeS2，為AX2型化合物，理論上的Fe∶S是46.55∶53.45，約等于0.871。目前對各種類型金礦床中黃鐵礦的實(shí)際成分研究的還不夠深入，據(jù)現(xiàn)有資料不完全統(tǒng)計(jì)，各類金礦床中黃鐵礦的Fe/S值均偏離于理論值，有虧硫者，有虧鐵者。究竟是虧硫者有利于金的富集，還是虧鐵者有利于金的富集，沒有普遍的的規(guī)律性。徐國鳳等人（1984）研究的陜西二臺(tái)子金礦黃鐵礦中硫虧損越多，金含量越高，而姚風(fēng)良（1984）研究的招遠(yuǎn)金礦是鐵虧損時(shí)金品位高。

靈北斷裂帶不同規(guī)模金礦床中黃鐵礦的Fe，S含量及比值與金含量的對比情況,見表1。

表1 靈北斷裂帶金礦中黃鐵礦的化學(xué)成分特征

由表1可見，區(qū)內(nèi)金礦從小礦到大礦有虧硫者，也有虧鐵者，F(xiàn)e/S值為0.8383～0.8956，均偏離于理論值，但波動(dòng)不大；變異系數(shù)為2.0%，虧鐵者略多一些，但整體上哪種虧損更有利于金的富集沒有明顯的規(guī)律。東溝金礦虧硫黃鐵礦的金含量比虧鐵者明顯要高，并表現(xiàn)出上部虧硫，下部虧鐵。玲瓏石英脈型金礦黃鐵礦虧鐵時(shí)（Fe/S為0.8579）含金為9.25 g/t，隨著硫的虧損金含量明顯增加。金錢溝金礦6個(gè)標(biāo)高的黃鐵礦中＋5 m和－110 m顯硫虧損，其它均為鐵虧損。

總之，靈北斷裂帶金礦床中黃鐵礦的鐵硫比值大都偏離于理論值，或虧鐵或虧硫，究竟前者或后者有利于金的富集，不是一個(gè)偶然的事實(shí)，必定與金礦成因、容礦地質(zhì)條件有著內(nèi)在聯(lián)系。研究這個(gè)問題的目的在于想從黃鐵礦鐵硫比值上建立與金含量相關(guān)的函數(shù)，作為靈北斷裂帶尋找和評價(jià)金礦床的一個(gè)地球化學(xué)標(biāo)志。從以上討論來看，在靈北斷裂帶黃鐵礦的鐵硫比偏離于理論值的程度、相對虧鐵或虧硫性與金含量的關(guān)系很難得出一個(gè)定量評價(jià)模式，需要進(jìn)一步研究，最好將黃鐵礦按成礦階段、晶形分選后再進(jìn)測量意義更大。

3 黃鐵礦中微量元素分布特征與找礦意義

黃鐵礦中微量元素分布特征直接與其成因、容礦環(huán)境、形成期次、溫度壓力等有密切關(guān)系。因此，對黃鐵礦的成分研究的比較深入，一般研究黃鐵礦中的微量元素的分布特征意義不在于綜合利用價(jià)值，而更重要的是對金礦床的綜合評價(jià)。

靈北斷裂帶金礦床中黃鐵礦主要微量元素的分布情況，見表2。

表2 靈北斷裂帶礦床中黃鐵礦中微量元素含量 ×10-6

由表2可見，在靈北斷裂帶黃鐵礦中微量元素除了Au，Ag外，親硫重金屬元素Cu，Pb，Zn，As，Sb，Bi等相對富集；親鐵元素普遍偏低，典型元素Co，Ni在玲瓏石英脈型金礦黃鐵礦中含量稍高一些外，焦家式（蝕變巖型）金礦黃鐵礦中的含量均很低（Co為1.2×10-6～10.8×10-6，Ni為3.2×10-6～17.9×10-6），比一般金床黃鐵礦中的含量（Co和Ni常見含量范圍在n×10×10-6～n×100×10-6）要低得多，Ru，Rh，Os，Ir，Mo等元素大部分黃鐵礦報(bào)不出。也就是說，靈北斷裂帶黃鐵礦具有親硫元素相對富集，而親鐵元素相對貧化的特征。親硫元素之和（以Cu，Pb，Zn，As，Sb，Bi計(jì)）除魏家溝礦區(qū)略低于500外，其它均＞500×10-6，而親鐵元素之和（Co，Ni計(jì)），除玲瓏石英脈型金礦外，均＜30×10-6，親鐵元素之和與親硫元素之和的比值蝕變巖型為0.006～0.040，石英脈型為0.109。這是由于親鐵元往往富集在基性、超基性巖漿成因的黃鐵礦中，而靈北斷裂帶金礦則屬于混合巖化－中酸性巖漿熱液重熔再造成因。

因此，黃鐵礦中親硫元素與親鐵元素比值是判別成因的良好標(biāo)志。歷來人們還重視用黃鐵礦的Co/Ni值來判定礦床成因或形成環(huán)境，除此外，還有Au/Ag、S/Se、Se/Te以及（In+Tl）/（Ga+Ge）值等，通過大量實(shí)踐證明確實(shí)有效。因?yàn)橄嗤蛳嘟梢蛐纬傻狞S鐵礦其許多微量元素分布特征大致相近，不同成因形成的黃鐵礦，微量元素的分布則存在較大的差異。

據(jù)靈北斷裂帶6個(gè)不同級(jí)別的礦床統(tǒng)計(jì)，Co/Ni值均＜1（為0.32～0.86），因?yàn)樗鼈兙皇堑湫蛶r漿熱液成因，玲瓏金礦Co/Ni值則＞1（1.60）。據(jù)6個(gè)礦床（點(diǎn)）統(tǒng)計(jì)，黃鐵礦中Au/Ag值均＞0.5（為0.91～4.648），In、Tl含量較低（0.n×10-6～n×10-6），Ga、Ge相對較高（n×10-6～100×10-6），（In+Tl）/（Ga+Ge）值較小，表現(xiàn)為中溫?zé)嵋盒纬芍卣鳌?/p>

焦家式金礦黃鐵礦中的Se含量較低（0.n×10-6～4 ×10-6），Se/Te＝0.00 n～0.0 n。而玲瓏石英脈型金礦Se/Te為0.213。可見在同一成礦區(qū)域，同一礦因的礦床無論規(guī)模大小，黃鐵礦中許多微量元素的分布相近，而不同成因的礦床，存在較大的差異。

在靈北斷裂帶，只要是有工業(yè)價(jià)值的礦床（點(diǎn)），其黃鐵礦含金均＞10 g/t。由于黃鐵礦是金的主要載體，黃鐵礦中的金含量越高，礦石金品位越好，并成為評價(jià)礦石質(zhì)量的直接指標(biāo)。

黃鐵礦中的微量元素在空間上也有明顯的濃度分帶性。如金錢溝金礦從+35m～-150m標(biāo)高的6個(gè)中段16個(gè)黃鐵礦樣品分析表明，Pb、Zn、As等元素主要分布在礦體上部的黃鐵礦中，而Se、Te、Co，Ni主要聚集在-60m以下標(biāo)高的黃鐵礦中，其濃度分帶性表現(xiàn)為（自上而下）：（Pb、Zn、As、Ba、Sr）→（Cu、Au、Bi、Ag）→（Co、Ni、Se、Te），與礦床原生暈濃度分帶（Zn－Ba－Pb－Sr－As－Bi－Cu－Ag－Au－Co－Ni）較一致。同樣，可以用黃鐵礦中微量元素的分布特性評價(jià)深部礦體和判別剝蝕深度。

4 結(jié)論

（1）在靈北斷裂帶，黃鐵礦是金的最主要載體礦物，也是最重要的找礦標(biāo)志。

（2）金在黃鐵礦中的分布變異性較大，是因?yàn)椴煌梢颍煌傻V期次，不同晶形、粒度、結(jié)構(gòu)的黃鐵礦含金性有很大的差異所致，僅依據(jù)黃鐵礦的富集多少判別礦石貧富不可靠。

（3）在靈北斷裂帶，五角十二面體的黃鐵礦含金高于其它晶形，而且偏細(xì)粒（＜1.0 mm），可見裂紋者金含量高。

（4）黃鐵礦的Fe/S值均偏離于理論值，相對虧鐵或虧硫與金含量的關(guān)系難給出定量模式，但總體上虧硫者金含量略多。

（5）黃鐵礦中微量元素的分布特征能為礦床成因、遠(yuǎn)景評價(jià)、剝蝕深度的判別提供重要依據(jù)。

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收稿：2013-07-05