矿物标型特征及其地质意义

杨同山

摘 要：矿物标型学说是关于标型矿物、标型矿物共生组合和矿物标型特征三个主要方面研究内容的理论，这三个方面都是能够反映矿物或地质体的一定成因特征的矿物学标志。

本文主要通过整理前人的成果，选取黄铁矿为例子，从它的一般性质到标型特征，从中可以提取非常深入、丰富的各种信息。它们有可能揭示矿物的内部世界，使人们了解矿物产生和具体物理-化学条件，以致有效地进行找矿、评价工作。

关键词：矿物标型;矿物组合;黄铁矿

一、矿物标型综述

1.1 矿物标型学说的发展

矿物标型学说的主导思想在古代已有所萌芽，中世纪时人们即利用含矿带中矿物和矿物几何体的成分与形态特征进行找矿。19世纪80年代人们便开始研究锆石晶体形态随其成因类型不同而有所变化的现象。20世纪初期，世界各国一批先驱学者如贝克、格鲁宾曼和费尔斯曼等，从他们所从事的地质学、矿床学、岩石学、地球化学研究中都普遍发现矿物的属性可以反映其形成条件，指出矿物共生组合、矿物相与同质多像变体，矿物晶体习性与晶面发育特点、矿物晶体结构、矿物化学组分与类质同象混入物含量、矿物物理性质等，均包含着矿物形成条件和实际应用的信息。

矿物标型学说提出的基本思路在于：一是自然界的矿物和矿物共生组合均为天然物理化学体系的产物，它们之间必然存在着相互关联与相互依赖的关系，从而使人们便能够运用物理化学及热力学的理论，从矿物本身及其共生组合的某些特点来探讨矿物形成时的物理化学条件，诸如温度、压力、组分浓度、ph、Eh等影响因素。二是天然矿物既不是化学纯的物质，又不是绝对理想结构的物质，它们的物理化学性质和结构、形态特性自然也就不是绝对不变的属性，将会随着介质和物理化学条件的变更而起变化。这就为人们研究矿物及其共生组合的成因标志提供了前提条件。显然，矿物标型学说是在研究矿物的成分、结构和形态等特性与矿物形成条件的相关性的基础上发展起来的。

1.2标型矿物

现代一般把标型矿物理解为只形成和稳定于某种特定的地质环境，或者只在某一特定的地质作用中形成的矿物。显然，标型矿物的这一概念主要强调矿物的单成因性。就是说，在自然界有些矿物主要趋向于或者只有一种成因，它们可以表征特定的地质作用条件。实际上，标型矿物定义范围不宜过于狭窄，否则能够利用的标型矿物数量太少，应该代表特定形成条件的概念予以广义，以扩大标型矿物的数量和实用价值。此外，随着科学技术的发展，研究程度的提高，，资料的不断丰富，人们对自然界的认识不断深化，矿物新的成因类型不断发现，有些标型矿物将失去其标型的意义。因此，任何一种标型矿物的具体含义只有相对意义而并非永远不变的。

1.3矿物标型特征

矿物的标型特征，通常可以简称为矿物标型。费尔斯曼最初将标型性一词引入矿物学中时，是用以表示形成条件所决定的矿物在颜色、形态和结构上所表现的种种特征性质，以便把标型矿物和矿物的标型特征加以区别。丘赫洛夫等相继充实了他的内容，指出矿物的标型特征还取决于地球化学作用的情况进和时间因素，所表现的特征性质除了上述的以外，还包括矿物的化学成分、类质同象混合物的含量变化等，它们都是能够反应一定成因特点的矿物学标志。于是，矿物的标型特征便成为矿物学中用于反映一定形成条件的矿物学特点的专门术语。

二、黄铁矿的标型特征

2.1黄铁矿的一般特征

黄铁矿，Fe[S2]，等轴晶系，成分中常见Co、Ni等元素呈类质同象置换Fe，并常见Au、Ag呈机械混入物。常见完好晶形，呈立方体、五角十二面体或八面体，此外还可形成穿插双晶。

黄铁矿是各类金矿中最常见的金属矿物，与金矿化有着密切的联系，并且是主要的载金矿物。通过对黄铁矿的化学成分、结构、形态、热电性等标型特征的研究，可反映金矿床的不同成因，也是预测成矿远景地段、指导深部找矿的有效方法之一。

2.2 黄铁矿的标型特征

2.2.1 黄铁矿的化学成分标型

黄铁矿的化学成分标型特征是最本质的特征，它与矿床形成时的物理化学条件存在着十分密切的关系，所以研究黄铁矿的地球化学特征有重要意义。严育通、李胜荣等（2012）統计过中国不同成因类型的54个金矿床中的黄铁矿成分标型特征，得出了以下结论：火山热液型金矿的黄铁矿多表现为亏硫亏铁;岩浆热液型金矿中的黄铁矿δFe和δS的变化范围大，富含一些高中低温元素，如Ti、Cr、Hg、Mo;变质热液型金矿中的黄铁矿显示出亏铁亏硫的程度相当的特征;卡林型金矿中的黄铁矿相较于其它类型金矿床中的黄铁矿亏铁亏硫程度较高。

2.2.2 黄铁矿的晶体形态标型

黄铁矿最常见的单晶形态有立方体{100}、八面体{111}、五角十二面体{210}。根据前人对含黄铁矿的多个矿床统计，发现不同晶形黄铁矿的出现频率依次是立方体{100}，五角十二面体{210}，八面体{111}，其中他们出现的频率为1156：716：201（陈光远等，1987）。这些单型通过不同的成因机制下可以聚合为不同形状的聚形（MunowcHrck等，1987）。前人在大量金矿找矿实践中发现，在黄铁矿五角十二面体单形或聚形出现频率高的矿段，矿体中金的富集程度往往比较高。即黄铁矿的五角十二面体及聚形晶体形态可用于指示矿体中金的富集程度（申俊峰等，2013）。

2.2.3 黄铁矿的稀土元素标型

黄铁矿的微量元素标型也具有重要的地质意义。一般黄铁矿中含有的微量元素主要有Co、Ni、Au、Ag、Sb、Bi、Se、Te、Cu、Pb、Zn。特定微量元素的比值对于黄铁矿的成因具有重要指示意义。常见有Se/Te、Au/Ag、Co/Ni等比值参数，例如Co、Ni与Fe具有相似的化学行为，常常以类质同象的形式代替Fe而进入到黄铁矿中。黄铁矿中的Co、Ni含量及Co/Ni比值有时是差异较大的，原因是形成黄铁矿时的地质条件不同所致。渗滤热卤水作用形成的金矿床中的黄铁矿一般Co/Ni<1;而与岩浆作用有关的金矿床黄铁矿一般Co/Ni>1，其中与火山岩或次火山岩和接触交代作用成因有关的金矿床中黄铁矿Co/Ni值均大于5，与岩浆热液作用成因有关的黄铁矿中1

参考文献

[1]陈光远， 孙岱生， 张立， 等. 黄铁矿成因形态学. 矿物岩石地球化学通报， 1987， 6（3）：139-140.

[2]陈海燕. 2010. 胶东金青顶金矿成因矿物学与深部远景研究[D]. 北京： 中国地质大学（北京）.

[3]陈海燕， 李胜荣， 张秀宝， 等. 2010. 胶东金青顶金矿床黄铁矿热电性标型特征及其地质意义. 矿床地质， 29（6）： 1125-1137.

[4]申俊峰， 李胜荣， 马广钢， 等. 玲珑金矿黄铁矿标型特征及其大纵深变化规律与找矿意义. 地学前缘， 2013， 20（3）： 55-75.

[5]薛君治， 白学让， 陈武. 成因矿物学. 武汉：中国地质大学出版社， 1986， 55-58.

[6]严育通， 李胜荣， 贾宝剑， 等. 2012. 中国不同成因类型金矿床的黄铁矿成分标型特征及统计分析[J]. 地学前缘， 19（4）： 214-226.