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山东蓬莱石家金矿床载金黄铁矿热电性、晶胞参数及其找矿意义*

2023-11-03冯李强顾雪祥章永梅沈睿文张英帅王鹏飞王大伟

矿床地质 2023年5期
关键词:晶胞参数石家热电

冯李强,顾雪祥,章永梅,沈睿文,张英帅,王鹏飞,王大伟

(1 中国地质调查局自然资源综合调查指挥中心,北京 100055;2 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京 100083;3 中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京 100083)

黄铁矿是众多热液矿床中最为常见、占比最高的硫化物,也是金矿床中最重要的载金矿物(顾雪祥等,2019;申俊峰等,2021)。作为一种半导体矿物,黄铁矿的热电性与其形成的物理化学条件密切相关,对于判断成矿温度、矿床规模及寻找隐伏矿体等方面具有重要意义(申俊峰等,2013),目前已作为一种非常实用且有效的找矿方法用于指导金矿深部及外围找矿预测。黄铁矿的晶胞参数也是其重要的物理标型特征之一,并且会随着晶体化学组成和外界环境的某些变化而发生有规律的微小变化(高永伟等,2019),也有助于指导找矿和分析矿床成因(曹烨等,2010)。

胶东地区是中国著名的金矿集区和黄金产地,累计探明黄金储量超过5000 t(宋明春等,2020)。区内由西至东依次分布着招远-莱州、蓬莱-栖霞以及牟平-乳山3 大金矿带(范洪瑞等,2016)。位于蓬莱-栖霞成矿带北段的大柳行地区在大地构造位置属于华北克拉通东南缘的胶北隆起区,区内金矿资源丰富,分布着黑岚沟、河西、石家等石英脉型金矿床(图1)。本文所研究的石家金矿床是一个储量超过10 t 的中型金矿床。随着多年的开采,矿区浅部资源已近于枯竭,找矿空间亟需向深部拓展。由于该矿区地表覆盖严重,地表地质信息不丰富,在一定程度上限制了矿区的找矿进程。原生晕研究表明,矿体具有向南侧伏的特点,矿区南段为成矿的有利部位(张英帅等,2021)。因此,为了进一步查明矿区深部资源状况,明确找矿方向,延长矿山服务年限,本文系统分析了石家金矿床326 号主矿脉南段主成矿阶段的黄铁矿的热电性与晶胞参数特征,探讨了其对矿床形成温度和矿体剥蚀程度的指示意义,为该矿床的深部成矿预测和资源潜力评价提供一定的依据。

图1 大柳行地区地质简图(据Feng et al.,2020修改)1—第四系;2—下白垩统青山群;3—下白垩统莱阳群;4—新元古界蓬莱群;5—古元古界粉子山群;6—古元古界荆山群;7—新太古界胶东群;8—早白垩世郭家岭含角闪石二长花岗岩;9—早白垩世郭家岭含黑云母二长花岗岩;10—晚侏罗世玲珑二长花岗岩;11—古元古代花岗岩;12—新太古代花岗岩;13—新太古代变质辉长岩;14—新太古代英云闪长片麻岩;15—早白垩世辉绿岩脉;16早白垩世煌斑岩脉;17—早白垩世正长斑岩脉;18—金矿脉;19—地质界线;20—断层;21—构造断裂带;22—金矿床;23—研究区Fig.1 Regional geological sketch map of the Daliuhang area(modified from Feng et al.,2020)1—Quaternary sediments;2—Lower Cretaceous Qingshan Group;3—Lower Cretaceous Laiyang Group;4—Neoproterozoic Penglai Group;5—Pa‐leoproterozoic Fenzishan Group;6—Paleoproterozoic Jingshan Group;7—Neoarchean Jiaodong Group;8—Early Cretaceous Guojialing hornblendebearing monzogranite;9—Early Cretaceous Guojialing biotite-bearing monzogranite;10—Late Jurassic Linglong monzogranite;11—Paleoproterozoic granitoids;12—Neoarchean granitoids;13—Neoarchean metagabbro;14—Neoarchean tonalitic gneiss;15—Early Cretaceous diorite porphyry dykes;16—Early Cretaceous lamprophyre dykes;17—Early Cretaceous syenite porphyry dykes;18—Gold vein;19—Geological boundary;20—Fault;21—Structural fault zone;22—Gold deposit;23—Study area

1 区域与矿床地质

大柳行地区出露地层简单,以新太古界胶东群、古元古界荆山群和粉子山群以及新元古界蓬莱群等前寒武纪变质基底为主。中生界仅小范围出露,由下白垩统莱阳群和青山群组成,两者不整合于前寒武纪基底之上。区内断裂构造发育,以一系列近平行展布的NNE 向断层为主,并控制了区内矿脉、蚀变带以及矿体的产出。中生代花岗岩广泛分布,以虎路线断裂为界,西侧为早白垩世郭家岭含角闪二长花岗岩(130~126 Ma;Yang et al.,2012;Li et al.,2019),东侧为晚侏罗世玲珑二长花岗岩(165~150 Ma;Ma et al.,2013;Yang et al.,2014)。新太古代和古元古代的侵入岩呈小规模岩株出露于区域南部,岩性包括变辉长岩、片麻状花岗岩等。区内早白垩世酸性-基性脉岩发育,主要包括花岗伟晶岩、煌斑岩、辉绿岩、花岗斑岩等,呈脉状平行或垂直于矿体产出,并且与金矿体具有紧密的时空联系。岩石地球化学研究表明,矿区煌斑岩与辉绿岩起源于富集岩石圈地幔部分熔融,花岗斑岩则与幔源岩浆底侵背景下杂砂岩部分熔融有关(石启慧等,2023)。

目前在石家金矿床共圈定13 条矿体,1 号脉、326 号脉及334 号脉是规模最大的3 条矿脉,占矿石储量的98%以上。三条矿脉均赋存于郭家岭含角闪二长花岗岩之中,整体上呈近平行、等间距展布(图2)。

图2 石家金矿区地质图(a)、-400 m中段平面图(b)及84号勘探线剖面图(c()据Feng et al.,2020修改)1—第四系;2—郭家岭二长花岗岩;3—玲珑二长花岗岩;4—辉绿岩脉;5—煌斑岩脉;6—黄铁绢英化碎裂岩;7—矿体;8—石英脉;9—构造断裂带;10—地质界线;11—勘探线及其编号Fig.2 Schematic geology of the Shijia gold deposit(a),plan view of-400 m level(b)and cross-section of prospecting line 84(c)(modified from Feng et al.,2020)1—Quaternary; 2—Guojialing monzogranite; 3—Linglong monzogranite; 4—Diabase dykes; 5—Lamprophyre dykes; 6—Beresitization cataclasite;7—Orebody;8—Quartz vein;9—Tectonic fault zone;10—Geological boundary;11—Exploration line and its number

1 号脉位于矿区西部,分布于4~100 线之间。矿区内控制最长1010 m,最大斜深1030 m,矿体厚度0.15~2.30 m,平均厚度0.90 m。矿体走向350°~25°,倾向南东,倾角陡立,为61°~89°,平均76°。矿化比较连续,是矿区内规模最大的矿体,占矿石储量的48%,矿石Au 品位为1.00~41.54 g/t,平均5.60 g/t。

326 号脉位于1 号脉以东100~200 m 处,由于矿化不连续,分为326-2和326-3两条矿体。326-2号矿体位于矿区北侧,分布于72~112 线之间,矿区内沿走向控制最长350 m,最大斜深910 m。矿化比较连续,占矿石储量的15%。该矿体厚度0.17~1.92 m,平均厚度0.82 m,Au 品位为1.10~273.88 g/t,平均品位6.60 g/t。326-3 号矿体位于矿区南侧,分布于20~52线之间,控制长度310 m,最大斜深520 m,厚0.18~1.59 m,平均厚度0.75 m。矿化连续,占矿石储量的14%,Au 品位为1.00~176.50 g/t,平均品位8.62 g/t。两条矿体均呈近南北展布,走向主要集中于355°~5°,倾向南东,倾角介于57°~90°。

334 号脉位于326 号脉东侧200~300 m 处,分为334-1 和334-2 两条矿体。北侧的334-1 号矿体分布于72~104 号勘探线之间,矿区内控制最长280 m,最大斜深360 m,矿体厚度0.19~2.02 m,平均厚度0.77 m,Au 品位介于1.20~60.00 g/t,平均品位10.78 g/t。南侧的334-2 号矿体分布于4~52 号勘探线之间,控制最长250 m,最大斜深640 m。该矿体厚度0.28~1.32 m,平均厚度0.78 m,Au品位1.00~72.20 g/t,平均品位7.72 g/t。矿体呈近南北向的脉体产出,倾向75°~109°,倾角介于56°~90°。

矿石类型以石英-硫化物脉型为主,其次为蚀变岩型(图3a~c)。金属矿物主要包括黄铁矿、闪锌矿、方铅矿,少量的黄铜矿和自然金;非金属矿物主要为石英、绢云母、方解石、钾长石、萤石、绿泥石等(图3d~i)。矿石典型结构有结晶、共生边、交代和固溶体出溶结构等;矿石构造则常见脉状、浸染状、角砾状、块状、梳状和晶洞状构造等。热液蚀变发育,主要包括硅化、硫化物化、绢云母化、碳酸盐化和钾长石化。

图3 石家金矿床典型矿石标本及显微照片a.石英-硫化物脉型矿石;b.蚀变岩型矿石;c.含金石英脉型矿石;d~f.黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、石英等矿物共生(反射光);g.石英中的包体金(反射光);h~l.黄铁矿中的包体金(反射光)Au—自然金;Ccp—黄铜矿;Gn—方铅矿;Kf—钾长石;Py—黄铁矿;Qz—石英;Sp—闪锌矿Fig.3 Photographs and microphotographs of typical ore samples from the Shijia gold deposit a.Quartz-sulfide vein type ore;b.Altered rock type ore;c.Gold-bearing quartz vein type ore;d~f.Coexistence of pyrite,sphalerite,galena and quartz(reflected light);g.Gold in quartz(reflected light);h~l.Gold in pyrite(reflected light)Au—Native gold;Ccp—Chalcopyrite;Gn—Galena;Kf—K-feldspar;Py—Pyrite;Qz—Quartz;Sp—Sphalerite

根据矿物共生组合以及脉体间的穿插关系,成矿过程可以划分为3个阶段:①石英-黄铁矿-绢云母阶段,②石英-金-多金属硫化物阶段(主成矿阶段)以及③石英-方解石-萤石阶段(Feng et al.,2020;冯李强等,2023)。黄铁矿主要产于前两个成矿阶段。石英-黄铁矿-绢云母阶段的黄铁矿粒度粗大,呈不规则粒状以星散状或浸染状分布于黄铁绢英岩化花岗岩之中,共生矿物主要为石英和绢云母(图4a、图4b)。在石英-金-多金属硫化物阶段,黄铁矿含量明显增加,占金属矿物的40%以上,呈自形立方体或不规则粒状,与石英、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿以及自然金共生(图3d~i、图4c、4d)。自然金呈粒状、树枝状和不规则状,以包体金的形式赋存于石英和黄铁矿颗粒中(图3g~i)。

图4 石家金矿床不同矿化阶段黄铁矿特征a.黄铁绢英岩化花岗岩中的粗粒黄铁矿;b.石英-黄铁矿-绢云母阶段与绢云母共生的黄铁矿(正交偏光);c.主成矿阶段石英-硫化物脉;d.主成矿阶段共生的黄铁矿、闪锌矿和和方铅矿(反射光)Gn—方铅矿;Py—黄铁矿;Qz—石英;Ser—绢云母;Sp—闪锌矿Fig.4 Characteristics of pyrite in different mineralization stages of the Shijia gold deposit a.Coarse pyrite in pyrite sericitized(phyllic altered)granite;b.Pyrite coexisting with sericite in the quartz-pyrite-sericite stage(cross-polarized light);c.quartz-sulfide vein of the main-ore stage;d.Pyrite,sphalerite and galena coexisting in the main-ore stage(reflected light)Gn—Galena;Py—Pyrite;Qz—Quartz;Ser—Sericite;Sp—Sphalerite

2 测试方法

用于黄铁矿热电性与晶胞参数分析的样品采自石家金矿床326 号矿脉,详细的采样位置见表1。经挑选后,共计12件石英-硫化物脉型矿石被用于挑选黄铁矿单矿物。黄铁矿热电性测试在中国地质大学(北京)成因矿物实验室完成,仪器为BHTE-06 型热电系数测量仪。测试时,冷端温度和热端温度分别为24℃和90℃,活化温度为(60±2)℃,测试前黄铁矿样品用纯酒精溶液清洗表面氧化膜和杂质。每件样品随机选取50粒以上的单矿物进行测试。

表1 石家金矿床主成矿阶段黄铁矿样品采样位置Table 1 Location of samples of main-ore stage pyrite from the Shijia gold deposit

粉晶衍射(XRD)实验在包钢集团矿山研究院地质室完成,仪器为PANalytical(帕纳科)生产EMPY‐REAN(锐影®)X 射线衍射分析仪,样品粉碎至300目后置于X 射线衍射分析仪样品凹槽内进行扫描。扫描方式为连续扫描,起始角度为5.0066°,终止角度为69.9806°,步长0.013°,停留时间8.67 s。高压发生器功率为4 kW,发散狭缝类型为固定类型,狭缝DS=0.4354°,RS=0.1 mm,X 光源为铜靶,测量电压/电流为40 kV/40 MA,探测器为具有二维衍射功能的PlXcel3D 探测器,测角仪最小步长为0.0001°,2θ线性±0.01°,具有高分辨率。

3 测试结果

石家金矿床主成矿阶段12个样品的647粒黄铁矿颗粒的热电系数α变化范围为-288.3~304.9 μV/℃(表2)。热电导型以P型为主,出现率为97.5%,热电系数变化范围为130.1~304.9 μV/℃,平均263.3 μV/℃;N型黄铁矿的出现率仅为2.5%,热电系数变化于-288.3~-13.3 μV/℃,平均-132.8 μV/℃。在垂向上,P型黄铁矿的出现率呈现一定程度的波动(图5)。

表2 石家金矿床326号脉主成矿阶段黄铁矿热电系数与导型特征参数Table 2 Thermoelectric coefficient and conductivity characteristic parameters of main-ore stage pyrite from no.326 orebody in the Shijia gold deposit

图5 石家金矿不同标高黄铁矿热电系数分布图与P型黄铁矿出现率垂向变化趋势图1—矿体;2—黄铁矿热电系数直方图;3—采样点;4—比率Fig. 5 Diagram of pyrite thermoelectric coefficient at different elevations and attitude-changing trend diagram of frequency of Ptype pyrite occurrence rate in the Shijia gold deposit 1—Orebody;2—Histogram of pyrite thermoelectric coefficient;3—Sampling location;4—Proportion

黄铁矿晶胞参数见表2。黄铁矿晶胞参数a0值介于0.5418~0.5422 nm,平均0.5420 nm,v0值介于0.1590~0.1594 nm3,平均0.1592 nm3,整体上略大于黄铁矿的标准晶胞参数(a0=0.5417 nm,v0=0.1590 nm3)。

4 讨 论

4.1 黄铁矿热电性特征及其地质意义

前人对黄铁矿热电性研究表明:在高温条件下(>300℃),高价离子杂质(如Co、Ni 等)容易进入黄铁矿晶格替代Fe,形成的黄铁矿为电子导型(N 型),其热电系数为负值;在相对低温环境下(<300℃),低价离子杂质(如As、Sb、Te 等)更易于进入黄铁矿晶格替代S,形成的黄铁矿表现为空穴导型(P 型),其热电系数为正值(邵伟等,1990)。对热液矿床来说,S、As、Sb 等挥发性组分通常聚集在矿体浅部,从而造成黄铁矿热电导型的分布在矿体轴向上也具有一定的规律,通常从浅至深表现出P 型(浅部)→P+N型(中部)→N 型的变化趋势(薛建玲等,2013)。同时,相较于N型黄铁矿,Au更倾向于被P型黄铁矿吸附(Pridmore et al.,1976),这是因为在饱和溶液中,含As的P型黄铁矿的晶格相对于游离态的黄铁矿较大,P 型黄铁矿先吸附Au的络合物,导致P 型黄铁矿的晶格发生畸变,并将Au+还原成Au0,进而引发Au的沉淀(Fuchs et al.,2016)。因此,当某处黄铁矿的出现率大于80%时,基本可以指示该处位于矿体的上部,并且可以作为大型矿床的指示标志(吴晋超等,2020)。

4.1.1 黄铁矿热电性的空间分布特征

石家金矿床主成矿阶段黄铁矿的热电导型整体上以P型为主,且不同深度P型黄铁矿出现率均大于80%(88.8%~100%,表2),表明在-595 m~-165 的深度范围内仍处于矿化系统的上部或者中上部位置,因此推测-595 m 以下仍具有较好的找矿前景。此外,P 型黄铁矿出现率在垂向上出现一定的波动(图5),这反映成矿过程经历了多次地质热事件,可能存在叠加成矿或多期次成矿。

黄铁矿热电系数离散范围(也即热电系数的变化区间)也可以反映矿化的强弱。当离散范围较大时,矿化较强,矿体规模较大,矿石的品位也可能较高(李青等,2013),例如石湖、义兴寨、金青顶等大型-特大型石英脉型金矿床黄铁矿热电系数变化范围分别为-293~306 μV/℃(曹烨等,2008)、-350~350 μV/℃(李成禄等,2009)、-530~496 μV/℃(陈海燕等,2010)。石家金矿黄铁矿热电系数α变化于-288.3~304.9 μV/℃,与同属大柳行地区的黑岚沟、河西、齐沟等金矿床中黄铁矿α值的变化范围一致(图6)。较大的热电系数离散范围指示矿区深部仍具有较强矿化和良好的成矿潜力。

图6 大柳行地区金矿床黄铁矿热电系数离散范围图(底图据吴晋超等,2021)Fig.6 Discrete range of thermoelectric coefficient of pyrite from gold deposits in the Daliuhang area(base map after Wu et al.,2021)

4.1.2 黄铁矿热电系数离散度

黄铁矿热电系数离散度(σα’)可以准确地反映不同样品的热电系数的集中与分散情况(邵伟等,1990;刘平等,1991;杨竹森等,2000),其计算公式为:σα’=σα/α’×100%,式中,α’为黄铁矿样品热电系数的平均值,σα为热电系数的标准差。热电系数离散度可以反映成矿条件的稳定程度,即在较稳定的成矿条件下形成的黄铁矿晶体性质接近,热电系数离散范围较小,则σα’值也相应较小;反之,波动范围较大,σα’值较大(刘冲昊等,2013)。热点系数离散度与P 型黄铁矿的出现率也可以指示矿化程度。当P 型黄铁矿出现率高且对应的σα’值较小时,矿化程度较好;当P 型黄铁矿出现率高且对应的σα’值较大时,矿化不连续;当P 型黄铁矿出现率低且σα’值偏大时,矿化程度较差(张方方等,2013;刘坤等,2014;刘华南等,2018)。

石家主成矿阶段黄铁矿热电系数离散度为8%~68%,主要集中于10%~30%(表2,图7a),指示黄铁矿整体形成于较为稳定的条件下。同时,在P 型黄铁矿出现率与离散度关系图中,出现率与离散度呈一定的负相关关系,在-435~-315 m 标高范围内,高的P 型黄铁矿出现率与低的σα’值相对应(图7b),表明该段矿体矿化程度较好。在矿区南部矿石品位等值线图中,该标高范围内的样品(28 线)基本上处于等值线图中高品位区域内(图8),支持了该段矿体矿化程度较好这一结论。

图8 石家金矿区南部矿石品位等值线图(据山东省第六地质矿产勘查院资料整理)Fig.8 Contour map of gold ore grade in the southern part of the Shijia gold deposit(data from the Sixth Geological and Mineral Exploration Institute of Shandong Province)

4.1.3 矿体剥蚀程度

根据热电系数可以计算出黄铁矿的热电性参数(XNP),进而可以获得矿体的剥蚀率(γ)。黄铁矿的热电性参数XNP=(2fⅠ+fⅡ)-(fⅣ+2fⅤ),式中,f为样品中相应热电系数值域的黄铁矿百分比,fⅠ为α>400 μV/℃,fⅡ为α=200~400 μV/℃,fⅣ为α=0~-200 μV/℃,fⅤ为α<-200 μV/℃,矿体剥蚀程度γ=50-XNP/4(权志高,1995)。根据以上公式得到黄铁矿热电性参数为64~98,石家金矿326 号脉剥蚀率为25.5%~34.0%,较低的剥蚀率表明矿体保存较为完好,矿区深部具有较好的找矿前景,这与P 型黄铁矿出现率所指示的-595~-165 m 的深度仍处在矿体上部或中上部的结论一致。此外,黑岚沟金矿田在-616~-170 m 区间内矿体的剥蚀率为25.0%~40.5%,平均为30.4%(吴晋超等,2021),推测大柳行地区矿体剥蚀程度整体较低,在-600 m以下找矿潜力良好,有寻找大型金矿床的可能。

4.1.4 黄铁矿形成温度

黄铁矿的热电系数和热电导型与其形成温度具有密切联系,可以作为地质温度计用于判别成矿温度(Wang et al.,2016;Alam et al.,2019)。两种不同导型黄铁矿的形成温度与热电系数之间的关系式分别为(薛建玲等,2013;Wang et al.,2016):

根据上述公式计算得到石家金矿床中P 型黄铁矿的结晶温度为151~256℃,N 型黄铁矿形成温度介于229~380℃,表明黄铁矿的结晶温度为151~380℃,这一温度范围与大柳行地区金矿床石英中流体包裹体的显微测温结果一致(160~390℃;马顺溪等,2020;于晓卫等,2023)。由黄铁矿热电系数-温度图(图9a)和温度直方图(图9b)可知,石家金矿床黄铁矿形成温度集中于210~250℃,与大柳行地区黑岚沟等其他金矿床的形成温度基本一致(集中于200~280℃;吴晋超等2021),表明石家金矿床形成于中温条件下。由于叠加成矿或者多期次成矿,高温条件下形成的N 型黄铁矿与低温环境下结晶的P 型黄铁矿在空间位置上相互重叠,从而导致由相同采样位置的2种类型黄铁矿所计算的温度存在较大差异。

图9 石家金矿床黄铁矿热电系数-温度图解(a)与温度直方图(b)Fig.9 The relationship between thermoelectricity and temperature(a)and tempreture histogram(b)of pyrite from the Shijia gold de‐posit

4.2 黄铁矿晶胞参数及其地质意义

黄铁矿晶胞参数对于金矿勘查具有标型意义,越是偏离标准值的黄铁矿,其含金性越好(贾建业,1996)。黄铁矿晶胞参数变化原因目前有2 种解释:①当Co、Ni、As、Sb、Te 等微量元素以类质同象形式进入黄铁矿晶格置换Fe 或者S 时(Abraitis et al.,2004),会导致晶胞参数a0变大;②当S 离子亏损,S/Fe<2 时,黄铁矿S 空位的形成导致Fe-S 共价键增加,Fe-S键长减小,致使黄铁矿晶胞参数a0变小(曹烨等,2010)。

石家金矿床主成矿阶段黄铁矿的晶胞参数a0值介于0.5418~0.5422 nm(表3),略大于黄铁矿的标准晶胞参数(a0=0.541 76 nm),与胶东地区邓各庄、金青顶等石英脉型金矿床的晶胞参数近于一致(图10)。晶胞参数变大,表明Co、Ni、As 等元素进入黄铁矿晶格置换了Fe 或者S。以下证据表明石家金矿床黄铁矿晶胞参数变大更可能与As 进入黄铁矿晶格替代S 有关:①石家金矿床中黄铁矿的热电导型以P 型为主,并且黄铁矿的w(Co+Ni)整体较低(4.2×10-6~198.8×10-6,表3);②在原生晕纵剖面图上采样点均位于As 的内带异常范围内(w(As)≥224.8×10-6;张英帅等,2021);③同区域黑岚沟金矿床中主成矿阶段黄铁矿显示出富集As 元素的特征(Feng et al.,2018;李秀章等,2022)。由于As的离子半径大于S,当As 以类质同象替换S 进入黄铁矿形成As-S 共价键,导致黄铁矿晶格发生畸变并出现晶格缺陷,从而有利于Au进入黄铁矿晶格(刘一浩等,2020;孙宁岳等,2022)。黑岚沟金矿床黄铁矿中Au 与As 表现出极强的正相关性,证实了黄铁矿内存在晶格金(Au+)和显微包裹金(Au0)等不可见金(Feng et al.,2018;李秀章等,2022)。因此,黄铁矿中As 的富集可能是导致Au 沉淀的重要因素。石家金矿床黄铁矿的晶胞参数整体上大于标准值,并且晶胞参数变化主要与As的富集有关,因而推测在-595~-165 m范围内,矿化程度较好。

表3 石家金矿床主成矿阶段黄铁矿晶胞参数Table 3 Cell parameters of main-ore stage pyrite from no.326 orebody in the Shijia gold deposit

图10 胶东地区各金矿床多金属硫化物阶段黄铁矿晶胞参数图(底图据张龙等,2020)Fig.10 Cell parameters of pyrite in polymetallic sulfide stage of gold deposits in Jiaodong area(base map after Zhang et al.,2020)

5 结 论

(1)石家金矿床主成矿阶段黄铁矿热电导型以P 型为主,热电系数具有较大离散范围,同时矿体剥蚀率为25.5%~34.0%,表明目前探采部位仍处于矿化系统上部,深部具有良好的找矿前景。

(2)黄铁矿热电系数离散度整体较小,反映黄铁矿的形成条件相对稳定。根据热电系数计算黄铁矿的形成温度集中于210~250℃,表明石家金矿床为中温矿床。

(3)As 等元素的类质同象替换黄铁矿晶格中的S 是导致石家金矿床黄铁矿晶胞参数变大的主要因素,黄铁矿的晶胞参数可作为重要的找矿标志。

致 谢研究工作得到了中国地质大学(北京)王佳琳博士、葛战林博士、何宇硕士的帮助,野外工作得到了山东蓬莱万泰矿业有限公司李思野、赵刘雍等相关工作人员的大力支持,两位匿名审稿专家提出了宝贵的修改意见,在此一并致以诚挚的感谢!

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新型热电制冷装置的实验开发