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摘 要：黄铁矿是地壳中分布最广的硫化物矿物，常以立方体、八面体和五角十二面体等形态产出。研究表明，特定形貌黄铁矿在形成温度、压力、pH、Eh、氧逸度和硫逸度等方面差异明显，因此，黄铁矿形貌标型特征可以提供丰富的地质信息。目前，国内外黄铁矿形貌研究主要采用野外采样分析法和高温高压实验模拟两种方法。在常规的野外研究中，金矿床中黄铁矿形貌研究程度比较高，且将红外显微镜应用到黄铁矿内部结构分析和包裹体测温取得了突破性的成果，但是红外光难在高温条件下透过黄铁矿这一问题仍有待解决；室内高温高压实验研究主要通过合成黄铁矿的方法观察黄铁矿的生长习性，因研究方法的不同和实验技术条件的限制，目前得到的黄铁矿形貌标型尚不统一，黄铁矿形貌标型研究仍然需要突破和完善。
关键词：黄铁矿；形貌标型特征；研究方法
前 言
同一种矿物的形貌因形成条件不同而存在差异，可以把这种形貌上的差异作为成因标志，
即矿物的形貌标型特征。黄铁矿常常被称作愚人金，是地壳中分布最广的硫化物矿物。黄铁矿常与Cu、Mo、Au、Pb、Zn 和Ag 的矿化作用关系紧密，产于与基性-超基性岩有关的铜镍硫化物矿床、矽卡岩型矿床和各种热液矿床及缺氧环境下形成的沉积岩层中。黄铁矿的结晶能力较强，因此常以自形晶出现，有些地质产状中的黄铁矿大量呈现立方体晶形，有些则为五角十二面体或者八面体，这3 种形貌是黄铁矿在自然界中最常见形态，前人研究结果表明，黄铁矿的形貌具有标型性，可以提供岩石和矿床等地质体成因、找矿与勘探、矿物地质温度计和压力计、矿物成因分类和成矿环境和早期成岩过程等诸多地质信息。目前，前人在黄铁矿的微量元素标型特征研究方面已经取得了丰硕的成果，但是关于黄铁矿形貌标型特征研究却很少，缺乏系统地研究特定形貌的黄铁矿所能反映的温度、压力、硫逸度、氧逸度、pH、Eh 和盐度等信息，因此黄铁矿形貌标型特征的研究仍然需要进一步完善。
1 黄铁矿形貌标型特征研究
黄铁矿形貌特征野外研究方法主要采用晶体形貌描述和晶体形貌统计，前者描述特定形貌黄铁矿产出的环境及其所在研究区域背景，后者统计特定区域不同形貌黄铁矿数量和比例。由于黄铁矿是金矿床中最重要的载金矿物之一，目前黄铁矿晶体形貌的统计主要被应用于金矿床的研究中，如圈定金矿靶区和对深部矿体的预测等，但更多相关研究依然停留在晶体形貌描述阶段。矿物晶体形态的统计方法可分为 3 类：形态统计法、习性统计法和权重统计法[14]。目前用的最多的是形态统计法。如对夏甸金矿主成矿阶段黄铁矿形貌的统计，发现不同形貌的黄铁矿在矿体不同位置所占的比例不同，其形貌具有明显的分带性，因此可将黄铁矿的形貌特征作为找矿标型并加以利用；对河南毛堂金矿不同形貌黄铁矿数量统计中发现，一般情况下五角十二面体、立方体和五角十二面体聚形黄铁矿较多处金矿化较好；胶东西北部仓上金矿床上盘蚀变围岩研究过程中，通过统计和计算不同形貌黄铁矿出现在上盘围岩、矿体和下盘围岩的比例，指出从远矿围岩到矿体中的黄铁矿形貌变化顺序为立方体、立方体和五角十二面体的聚形、立方体和五角十二面体单晶、立方体和五角十二面体单晶并出现面体。其他研究者也获得相似的结果，即金矿化强烈的区域的黄铁矿多以五角十二面体、五角十二面体与立方体聚形或者更复杂的形貌产出。值得一提的是，陈光远等以1981年至1986 年的野外工作为基础，研究了胶东三县四个金矿床的黄铁矿晶体形貌，对其中2495粒黄铁矿晶体进行了统计，将4 个不同矿床的黄铁矿的晶体按形貌分类，统计表明围岩中物质供应不充分（硫逸度低）、冷却速度快，黄铁矿主要以立方体形式存在；矿体中冷却速度慢、物质供应充分（硫逸度高）则出现五角十二面体、八面体黄铁矿单晶和五角十二面体+八面体+立方体黄铁矿聚形晶等；作者还统计了在不同成矿阶段结晶出的黄铁矿的形貌，成矿早期主要表现为立方体，存在少部分五角十二面体，成矿中期主要表现为五角十二面体+八面体+立方体聚形，成矿晚期只表现为立方体。
2 黄铁矿形貌特征与形成条件的关系
脉石矿物（主要是透明矿物）大多数情况下与矿石矿物（主要是不透明矿物）形成于不同的物理化学条件，因此，利用脉石矿物中流体包裹体来推测成矿物理化学条件并不准确[23]。黄铁矿是各类矿床中最重要的不透明矿物，与Cu、Mo、Au、Pb、Zn 和Ag 的矿化作用关系紧密[7]，因此研究黄铁矿内部的流体包裹体具有很重要的应用意义。但是黄铁矿内部显微包裹体和内部结构等在可见光下是无法观察的，1984 年Camebell首次将红外显微镜用于黄铁矿内部结构分析，黄铁矿在红外光显微镜下可以观测到矿物包裹体、成长色带和流体包裹体等内部结构，这为黄铁矿内部的包裹体研究提供了技术基础。然而，多数学者习惯于单独研究黄铁矿中的流体包裹体性质，并没有考虑到将通过黄铁矿中流体包裹体测到的盐度和均一温度及其爆裂温度等信息与作为寄主矿物的黄铁矿的形貌特征联系起来，仅有少数学者将二者联系起来进行相关讨论，如在河南毛堂金矿黄铁矿的研究过程中，通过不同形貌的黄铁矿及其爆裂温度的对比，指出立方体、立方体和八面体聚形的爆裂温度为330～350 ℃，而立方体和五角十二面体的聚形晶的爆裂温度为400 ℃；对胶东三县4 个金矿床的黄铁矿晶体形态对比研究，发现立方体黄铁矿中流体包裹体的爆裂温度为218～320 ℃，而五角十二面体及五角十二面体与其他形态的聚形黄铁矿中的包裹体的爆裂温度为277～301 ℃[9] ，值得一提的是，这些测温结果都是通过黄铁矿爆裂法获得，其所获得温度数据值得商榷，目前国外已经开展了红外光谱测量黄铁矿中流体包裹体研究，并获得更精确的数据，如通过统计黄铁矿晶体形貌并研究其对应的流体包裹体性质，指出土耳其的Murgul 铜矿床的八面体和五角十二面体的黄铁矿形成于不同的温度和盐度，五角十二面体黄铁矿中的包裹体的均一温度为298.0～319.0 ℃，盐度为4.7%～8.1%；八面体黄铁矿中的包裹体的均一温度212.1254.3 ℃，盐度为3.28%～5.17%；黄铁矿聚形晶中的包裹体的均一温度为275.5 ～322.0 ℃，盐度为2.96%～5.47%。这为不同形貌黄铁矿标型特征与其形成的物理化学条件研究提供了新方法。
3 存在的问题
很多学者以不同的方式阐明了黄铁矿形貌研究的应用价值，无论是基于统计结果推测还是实验测试特定形貌黄铁矿中包裹体的均一温度或者爆裂温度等，目前黄铁矿形貌标型特征已经被广泛应用到金矿勘探中。尽管如此，目前对黄铁矿形貌研究还比较粗浅，几乎只有沉积环境中的黄铁矿与金矿床中的黄铁矿的形貌被一些学者讨论过，并且仅是简单地讨论了相关黄铁矿形成的温度、pH、硫逸度、氧逸度等物理化学条件。由于以下2 种原因，使得目前未能有一组相对系统的结果把特定形貌标型黄铁矿与其所形成的物理化学条件范围一一对应起来：（1）不同学者对黄铁矿形貌研究的侧重点不同，有些学者探讨了温度或者硫逸度等单个条件，有些学者仅仅是主观推测哪种因素存在影响黄铁矿形貌的可能；（2）目前的技术条件的限制，例如研究以黄铁矿作为寄主矿物的流体包裹体特征的红外显微镜，有学]已经发现利用红外显微镜测黄铁矿中流体包裹体的均一温度时，随着温度的升高，黄铁矿在红外光下变得越来越不透明（能透过黄铁矿的红外光越来越少），显微镜接收到的信号也随之减弱，如果不考虑这个因素，经常会得到不正确的结果，如错误的均一温度和盐度等。这些问题都有待进一步解决。
参考文献：
1. 刘冲昊， 王建平， 刘家军， 等. 矿物晶体形态统计方法探讨[J]. 地质找矿论丛， 2012， 27（4）： 399-403.
2. 李胜荣. 结晶学与矿物学[M]. 北京： 地质出版社， 2009： 166.
关键词：黄铁矿；形貌标型特征；研究方法
前 言
同一种矿物的形貌因形成条件不同而存在差异，可以把这种形貌上的差异作为成因标志，
即矿物的形貌标型特征。黄铁矿常常被称作愚人金，是地壳中分布最广的硫化物矿物。黄铁矿常与Cu、Mo、Au、Pb、Zn 和Ag 的矿化作用关系紧密，产于与基性-超基性岩有关的铜镍硫化物矿床、矽卡岩型矿床和各种热液矿床及缺氧环境下形成的沉积岩层中。黄铁矿的结晶能力较强，因此常以自形晶出现，有些地质产状中的黄铁矿大量呈现立方体晶形，有些则为五角十二面体或者八面体，这3 种形貌是黄铁矿在自然界中最常见形态，前人研究结果表明，黄铁矿的形貌具有标型性，可以提供岩石和矿床等地质体成因、找矿与勘探、矿物地质温度计和压力计、矿物成因分类和成矿环境和早期成岩过程等诸多地质信息。目前，前人在黄铁矿的微量元素标型特征研究方面已经取得了丰硕的成果，但是关于黄铁矿形貌标型特征研究却很少，缺乏系统地研究特定形貌的黄铁矿所能反映的温度、压力、硫逸度、氧逸度、pH、Eh 和盐度等信息，因此黄铁矿形貌标型特征的研究仍然需要进一步完善。
1 黄铁矿形貌标型特征研究
黄铁矿形貌特征野外研究方法主要采用晶体形貌描述和晶体形貌统计，前者描述特定形貌黄铁矿产出的环境及其所在研究区域背景，后者统计特定区域不同形貌黄铁矿数量和比例。由于黄铁矿是金矿床中最重要的载金矿物之一，目前黄铁矿晶体形貌的统计主要被应用于金矿床的研究中，如圈定金矿靶区和对深部矿体的预测等，但更多相关研究依然停留在晶体形貌描述阶段。矿物晶体形态的统计方法可分为 3 类：形态统计法、习性统计法和权重统计法[14]。目前用的最多的是形态统计法。如对夏甸金矿主成矿阶段黄铁矿形貌的统计，发现不同形貌的黄铁矿在矿体不同位置所占的比例不同，其形貌具有明显的分带性，因此可将黄铁矿的形貌特征作为找矿标型并加以利用；对河南毛堂金矿不同形貌黄铁矿数量统计中发现，一般情况下五角十二面体、立方体和五角十二面体聚形黄铁矿较多处金矿化较好；胶东西北部仓上金矿床上盘蚀变围岩研究过程中，通过统计和计算不同形貌黄铁矿出现在上盘围岩、矿体和下盘围岩的比例，指出从远矿围岩到矿体中的黄铁矿形貌变化顺序为立方体、立方体和五角十二面体的聚形、立方体和五角十二面体单晶、立方体和五角十二面体单晶并出现面体。其他研究者也获得相似的结果，即金矿化强烈的区域的黄铁矿多以五角十二面体、五角十二面体与立方体聚形或者更复杂的形貌产出。值得一提的是，陈光远等以1981年至1986 年的野外工作为基础，研究了胶东三县四个金矿床的黄铁矿晶体形貌，对其中2495粒黄铁矿晶体进行了统计，将4 个不同矿床的黄铁矿的晶体按形貌分类，统计表明围岩中物质供应不充分（硫逸度低）、冷却速度快，黄铁矿主要以立方体形式存在；矿体中冷却速度慢、物质供应充分（硫逸度高）则出现五角十二面体、八面体黄铁矿单晶和五角十二面体+八面体+立方体黄铁矿聚形晶等；作者还统计了在不同成矿阶段结晶出的黄铁矿的形貌，成矿早期主要表现为立方体，存在少部分五角十二面体，成矿中期主要表现为五角十二面体+八面体+立方体聚形，成矿晚期只表现为立方体。
2 黄铁矿形貌特征与形成条件的关系
脉石矿物（主要是透明矿物）大多数情况下与矿石矿物（主要是不透明矿物）形成于不同的物理化学条件，因此，利用脉石矿物中流体包裹体来推测成矿物理化学条件并不准确[23]。黄铁矿是各类矿床中最重要的不透明矿物，与Cu、Mo、Au、Pb、Zn 和Ag 的矿化作用关系紧密[7]，因此研究黄铁矿内部的流体包裹体具有很重要的应用意义。但是黄铁矿内部显微包裹体和内部结构等在可见光下是无法观察的，1984 年Camebell首次将红外显微镜用于黄铁矿内部结构分析，黄铁矿在红外光显微镜下可以观测到矿物包裹体、成长色带和流体包裹体等内部结构，这为黄铁矿内部的包裹体研究提供了技术基础。然而，多数学者习惯于单独研究黄铁矿中的流体包裹体性质，并没有考虑到将通过黄铁矿中流体包裹体测到的盐度和均一温度及其爆裂温度等信息与作为寄主矿物的黄铁矿的形貌特征联系起来，仅有少数学者将二者联系起来进行相关讨论，如在河南毛堂金矿黄铁矿的研究过程中，通过不同形貌的黄铁矿及其爆裂温度的对比，指出立方体、立方体和八面体聚形的爆裂温度为330～350 ℃，而立方体和五角十二面体的聚形晶的爆裂温度为400 ℃；对胶东三县4 个金矿床的黄铁矿晶体形态对比研究，发现立方体黄铁矿中流体包裹体的爆裂温度为218～320 ℃，而五角十二面体及五角十二面体与其他形态的聚形黄铁矿中的包裹体的爆裂温度为277～301 ℃[9] ，值得一提的是，这些测温结果都是通过黄铁矿爆裂法获得，其所获得温度数据值得商榷，目前国外已经开展了红外光谱测量黄铁矿中流体包裹体研究，并获得更精确的数据，如通过统计黄铁矿晶体形貌并研究其对应的流体包裹体性质，指出土耳其的Murgul 铜矿床的八面体和五角十二面体的黄铁矿形成于不同的温度和盐度，五角十二面体黄铁矿中的包裹体的均一温度为298.0～319.0 ℃，盐度为4.7%～8.1%；八面体黄铁矿中的包裹体的均一温度212.1254.3 ℃，盐度为3.28%～5.17%；黄铁矿聚形晶中的包裹体的均一温度为275.5 ～322.0 ℃，盐度为2.96%～5.47%。这为不同形貌黄铁矿标型特征与其形成的物理化学条件研究提供了新方法。
3 存在的问题
很多学者以不同的方式阐明了黄铁矿形貌研究的应用价值，无论是基于统计结果推测还是实验测试特定形貌黄铁矿中包裹体的均一温度或者爆裂温度等，目前黄铁矿形貌标型特征已经被广泛应用到金矿勘探中。尽管如此，目前对黄铁矿形貌研究还比较粗浅，几乎只有沉积环境中的黄铁矿与金矿床中的黄铁矿的形貌被一些学者讨论过，并且仅是简单地讨论了相关黄铁矿形成的温度、pH、硫逸度、氧逸度等物理化学条件。由于以下2 种原因，使得目前未能有一组相对系统的结果把特定形貌标型黄铁矿与其所形成的物理化学条件范围一一对应起来：（1）不同学者对黄铁矿形貌研究的侧重点不同，有些学者探讨了温度或者硫逸度等单个条件，有些学者仅仅是主观推测哪种因素存在影响黄铁矿形貌的可能；（2）目前的技术条件的限制，例如研究以黄铁矿作为寄主矿物的流体包裹体特征的红外显微镜，有学]已经发现利用红外显微镜测黄铁矿中流体包裹体的均一温度时，随着温度的升高，黄铁矿在红外光下变得越来越不透明（能透过黄铁矿的红外光越来越少），显微镜接收到的信号也随之减弱，如果不考虑这个因素，经常会得到不正确的结果，如错误的均一温度和盐度等。这些问题都有待进一步解决。
参考文献：
1. 刘冲昊， 王建平， 刘家军， 等. 矿物晶体形态统计方法探讨[J]. 地质找矿论丛， 2012， 27（4）： 399-403.
2. 李胜荣. 结晶学与矿物学[M]. 北京： 地质出版社， 2009： 166.