【摘 要】黄铁矿是一种重要的载金矿物，在金矿床的研究和找寻工作中，黄铁矿的形态特征、热电系数以及成份标型的意义尤为重要。本文通过对焦家金矿-150m中段（JQ-7）、-230m中段（JZ-1）、-270m中段（J270-7）采场中黄铁绢英岩中的石英脉系统采样，从矿物学角度研究出焦家金矿含金黄铁矿热电性垂向变化规律，为矿床的深部远景评价提供矿物学依据。
【关键词】黄铁矿；热电性；焦家
Abstract：Pyrite is a kind of important gold-bearing mineral, its morphological characteristics, thermoelectric coefficient and compositional type are of importance in the work of researching and founding the gold deposits. By using the mineralogical study of the sample of the quartz vein sysytem, which is found in the stope of the pyrite phyllic rock, located in the depth of underground 150- m middle (JQ-7), 230- m middle (JZ-1), 270- m (J270-7) middle of the Jiaojia gold ore, this paper mainly concludes the vertical change rule of the pyrite thermoelectricity in Jiaojia gold ore. And it also offers reasons for the evaluation of further study on the mineral deposit.
Key words: pyrite, thermoelectricity, Jiaojia
1、地質概况
焦家金矿床位于焦家主干断裂，控制长度1600m，为区内三个特大型矿床之一。上盘为胶东岩群变质岩系，下盘为珑超单元和郭家岭超单元，破碎蚀变带偏向黑云母花岗岩一侧发育。主裂面上盘为绢英岩化斜长角闪岩带：主裂面下盘依次为黄铁绢英岩、黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩带、黄铁绢英岩化花岗岩带和钾化红化花岗岩带。矿体受 N E向焦家主断裂控
制。主断裂带宽50～450m，走NE10°～60°，倾向NW倾角3 0°～50°，具有上陡下缓的特征[1]。
焦家金矿床矿物种类达50余种,其中原生矿物占86%,表生矿物占14%。原生矿物中金属矿物占65%,非金属矿物占35%。主要有用矿物为银金矿、金银矿和自然金。黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿及褐铁矿是主要载金矿物[2]。
2、焦家金矿黄铁矿热电性
黄铁矿热电性测量是前苏联及国内找矿勘探中总结出的一种有效的矿(床)体快速定位预测技术方法，在国内外不同地区金矿的找矿勘探中，效果十分明显。
热电性是指半导体类矿物加热带电的性质。矿物热电性的基本原理是利用金属或半导体矿物在温差条件下产生的热电效应。通过固定黄铁矿颗粒，并控制其两端温度差为一定值，则不同黄铁矿颗粒的热动势E的大小存在差别，E为负值时，矿物为电子导电(N型导电) ；E为正值时，为空穴导电(P型导电)。
在Rdj-Ⅱ热电仪活化温度为100℃条件下测试。由于热电动势易受多种因素干扰，所测数据有一定的变化性，所用的数据为统计性数据，测试的颗粒越多，统计性测试结果越好，根据山东省地质科学研究所研究表明，每个样品测20个颗粒较为合适。为了更好的显示数据的统计性特征，在测试过程中每个样品选择60颗黄铁矿进行测定。
2.1焦家金矿黄铁矿热电系数的垂向变化
矿物热电系数α是单位温度差的热电动势，其计算公式表示为 ：
式中α—热电系数，单位：微伏/度，符号：μV/℃
Ｅ—热电动势，单位：毫伏，符号：ｍｖ
∆t—温差，单位：度，符号：℃
α值的大小反映了矿物导电性质的差异，它取决于矿物类质同像中杂质的种类和浓度，以及晶体结构等。黄铁矿矿物类质同像中杂质元素的种类、浓度与其形成时的温、压条件关系密切，因此，利用黄铁矿热电性标型特征可以推测成矿的温、压条件，分析矿床的剥蚀程度，并进行深部资源评价[3]。
焦家金矿黄铁矿热电系数垂向变化情况如图1所示：黄铁矿热电系数均出现了两个峰值，其中一波峰为P型黄铁矿形成，另一波峰为N型黄铁矿形成，均反映了本矿床可能存在至少两次成矿作用阶段。
表1更直观的观察出金矿床黄铁矿的热电性在垂向空间分布上具有成带性，即矿体浅部以P型空穴型黄铁矿为主，N型电子黄铁矿所占比例不大；深度加深到矿体中部，较浅部相比较P型黄铁矿的含量减少，N型黄铁矿所占的比例增大；到了矿体深部黄铁矿以为N型黄铁矿为主或全部变为N型，P型黄铁矿所占极小的比例或消失。由浅至深P型和N型黄铁矿热电系数的平均值都有逐渐减小的趋势，P型黄铁矿热电系数从高正值逐渐减小，N型黄铁矿的热电系数的绝对值逐渐增大（见表1）。
2.2焦家金矿黄铁矿热电性参数垂向变化
根据热电系数值求出黄铁矿的热电性参数Xnp。
Xnp=(2fⅠ+fⅡ)-(fⅣ+2fⅤ)
其中Xnp为热电性参数，fⅠ、fⅡ、fⅢ、fⅣ、fⅤ，分别代表样品中相应的补偿热电系数的黄铁矿百分比；这些相应的补偿热电系数划分为五类：fⅠ—anp>+400；fⅡ—anp为+400～+200；fⅢ-anp为+200～0；fⅣ—anp为0～-200；fⅤ—anp<-200。式中Xnp值的范围为+200～-200[4]。
此方程式根据“天平原理”建立的，“天平”的支点是fⅢ,即anp为+200～0，因为这类黄体矿在矿体中部分布最广，所占比例也是最大的。矿体最上部 Xnp值为+200～+100；矿体上部 Xnp值为+100～+50；矿体中部 Xnp值为+50～-50；矿体下部 Xnp值为-50～+100；矿体最下部Xnp值为-100～-200。
如图2所示：焦家金矿的α值和Xnp在垂向上变化性不大，反映了矿体的延伸基本比较稳定，向下还有非常大的远景。焦家金矿黄铁矿α值和Xnp的曲线变化状况一致，向深部延伸的过程中α值和Xnp的变化率先趋于平稳，到达一定深度后α值和Xnp的变化率又有所增大，后向深部延伸总的趋势为为负值增大，总体符合热电导型规律，负值增大。
2.3焦家金矿黄铁矿成矿温度的垂向变化
黄铁矿的热电系数与形成温度有一定的关系，P．A．戈尔巴乔夫(1964)年利用大量数据做出图3黄铁矿热电性—温度图。从该图获得线性方程[5]:
(N型)
(P型)
焦家金矿黄铁矿成矿温度垂向的变化情况如图4和表2所示：在浅部P型黄铁矿含量高，以它指示的温度范围为浅部的成矿温度范围；深部N型黄铁矿占绝对主导，以它指示的温度范围为深部的成矿温度范围；中间部位的黄铁矿的含量介于浅部和深部含量之间，形成温度也介于浅部成矿温度与深部成矿温度之间。矿床浅部成矿的主要集中范围在100℃～200℃，深部成矿的主要集中温度范围的交集在400℃～500℃。它们整体上反映了从矿体的浅部到深部黄铁矿成矿是一个温度逐渐增加的过程。
黄铁矿的导电类型及热点系数主要是受类质同像中杂质元素的种类和浓度及晶体结构缺陷等因素影响，并與成矿时的温压条件关系密切，有研究成果表明[6]，高温下结晶的黄铁矿中高价离子杂质易进入晶格，使得黄铁矿中铁过饱和（硫空位）而呈N型电导；低温下低价离子杂质易进入晶格，使黄铁矿的硫过饱和（铁空位）而呈P型电导，另外，高温下结晶的黄铁矿晶体结构较为理想，低温下则结构缺陷明显。因此，对于未发生倒转的岩浆热液型金矿床，矿体的深部成矿温度较高，压力也较大，而在矿体浅部的成矿温度相对较低，压力也较小，因此，对于一个理想的矿体，一般深部矿体中N型黄铁矿的趋势较大，而浅部矿体P型黄铁矿趋势较大[7]。综上所述：焦家金矿床含金黄铁矿中由浅至深热电系数逐渐减小，黄铁矿由P型电导向N型电导转变，反映了由硫过饱和向铁过饱和的转变，同时也反映了温度逐渐升高，这和前人研究成果相符。
3、结论
1.随着深度逐渐增大，P型黄铁矿的热电系数值，随取样位置的升高而增大；N型黄铁矿的热电系数值，随取样位置的升高而绝对值减小。
2.在矿体的轴向上，焦家金矿的α值和Xnp在垂向上变化性不大，反映了矿体的延伸基本比较稳定，深部远景比较好，矿化延伸深度可能比较大。
3.根据黄铁矿热电性系数反映的温度变化，焦家金矿由浅至深热电性系数反映黄铁矿成矿温度逐渐升高。
综上所述：根据对焦家金矿黄铁矿热电性研究表明，在矿体的轴向上，黄铁矿由P型向N型转变，黄铁矿在不同高度的热电系数变化不大，从矿物学角度说明这个矿体的规模本身就比较大，深部远景较好，矿化延伸深度较大。
参考文献
[1] 赵洁心，鲍明学.焦家金矿床黄铁矿标型特征及含金性分析[J].黄金，2007,28(9):19-23.
[2] 赵鹏沄,顾雪祥,邓小华.山东焦家金矿矿床成因及成矿模式[J].地质与勘探，2007，43（4）：29-35.
[3] 张志启，王建国，邓军，韦延光，闰顺令，马启光，刘娜.黄铁矿热电性研究在谢家沟金矿评价中的应用[J].山东国土资源,2005,21(11):26-29.
[4] 候满堂．陕西镇安太白庙金矿黄铁矿热电性特征研究及其应用[J]．黄金，2000，21：5-9．
[5] 谢玉玲，徐九华，钱大益等．太白金矿黄铁矿热电性及其在找矿中的应用[J]．北京科技大学学报，1999，21(1)：1-5．
[6] 邓军,徐守礼,方云等．胶东西北部构造体系及金矿成矿动力学. [M]．北京：地质出版社，1996．)
[7] 李惠．石英脉和蚀变岩型金矿床地球化学异常模式[ M] ．北京：地质出版社 。 1 9 9 1 ．
[8] 山东地质科学研究所.山东金矿找矿矿物学方法试验研究报告[R].1991:26-29.
[9] 陈光远，孙岱生，张立.黄铁矿成因形态学[J]．现代地质，1987，1：60-76.
[10] 邵洁涟．金矿找矿矿物学[M]．武汉：中国地质大学出版社，1988，158．