膠東焦家金成礦帶2420~3206 m 垂深金礦物和黃鐵礦微量元素特征*

劉鵬瑞，楊德平，宋英昕，舒 磊，劉繼梅

（山東省地質科學研究院，自然資源部金礦成礦過程與資源利用重點實驗室，山東省金屬礦產成礦地質過程與資源利用重點實驗室，山東濟南 250013）

膠東受焦家斷裂控制的焦家金成礦帶是中國重要的金成礦帶之一，發育破碎帶蝕變巖型金礦。近年來對該成礦帶的深部探礦取得了系列重要成果，在-2200~-1000 m 深部相繼發現了寺莊深部、焦家深部、朱郭李家深部、沙嶺、招賢等多個大型、特大型金礦床（宋明春等,2008;2010;2011;宋國政等,2017;王英鵬等,2022）。為進一步探索研究焦家金礦帶深部地質特征及資源潛力，2018 年山東省地質科學研究院在萊州吳一村地區成功實施了深度3266.06 m的科研深鉆（ZK01），并在深部發現金礦體（于學峰等,2019），為開展深部成礦作用研究提供了新的重要依據。

前人對焦家金成礦帶中淺部蝕變巖型金礦中金的賦存狀態做過許多研究，確定黃鐵礦是主要載金礦物，其次為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、石英。礦石中的金可分為裂隙金、晶隙金和包體金等形式的可見金及不可見金。對不可見金的賦存形式還有爭議，有學者認為以晶格金為主，有學者認為以納米金形式為主（葉先賢等,1991;Yang et al.,2011;宋國政等,2017;張博等,2018;王英鵬等,2022）。

熱液礦床的形成，普遍經歷了多階段蝕變礦化作用，在水巖反應過程中流體成分的變化會在蝕變礦物中留下痕跡。黃鐵礦中的微量元素特征蘊含了豐富的礦床成因信息，對成礦物質來源、成礦流體演化和成礦過程具有指示作用。因此，金礦形成過程中黃鐵礦特征變化及指示意義一直是人們感興趣的課題。前人對焦家金礦帶淺部金礦中黃鐵礦的成因礦物學特征做過大量的研究工作，總結了黃鐵礦的形態、成分、物理性質等標型特征，為研究金礦形成條件和成礦作用提供了大量有用信息（陳光遠等,1987;李勝榮等,1996;趙利青等,1997）。近年來，硫化物激光剝蝕等離子質譜（LA-ICPMS）微區原位分析得到了廣泛應用，為精準測試黃鐵礦的成分提供了有利條件，也為研究黃鐵礦中不可見金的賦存狀態、成礦精細過程提供了有效手段（范宏瑞等,2018）。如Cook 等（2009）通過對華北克拉通北緣東坪、黃土梁和后溝金礦床中的載金黃鐵礦的LA-ICPMS微量元素分析，發現黃鐵礦中存在大量呈納米顆粒的不可見金，且Au與親Cu元素Te、Bi具顯著的正相關關系，認為Au-Te和Au-Bi絡合物對于金的搬運和富集沉淀具有重要作用（畢詩健等,2016）。林祖葦等（2019）采用LA-ICPMS 分析了膠東三山島金礦不同階段黃鐵礦中微量元素組成，發現黃鐵礦晶格中w(Au)很低，大部分小于1×10-6，認為金主要以可見金形式存在，早期形成的黃鐵礦中Co+Ni含量很高，反映可能來源于巖漿巖源區，后期Co/Ni 值逐漸降低，暗示了成礦流體溫度逐漸降低（林祖葦等,2019）。

目前，對焦家金成礦帶-2000 m以深礦化蝕變特征、金礦物及黃鐵礦微量元素特征還缺乏系統研究，對金成礦熱液成分演化、成礦過程的研究還不夠深入。本文基于吳一村科研深鉆ZK01，對巖芯樣品進行了詳細的巖相學、礦相學研究，對黃鐵礦進行了LA-ICPMS微區原位微量元素測試，研究了金礦物特征及賦存狀態，黃鐵礦類型，黃鐵礦中主要微量元素的賦存狀態、相關性及含量變化特征，黃鐵礦成分對成礦的指示，探討了成礦物質來源及成礦熱液演化和成礦過程，豐富了對膠東深部金成礦規律的認識。

1 區域地質背景

膠東地區位于華北克拉通東南緣，西臨郯廬斷裂，東南側為大別-蘇魯超高壓變質帶，是一個主要由前寒武紀基底巖石組成、中生代構造-巖漿作用發育的區域。

膠西北礦集區是膠東金礦資源最豐富的地區，區內地表第四系廣泛分布，基巖除零星分布的新生代古近紀五圖群沉積巖和古元古代荊山群變質巖外，廣泛分布有中生代燕山早期玲瓏序列二長花崗巖（160~150 Ma）和燕山晚期郭家嶺序列斑狀花崗閃長巖（132~126 Ma），并有新太古代馬連莊序列變輝長巖和棲霞序列片麻狀英云閃巖分布（圖1）。脈巖主要有閃長玢巖、輝綠巖和煌斑巖。金礦床主要受招-平斷裂、焦家斷裂、三山島斷裂3條主干斷裂構造控制，構成膠西北3條主要金礦帶。焦家斷裂長約60 km 左右，走向30°~50°，近地表傾角為30°~50°，局部可達80°，為一上陡、下緩的鏟式斷裂，斷裂構造的主要形成期與金礦的主成礦期同步（宋明春等,2010）。目前，學者普遍認為區內金礦床的形成與中生代構造-巖漿熱液活動或碰撞造山作用有密切的聯系（翟明國等,2004；毛景文等,2005；楊立強等,2014）。

圖1 焦家金礦帶區域地質簡圖（據于學峰等,2019）1—第四系；2—白堊紀郭家嶺序列花崗閃長巖；3—侏羅紀玲瓏序列黑云二長花崗巖；4—新太古代棲霞序列片麻狀英云閃長巖；5—新太古代馬連莊序列變輝長巖；6—實測及推測斷層；7—實測蝕變帶；8—推測蝕變帶；9—ZK01深鉆位置及孔深；10—金礦床Fig.1 The regional geological map of the Jiaojia gold metallogenic belt(after Yu et al.,2019)1—Quaternary;2—Cretaceous granodiorite of Guojialing sequence;3—Jurassic biotite monzonitic granite of Linglong sequence;4—Neoarchean gneissic tonalite of Qixia sequence;5—Neoarchean metagabbro of Malian Zhuang sequence;6—Measured and inferred fault;7—Measured alteration zone;8—Inferred alteration zone;9—Position and depth of ZK01 deep hole;10—Gold deposits

2 ZK01 深鉆揭示的地質和深部礦化蝕變特征

2.1 地質特征

ZK01 深鉆位于山東省萊州市吳一村東南，焦家斷裂地表露頭西側，控制焦家斷裂及金成礦帶南段深部（圖1）。

由上到下揭露的主要地質體為第四系，新太古代馬連莊序列欒家河單元變輝長巖和棲霞序列新莊單元片麻狀英云閃長巖，燕山晚期玲瓏序列崔召單元黑云二長花崗巖，黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖、碎裂狀二長花崗巖、斷層泥和構造角礫巖、黃鐵絹英巖化碎裂狀黑云二長花崗巖，玲瓏序列二長花崗巖。斷裂帶深部構造巖由韌性變形為主的糜棱巖和以脆性變形為主的碎裂巖組成，韌性變形在斷裂活動的早期形成，常被礦化蝕變掩蓋，脆性變形特征表現為花崗巖的多次碎裂巖化作用，形成碎裂狀花崗巖或花崗質碎裂巖（于學峰等,2019）。斷裂多期活動特征明顯，表現為成礦前的左行壓扭性活動，成礦期的右行張扭或右行張剪活動，成礦后斷裂以壓性為主兼扭性（苗來成等,1997;李厚民等,2002;李俊建等,2005;宋明春等,2010）。

鉆孔深度在2416.29~3234.16 m控制焦家斷裂帶，破碎蝕變帶厚度大于800 m；于2700.89~2854.59 m處發現金礦層6個，總厚度20.87 m，平均品位1.85×10-6，最高品位13.65×10-6，是由320ZK01、ZK740、ZK717、ZK714、ZK712等鉆孔控制的寺莊、紗嶺金礦主礦體向深部的延伸（圖2）（山東省地質科學研究院,2018）。

圖2 吳一村地區ZK01深孔地質剖面及采樣位置圖1—第四系；2—侏羅紀玲瓏序列黑云二長花崗巖；3—新太古代棲霞序列片麻狀英云閃長巖；4—新太古代馬連莊序列變輝長巖；5—閃長玢巖；6—黃鐵絹英巖化碎裂狀花崗巖；7—黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖；8—黃鐵絹英巖化碎裂巖；9—絹英巖化花崗質碎裂巖；10—絹英巖化花崗巖；11—金礦體；12—主斷裂面；13—實測及推測地質界線；14—鉆孔；15—采樣點及編號Fig.2 The geological section and sampling position of deep hole ZK01 in Wuyi Village area1—Quaternary;2—Jurassic biotite monzonitic granite of Linglong sequence;3—Neoarchean gneissic tonalite of Qixia sequence;4—Neoarchean metagabbro of Malian Zhuang sequence;5—Diorite porphyrite;6—Beresitized cataclastic granite;7—Beresitized granitic cataclasite;8—Bere‐sitized cataclasite;9—Phyllic granitic cataclasite;10—Phyllic granite;11—Gold orebody;12—Main fracture surface;13—Measured and inferred geological boundary;14—Borehole;15—Sampling point and number

2.2 深部蝕變類型及礦石特征

2416.29~3234.16 m 深度破碎蝕變帶的蝕變類型主要為鉀化、硅化、絹英巖化、黃鐵礦化、黃鐵絹英巖化、碳酸鹽化。深部礦石中的金屬礦物主要為黃鐵礦、方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦、自然金、銀金礦、局部見碲鉍礦、輝碲鉍礦及自然鉍等；脈石礦物主要為斜長石、鉀長石、石英、黑云母、絹云母、碳酸鹽礦物、綠泥石、水云母等。其中黃鐵礦是主要載金礦物，其次為黃銅礦和方鉛礦、石英。根據蝕變和破碎程度分為3 種礦石類型：①黃鐵絹英巖化碎裂狀花崗巖型：礦石呈淡肉紅色-灰白色，花崗巖特征清楚，早期鉀化現象明顯（圖3a、b）。礦石結構主要為變余花崗結構、壓碎結構及填隙結構。金屬礦物以黃鐵礦為主，偶見黃銅礦，脈石礦物以長石、石英為主，少量絹云母、綠泥石等。黃鐵礦石英脈或黃鐵絹英巖脈較發育，充填于花崗巖的裂隙中，構成細脈、枝杈脈、網脈狀構造，礦石品位變化較大，黃鐵礦脈發育的地方金品位高；②黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖型：礦石呈灰色、灰白色-淡肉紅色。黃鐵絹英巖化蝕變不均勻，較弱，常殘留花崗巖外貌（圖3c、d）。黃鐵礦石英細脈或黃鐵絹英巖細脈、枝杈脈充填于巖石裂隙中構成脈狀構造，礦石品位變化較大；③黃鐵絹英巖化碎裂巖（碎斑巖、碎粒巖、碎粉巖）型：礦石呈灰綠色-灰黑色，主要產于蝕變帶中心，隨著破碎程度升高，蝕變礦化增強，顏色變深（圖3e、f）。礦石結構以他形-半自形粒狀結構為主。金屬礦物以黃鐵礦為主，少量黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦，脈石礦物主要為長石、石英、絹云母、水云母。黃鐵礦呈細粒浸染狀或與石英、絹云母、水云母一起呈細脈、網脈充填于巖石裂隙中，構成細脈浸染狀構造，局部形成稠密浸染狀構造。上述深部礦化蝕變特征與淺部沒有明顯區別。

圖3 吳一村地區ZK01深孔中的金礦石類型a、b.黃鐵絹英巖化碎裂狀花崗巖，黃鐵礦細脈發育，金賦存于黃鐵礦細脈中；c、d.黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖；e、f.黃鐵絹英巖化碎裂巖，巖石呈灰白色，破碎強烈形成碎粒巖、碎粉巖，發生黃鐵絹英巖化，石英、黃鐵礦呈網脈狀分布Py—黃鐵礦；Qtz—石英；Ser—絹云母Fig.3 Types of gold ore in ZK01 deep hole in Wuyi Village area a,b.Beresitized cataclastic granite,pyrite veinlets develop and gold occurs in them;c,d.Beresitized granitic cataclasite;e,f.Beresitized cataclasite The rock is grayish white,broken strongly to form granulitic rock,and powdery rock,beresitized,quartz and pyrite are distributed in net veinlets Py—Pyrite;Qtz—Quartze;Ser—Sericite

2.3 成礦階段

根據巖石的破碎蝕變、礦化特征、礦物共生組合及相互穿插關系，將ZK01 鉆孔金礦化過程劃分為4個階段（圖4）：

圖4 吳一村地區深部金礦成礦階段Fig.4 Gold metallogenic stage in deep in Wuyi Village area

（Ⅰ）黃鐵礦-石英階段：在蝕變礦化作用早期，花崗質巖石發生紅化、綠泥石化、硅化和絹英巖化蝕變，局部形成黃鐵礦石英脈。主要蝕變礦物為石英、絹云母，少量綠泥石、黃鐵礦等。

（Ⅱ）金-石英-黃鐵礦階段（圖5a~c、g、i）：為早期主成礦階段，發生較強的黃鐵礦化及黃鐵絹英巖化蝕變作用，主要蝕變礦物為黃鐵礦、絹云母、石英、金礦物，局部見碲鉍礦、輝碲鉍礦。

圖5 吳一村地區ZK01深孔金礦石中金礦物顯微分布特征a.第Ⅱ成礦階段的金礦物呈角粒狀、片狀分布于黃鐵礦裂隙中及裂隙中的石英、絹云母中；b.第Ⅱ成礦階段的金礦物呈片狀、枝杈狀、麥粒狀分布于黃鐵礦裂隙中，照片上部見圓粒狀包體金；c.第Ⅱ成礦階段的黃鐵礦中的圓角粒狀包體金；d.第Ⅲ成礦階段的黃鐵礦及石英中的角粒狀包體金和分布在黃鐵礦、石英間的晶隙金；e.第Ⅲ成礦階段的金礦物與黃銅礦、方鉛礦連生，分布于黃鐵礦顆粒間；f.第Ⅲ成礦階段的金礦物分布于石英和絹云母中；g.第Ⅱ成礦階段的金礦物呈角粒狀與石英、絹云母一起分布于黃鐵礦裂隙中，碲鉍礦和輝碲鉍礦連晶分布于黃鐵礦裂隙中；h.自然鉍與方鉛礦、黃銅礦、石英共生；i.第Ⅱ成礦階段金礦物呈片狀或線狀分布于黃鐵礦裂隙中，線狀金寬度小于1 μm a~h為反射光顯微照相；i為掃描電鏡背散射成分像Py—黃鐵礦；Ccp—黃銅礦；Gn—方鉛礦；Au—金礦物；Tel—碲鉍礦；Tetr—輝碲鉍礦；Bsm—自然鉍；Qtz—石英Fig.5 Microscopic distribution characteristics of gold minerals in gold ore in ZK01 deep hole in Wuyi Village area a.The gold minerals of stage Ⅱmineralization are distributed in the cracks of pyrite in the form of horn-granular and flake and in the aggregates of quartz and sericite in the cracks of pyrite;b.The gold minerals of stage Ⅱmineralization are distributed in the cracks of pyrite in the form of flake,branch and wheat grain,and the round granular inclusion gold can be seen in the upper part of the photo;c.The rounded granular inclusion golds in pyrite of stage Ⅱmineralization;d.Horn-granular inclusion gold in pyrite and quartz,crystal interface gold between pyrite and quartz grains of stageⅢmineralization;e.The gold minerals of stage Ⅲmineralization are associated with chalcopyrite and galena and distributed among pyrite particles;f.The gold minerals of stage Ⅲmineralization are distributed in quartz and sericite;g.The gold minerals of stage Ⅱmineralization are horn-granu‐lar,along with quartz and sericite,distributed in the cracks of pyrite,and the tellurbismuthite and tetradymite are intercrystalline in the cracks of pyrite;h.Natural bismuth intergrowth with galena,chalcopyrite and quartz;i.The gold minerals of stage Ⅱmineralization are distributed in the form of flake and linear gold with width less than 1 μm in the cracks of pyrite a~h—Micrograph under reflected light;i—SEM backscattered component image Py—Pyrite;Ccp—Chalcopyrite;Gn—Galena;Au—Gold mineral;Tel—Tellurbismuthite;Tetr—Tetradymite;Bsm—Natural bismuth;Qtz—Quartz

（Ⅲ）金-石英-多金屬硫化物階段（圖5d、e、f、h）：為晚期主成礦階段，發生黃鐵絹英巖化、硅化及水云母化蝕變作用，主要蝕變礦物為黃鐵礦、絹云母、石英、水云母、方鉛礦、黃銅礦、銀金礦，少量閃鋅礦及碳酸鹽礦物等，局部見自然鉍與方鉛礦、黃銅礦共生。

（Ⅳ）重晶石-石英-碳酸鹽礦物階段：為成礦后階段，蝕變礦物以石英和方解石為主，其次為重晶石，局部見黃鐵礦、方鉛礦。

3 樣品采集與測試

3.1 樣品采集

研究樣品主要采集于吳一村地區ZK01 鉆孔深部的焦家破碎蝕變帶內，深度從2420 m到3206 m（圖2），選擇不同深度的礦石、礦化巖石及蝕變圍巖中的黃鐵礦樣品，另有少量淺部黃鐵礦樣品，共102件。

對采集到的樣品磨制了薄片、光片及光薄片，利用偏光顯微鏡進行了詳細的巖相學和礦相學觀察，研究礦石物質組成、結構構造、礦物共生組合關系及金礦物的賦存狀態。利用電子探針儀對金礦物進行了成分分析，共16 個測點。選取黃鐵礦樣品進行LA-ICPMS微量元素測試，共92個測點。

3.2 測試方法

巖相學、礦相學研究及電子探針、掃描電鏡測試工作在自然資源部金礦成礦過程與資源利用重點實驗室進行。使用的偏光顯微鏡型號為ZEISS Axio‐ScopeA1，電子探針分析儀型號為JXA-8230，分析條件為加速電壓20 kV，束流2×10-8A，束斑直徑1 μm，檢出限0.01%，采用加拿大產ASTIMEX 系列標準樣；掃描電鏡型號為ZEISS SUPRA55 型場發射掃描電鏡，分析條件為加速電壓20 kV，束流1×10-9A。

黃鐵礦LA-ICPMS 微量元素測試工作在中國地質科學院國家地質實驗測試中心完成。分析儀器為Thermo Element Ⅱ型質譜儀和New Wave UP213 型激光剝蝕系統，采用He 作為剝蝕物質的載氣。激光斑束直徑40 μm，頻率10 Hz，樣品表面能量密度約為15 J/cm2，分析采用低分辨模式。每個樣品分析點的分析時間為80 s，包括20 s的剝蝕前背景值測定，40 s的樣品分析和20 s 的吹掃時間。所有的分析數據都用標準樣品進行校正，黃鐵礦用NIST610和MASS-1標準樣，Fe做內標。其中，MASS-1用于校準S、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Ga、Ge、As、Mo、Ag、Cd、In、Sn、Sb，其余元素采用NIST610 校準，分析誤差小于10%（胡明月等,2008;袁繼海,2011;趙令浩等,2018）。

4 分析結果

4.1 金礦物及碲鉍礦物特征

（1）結構特征

對25 件樣品，342 個“可見金”顆粒的形態、粒度及賦存特征進行了統計。結果表明，金礦物形態以角粒狀為主，片狀、麥粒狀、長角粒狀、針狀、線狀次之，少量呈枝杈狀、圓粒狀、啞鈴狀（圖5）。金礦物粒度多介于0.001~0.070 mm，按金礦物粒度分級標準。其中，≤0.01 mm 的微粒金占47.6%，0.01~0.037 mm的細粒金占43.7%，0.037~0.074 mm 的中粒金占6.0%，粒度0.074~0.295 mm 的粗粒金占2.7%，未見到大于0.295 mm 的巨粒金，掃描電鏡下可見寬度小于1 μm 的線狀金（圖5i）。礦石中的金礦物主要分布于黃鐵礦晶隙及裂隙中（圖5a、b、d、g、i），包體金較少（圖5b~d）；其次與黃銅礦、方鉛礦連生分布于黃鐵礦晶隙及裂隙中（圖5e），少量分布于石英粒間或包含于石英中（圖5d、f）。其中，晶隙金、裂隙金、包體金分別占58.2%、28.6%、13.2%（表1）。

表1 吳一村地區ZK01深孔金礦石中金礦物的賦存特征統計表Table 1 Statistics of occurrence characteristics of gold minerals in ZK01 deep hole in Wuyi Village area

筆者研究發現，礦石中除金礦物外，還可見碲鉍礦物，主要為碲鉍礦、輝碲鉍礦及自然鉍。其中，碲鉍礦多呈板條狀微小顆粒分布在早期黃鐵礦中，有的樣品中可見碲鉍礦與輝碲鉍礦呈不混溶連晶，并與金礦物、石英、絹云母共生，充填于早期的黃鐵礦裂隙中（圖5g），形成于金-石英-黃鐵礦階段。自然鉍較少見，多呈蠕蟲狀與方鉛礦交生，有的與金礦物連生（圖5h），主要分布在黃鐵絹英巖化碎裂巖中，形成于金-石英-多金屬硫化物階段。

（2）成分特征

主成礦階段金礦物的電子探針分析結果顯示，深部礦石中多數金礦物金含量（質量分數）＞80%，少數≤80%，金成色771~909，平均857，普遍含微量Fe、Bi、Zn、Cu、S、As、Sb、Te 等元素。第Ⅱ成礦階段的金礦物多為自然金，成色較高，第Ⅲ成礦階段的金礦物多為銀金礦，成色較低（表2）。

表2 吳一村地區ZK01深孔不同成礦階段金礦物電子探針分析結果Table 2 The EPMA analysis results of gold minerals in difference mineralization stages in deep hole ZK01 in Wuyi Village area

4.2 黃鐵礦微量元素特征

（1）黃鐵礦類型

不同成礦階段形成的黃鐵礦，雖然可以表現出不同結構和分布特征，但由于多期熱液活動的疊加，使這種差異不明顯。筆者根據詳細的巖相學及礦相學觀察，將深部礦石中的黃鐵礦劃分為6種類型：

Py1：形成于成礦早期的黃鐵礦-石英階段，由于后期蝕變作用的疊加，礦石中多不明顯或被改造。主要見于充填于鉀化花崗巖及絹英巖化花崗巖裂隙中的黃鐵礦石英脈中，呈半自形粒狀，常為立方體晶形，稀疏浸染狀分布，常受后期應力作用呈碎裂結構（圖6a、b）。

圖6 吳一村地區ZK01深孔各世代黃鐵礦特征a.第Ⅰ成礦階段的黃鐵礦（Py1），呈細粒浸染狀分布于黃鐵絹英巖中；b.第Ⅰ成礦階段的黃鐵礦（Py1）受后期應力作用形成碎裂結構；c.第Ⅱ成礦階段早期的黃鐵礦（Py2a），受應力作用形成碎裂結構；d.第Ⅰ成礦階段的黃鐵礦（Py1）和第Ⅱ成礦階段早期的黃鐵礦（Py2a），受應力作用形成碎裂結構，遭受后期蝕變作用改造，見較多裂隙金；e.第Ⅱ成礦階段早期的黃鐵礦（Py2a）受應力作用形成碎裂結構，被第Ⅱ成礦階段晚期的黃鐵絹英巖細脈（Py2b）穿插；f.第Ⅱ成礦階段晚期的黃鐵礦（Py2b），輕微破碎，粒度細，常見五角十二面體顆粒，含晶隙金；g.第Ⅱ成礦階段的黃鐵礦（Py2a）受應力破碎，裂隙中充填第Ⅲ階段的黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦及金礦物，周圍分布第Ⅲ階段細粒自形黃鐵礦（Py3b）；h.第Ⅲ成礦階段的自形粒狀黃鐵礦（Py3a），顆粒間分布有黃銅礦和銀金礦；i.第Ⅲ成礦階段形成的自形粒狀黃鐵礦（Py3a），呈細粒集合體，與水云母共生，分布在碎粒巖中Py—黃鐵礦；Ccp—黃銅礦；Gn—方鉛礦；Au—金礦物；Qtz—石英；Ser—絹云母；紅色圈—激光剝蝕坑Fig.6 Characteristics of pyrites of different generations in deep hole ZK01 in Wuyi Village area a.The pyrite(Py1)of the first ore-forming stage is distributed in the beresite in the form of fine grain dissemination;b.Pyrite(Py1)formed in the first mineralization stage was subjected to late stress to form cataclastic structure;c.Pyrite(Py2a)formed in the early second mineralization stage was sub‐jected to stress to form cataclastic structure;d.Pyrite(Py1)formed in the first mineralization stage and pyrite(Py2a)formed in the early second miner‐alization stage formed cataclastic structure under the stress and was superimposed by late alteration,containing more fissure gold;e.The pyrite(Py2a)formed in the early second mineralization stage was subjected to stress to form cataclastic structure,which was cross cut by beresite veinlets(Py2b)formed in the late second mineralization stage;f.Pyrites(Py2b)formed in the second mineralization stage are slightly broken,fine grained,common pentagonal dodecahedral crystal,and contain interstitial gold;g.The pyrite(Py2a)formed in the second mineralization stage is broken by stress,and the cracks are filled with chalcopyrite,galena,sphalerite and gold minerals formed in the third mineralization stage,surrounded by the fine grained euhedral pyrite(Py3b)of the third mineralization stage;h.The euhedral granular pyrite(Py3a)formed in the third mineralization stage,there are chal‐copyrite and electrum among the pyrite particles;i.The euhedral granular pyrites(Py3a)formed in the third mineralization stage are in the form of fine aggregate,and is symbiotically distributed in granulitic rock with hydromica Py—Pyrite;Ccp—Chalcopyrite;Gn—Galena;Au—Gold mineral;Qtz—Quartz;Ser—Sericite;Red circles—Laser denudation pit

Py2a：形成于金-石英-黃鐵礦階段，大部分與石英組成團塊或脈狀，脈寬一般5 mm~2 cm，主要分布于黃鐵絹英巖化碎裂狀花崗巖中，其次為黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖中，呈粗粒他形集合體，常受后期應力作用呈碎裂結構，裂隙被后期成礦物質充填，含較多裂隙金，局部見包體金（圖6c~e、g）。

Py2b：形成于金-石英-黃鐵礦階段，多與石英、絹云母組成脈狀或斑點狀集合體，分布特征與Py2a相似，黃鐵礦多呈細粒集合體，晶型復雜，常見五角十二面體晶形或五角十二面體與立方體的聚形，有輕微碎裂現象，含較多晶隙金，其次為包體金（圖6e、f）。

Py3a：形成于金-石英-多金屬硫化物階段，主要分布于黃鐵絹英巖中，呈細粒集合體，常與黃銅礦共生，局部與閃鋅礦、方鉛礦共生，含晶隙金較多（圖6h、i）。

Py3b：形成于金-石英-多金屬硫化物階段，呈浸染狀分布于早期粗粒黃鐵礦的邊部（圖5h，圖6g）常與方鉛礦共生，局部與黃銅礦、自然鉍共生。

Py4：形成于重晶石-石英-碳酸鹽階段，常分布在成礦晚期的石英、方解石脈中，含量較少。

（2）黃鐵礦中微量元素含量

利用LA-ICPMS 對吳一村地區深部不同深度及不同成礦階段的黃鐵礦進行了測試。共分析了92個測點，獲得了62 種主微量元素的含量，其中金成礦相關元素Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Bi、Co、Ni、As、Sb、Se、Te 等元素含量普遍高于檢出限，而V、Cr、Ga、Ge、Mo、Cd、In、Sn、Ba、W 等含量多低于或接近檢出限，本文對這些含量極低的微量元素及與金成礦關系不大的元素不作討論（表3），分黃鐵礦類型統計了元素地球化學參數，并制作了箱線圖（表4，圖7）。

表3 吳一村地區ZK01深孔不同世代黃鐵礦LA-ICPMS微量元素分析結果Table 3 LA-ICPMS analysis results of trace elements in different generations of pyrite in deep hole ZK01 in Wuyi Village area

表4 吳一村地區ZK01深孔不同世代黃鐵礦微量元素含量統計參數Table 4 Statistical parameters of trace element content of pyrite in different generations in deep hole ZK01 in Wuyi Village area

圖7 吳一村地區ZK01深孔不同成礦階段黃鐵礦微量元素含量箱線圖Fig.7 Box plot of trace element content of pyrite in different mineralization stages of deep hole ZK01 in Wuyi village area

表3和圖7顯示，黃鐵礦-石英階段的黃鐵礦Py1中Co 在各類黃鐵礦中的平均含量最高，其次是Ni，而Cu、As、Bi平均含量較低，Co/Ni值高，Pb/Bi值低。其中，w(Co)為162.39×10-6~2859.34×10-6，平均1362.85×10-6，w(Ni)為13.83×10-6~771.25×10-6，平均215.54×10-6，w(As)為0.64×10-6~197.22×10-6，平均62.96×10-6，w(Pb)為0.01×10-6~520.16×10-6，平均57.02×10-6，w(Bi)為0.04×10-6~49.25×10-6，平均15.4×10-6，w(Au)為0.01×10-6~3.81×10-6，平均0.30×10-6，w(Ag)為0.02×10-6~5.20×10-6，平均1.16×10-6，Co/Ni為1.35~81.33，平均17.09，Pb/Bi 為0.19~11.21，平均2.84。Au、Pb含量變化大，可能與后期成礦熱液改造有關。

金-石英-黃鐵礦階段，黃鐵礦分為2 個亞類，Py2a 中Co、Ni 的平均含量較高且比較接近，Co 平均含量明顯低于Py1，Ni 平均含量在各類中最高，Au、Ag、Cu、Pb、Bi等元素平均含量較高，Co/Ni值、Pb/Bi值低。其中，w(Co)為10.64×10-6~896.31×10-6，平均250.76×10-6，w(Ni)為107.22×10-6~974.35×10-6，平均386.11×10-6，w(As)為10.15×10-6~528.28×10-6，平均117.23×10-6，w(Pb)為0.01×10-6~901.09×10-6，平均72.78×10-6，w(Bi)為0.01×10-6~276.26×10-6，平均27.51×10-6，w(Au)為0.00×10-6~7.92×10-6，平均0.82×10-6，w(Ag)為0.00×10-6~155.92×10-6，平均9.41×10-6，Co/Ni 為0.06~3.08，平均0.77，Pb/Bi 為0.06~22.71，平均3.20。Ag、Au、Pb、Zn、Bi 含量變化較大，可能與后期成礦熱液改造有關。

Py2b中Co、Ni平均含量明顯較Py2a低，As平均含量較高，成礦元素平均含量較Py2a 低，Co/Ni 值較高，而Pb/Bi 值在各類中最高。其中，w(Co)為3.63×10-6~137.97×10-6，平均39.41×10-6，w(Ni)為0.52×10-6~124.26×10-6，平均49.70×10-6，w(As)為0.10×10-6~206.65×10-6，平均64.26×10-6，w(Pb)為0.66×10-6~89.32×10-6，平均22.34×10-6，w(Bi)為0.01×10-6~34.38×10-6，平均7.80×10-6，w(Au)為0.01×10-6~1.12×10-6，平均0.23×10-6，w(Ag)為0.02×10-6~2.57×10-6，平均0.65×10-6，Co/Ni 為0.12~107.60，平均9.02，Pb/Bi為0.27~4896.00，平均330.19。

金-石英-多金屬硫化物階段黃鐵礦也分為2 個亞類，Py3a 中Co、Ni 平均含量較低，As、Cu、Zn 平均含量在各類中最高，Ag 含量較高，Co/Ni值、Pb/Bi值較高。其中，w(Co)為0.01×10-6~160.10×10-6，平均40.84×10-6，w(Ni)為0.52×10-6~375.82×10-6，平均47.21×10-6，w(As)為192.00×10-6~6289.85×10-6，平均1027.82×10-6，w(Pb)為0.01×10-6~314.97×10-6，平均37.41×10-6，w(Bi)為0.06×10-6~27.84×10-6，平均7.32×10-6，w(Au)為0.00×10-6~2.36×10-6，平均0.33×10-6，w(Ag)為0.04×10-6~12.19×10-6，平均1.86×10-6，Co/Ni為0.01~310.88，平均21.01，Pb/Bi 為0.04~326.11，平均27.48。

Py3b 中Pb、Bi 含量明顯高于Py3a，也明顯高于其他黃鐵礦類型，Cu、Zn、As含量明顯低于Py3a。其中，w(Co)為6.00×10-6~84.60×10-6，平均47.47×10-6，w(Ni)為0.52×10-6~46.71×10-6，平均14.75×10-6，w(As)為9.17×10-6~31.03×10-6，平均18.51×10-6，w(Pb)為190.06×10-6~701.61×10-6，平均412.99×10-6，w(Bi)為18.00×10-6~563.08×10-6，平均182.40×10-6，w(Au)為0.21×10-6~0.97×10-6，平均0.51×10-6，w(Ag)為2.20×10-6~7.71×10-6，平均3.79×10-6，Co/Ni 為1.81~106.67，平均31.02，Pb/Bi為0.34~28.36，平均10.47。

重晶石-石英-碳酸鹽礦物階段，黃鐵礦Py4中無明顯富集元素。其中，w(Co)為2.90×10-6~95.58×10-6，平均49.15×10-6，w(Ni)為0.52×10-6~76.96×10-6，平均34.92×10-6，w(As)為0.10×10-6~97.74×10-6，平均34.85×10-6，w(Pb)為0.74×10-6~73.41×10-6，平均33.37×10-6，w(Bi)為0.07×10-6~6.75×10-6，平均2.49×10-6，w(Au)為0.01×10-6~0.06×10-6，平均0.03×10-6，w(Ag)為0.09×10-6~0.91×10-6，平均0.43×10-6，Co/Ni為1.24~5.63，平均2.89，Pb/Bi 為3.85~110.27，平均41.67。

5 討 論

5.1 可見金賦存狀態

本文研究表明，焦家金成礦帶深部與中淺部相似，黃鐵礦是主要載金礦物，金主要以自然金和銀金礦的形式存在。另外，礦石中發現少量碲鉍礦、硫碲鉍礦和自然鉍，一般認為Te、Bi 來源于地幔，這些礦物的出現，指示可能有少量幔源物質參與成礦。

顯微鏡下可見金常以晶隙金、裂隙金、包體金等形式分布于黃鐵礦中。第Ⅱ成礦階段存在較多裂隙金，黃鐵礦破碎強烈并常伴隨金品位明顯升高，說明強烈的構造活動使早期形成的黃鐵礦發生破碎，使其比表面積大幅增加，成礦流體壓力得以釋放，Au從流體中沉淀，并充填于黃鐵礦裂隙中，形成裂隙金，并伴隨新黃鐵礦的形成。第Ⅲ成礦階段，隨著流體溫度的降低，流體中的成礦元素相對富集，形成細粒黃鐵礦及方鉛礦、黃銅礦、閃鋅礦等多金屬硫化物和細粒石英，形成晶隙金和包體金。

由表2 可知，第Ⅱ成礦階段形成的金礦物主要為自然金，金的成色較高，成礦溫度相對較高，第Ⅲ成礦階段形成的金礦物主要為銀金礦，金的成色較低，表明成礦流體演化到后期成礦溫度降低，金的成色也降低。

在焦家金成礦帶的焦家、馬塘、寺莊等礦區，-500 m 標高以淺礦體金礦物成色為532~842，平均值670；-500~-1000 m 標高礦體的金礦物成色為727~903，平均值827（宋明春等,2011）；招賢礦區主礦體賦存標高-1260~-2170 m，金礦物成色為538~951，平均值794（王英鵬等,2022）；而吳一村深孔控制的金礦體賦存于2700.89~2854.59 m 深度范圍，其金礦物成色平均為857。由此可見，焦家金成礦帶控制的蝕變巖型金礦，由淺部向深部金礦物成色逐漸升高。因金的成色與形成的溫度正相關，指示深部金礦的成礦溫度較高。

5.2 黃鐵礦中微量元素的賦存狀態及元素相關性

近年來，基于激光剝蝕方法對不同類型熱液礦床中的黃鐵礦進行了大量的研究，結果表明微量元素在黃鐵礦中主要有3 種賦存形式：①類質同象形式；②納米礦物包裹體（直徑<0.1 μm）形式；③微米級的礦物包裹體。其中，Co、Ni、As、Se 等元素常以類質同象形式進入黃鐵礦的晶格，Au、Ag、Cu、Zn、Sb、Te、Pb、Bi、Cr、Sn、W等元素常以自然金、自然銀、銀金礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、鉍礦物等礦物的納米（直徑<0.1 μm）、微米礦物包體的形式存在于黃鐵礦中（周濤發等,2010；Thomas et al.,2011;范宏瑞等,2018）。以類質同象或納米礦物包體形式賦存的元素在激光束斑尺度（25 μm）下引起的剝蝕曲線一般近似為平直曲線，而以微米礦物包體形式賦存的元素則表現為尖峰樣曲線。晶體化學參數（離子半徑、電負性等）差異大，不具備類質同象賦存條件的元素表現為平直剝蝕曲線，可推斷為以納米礦物包體形式存在。

吳一村深鉆中黃鐵礦的LA-ICPMS 激光剝蝕曲線顯示Au 多數為尖峰曲線，且Au 與Ag 信號常呈現一致的變化趨勢，顯示以微米級以上金銀礦物包體形式賦存。少數黃鐵礦顆粒中Au表現為平直曲線，可能呈納米顆?；蝾愘|同象形式賦存。黃鐵礦Au含量大部分低于1×10-6，有相當多測點含量低于檢出限，而礦石中有較多的可見金顆粒，含包體金及晶隙金的黃鐵礦（如g44、g45）本身Au 含量常很低，說明Au 主要是以可見金的形式存在。一些Au 高含量樣品（如g61、w5、w2）常與裂隙金的存在有關，應是受后期成礦熱液疊加改造的影響。這些樣品常具有碎裂結構，Au 含量變化大，表明黃鐵礦中Au 主要以細小礦物包體的形式賦存（圖5i，圖8b~d、f）。激光剝蝕曲線顯示As、Se、Co、Ni等元素常表現為平直曲線，表明它們呈類質同象或納米礦物包裹體的形式存在，而Cu、Pb、Zn、Bi多表現為尖峰樣曲線，表明其主要以微米以上礦物包裹體的形式存在（圖8a~f）。Pb、Bi常呈一致的信號變化趨勢，表明以鉛鉍礦物包體的形式賦存（圖8b、c）。

圖8 吳一村地區ZK01深孔黃鐵礦微量元素的LA-ICPMS激光剝蝕曲線a.第Ⅰ成礦階段的黃鐵礦，Co含量較高，呈平直曲線，表明以類質同象形式賦存；b,c.第Ⅱ成礦階段早期的黃鐵礦，碎裂，Co、Ni、As呈平直曲線，表明以類質同象形式賦存，Au、Ag、Cu、Pb、Bi呈尖峰曲線，表明以微米級礦物包體形式賦存，成礦元素富集；d.第Ⅱ成礦階段早期的黃鐵礦，裂隙中有第Ⅲ成礦階段的成礦物質充填，Co、Ni、As呈平直曲線，以類質同象形式賦存，Ag、Cu、Zn呈尖峰曲線，表明以微米級礦物包體形式賦存，Pb、Bi為平直曲線，表明以納米級礦物包體形式賦存，成礦元素富集；e.第Ⅲ成礦階段的黃鐵礦，As含量較高且呈平直曲線，以類質同象形式賦存，Cu、Ag、Pb、Bi呈尖峰曲線，以微米級礦物包體形式賦存，Zn、Au含量低；f.第Ⅲ成礦階段的黃鐵礦，As含量較高且呈平直曲線，以類質同象形式賦存，Cu、Pb、Zn、Sb、Ag、Au呈尖峰曲線，以微米級礦物包體形式賦存，Co含量較低，成礦元素富集Fig.8 LA-ICPMS laser denudation curve of trace elements of pyrites in deep hole ZK01 in Wuyi Village area a.The pyrite of the first mineralization stage has a high Co content and a flat curve,indicating that it exists in the form of isomorphism;b,c.The py‐rite of the early second mineralization stage,cataclastic,Co,Ni and As show a flat curves,indicating that they exist in the form of isomorphism,while Au,Ag,Cu,Pb and Bi show a peak curve,indicating that they exist in the form of micron-level mineral inclusions and are enriched in ore-forming elements;d.The pyrite of the early second mineralization stage,ore-forming materials of the third mineralization stage filled the fissures.Co,Ni and As show flat curves and occur in the form of isomorphism;Ag,Cu and Zn show peak curves,indicating the occurrence of micron-level mineral inclu‐sions,Pb and Bi show flat curves,indicating the occurrence of nano-level mineral inclusions and enrichment of ore-forming elements;e.The pyrite of the third mineralization stage,As has high content and shows a flat curve,indicating that it occurs in the form of isomophism,Cu,Ag,Pb and Bi show a peak curve,indicating that they occur in the form of micron-level mineral inclusions,and Zn and Au content is low;f.The pyrite of the third mineralization stage has a high content of As and a flat curve,indicating As occurs in the form of isomorphism,Cu,Pb,Zn,Sb,Ag and Au show a peak curve which occurs in the form of micron-level mineral inclusions,with low content of Co and rich of matallogenic elements

吳一村深孔黃鐵礦微量元素相關圖顯示，Co 與Ni之間呈明顯正相關（圖9a），Co+Ni和Au之間呈較弱的正相關（圖9b），Pb+Bi 與Au+Ag、Cu+Pb+Zn 與Au+Ag 之間呈明顯正相關（圖9c、d），Te+Bi 與Au+Ag、Au 與As 之間呈弱的正相關（圖9e、f），大部分Py3a類黃鐵礦As的含量較高，但Au 的含量不高，只有b12-2-2測點出現了高Au、高As的特征，說明晚階段成礦流體As 的含量雖然明顯升高，但Au 在黃鐵礦中卻不以納米礦物包體或晶格金形式賦存，而以裂隙金、晶隙金和包體金等可見金形式存在，這與卡林型金礦中的黃鐵礦明顯不同（胡瑛等,2009）。元素之間的相關性反映了在金成礦過程中熱液成分的變化，Co、Ni 在熱液活動早階段含量高，隨著成礦作用的演化，兩者含量降低；Co+Ni 與Au 相關性弱，反映兩者關系復雜，可能受到成礦晚階段熱液的影響；而Pb、Bi、Cu、Pb、Zn、Te 等元素與金成礦有密切關系，大致表現為從早到晚含量升高的趨勢，各階段是漸變過渡關系；As 與Au 呈弱正相關，明顯不及上述元素與Au關系密切，影響因素較多。

圖9 吳一村地區ZK01深孔中黃鐵礦微量元素相關性圖解Fig.9 Correlation diagram of trace elements of pyrite in deep hole ZK01 in Wuyi village area

5.3 黃鐵礦微量元素對金成礦的指示

（1）Co/Ni值指示的成礦物質來源

研究表明不同成因類型的黃鐵礦具有不同的Co/Ni值，其中沉積型黃鐵礦Co/Ni值顯著小于1，與火山作用相關的黃鐵礦Co/Ni 值大于5，巖漿熱液型黃鐵礦Co/Ni值集中在1~5之間，變質熱液型黃鐵礦接近于沉積型黃鐵礦（王奎仁,1989; Thomas et al.,2011）。另外，黃鐵礦中Co、Ni 含量也可指示成礦物質來源，如小秦嶺地區車倉峪鉬礦中與輝鉬礦共生的黃鐵礦中的w(Ni)較低，一般介于4.5×10-6~76.1×10-6，平均17.4×10-6，表明輝鉬礦成礦與燕山期的娘娘山花崗巖基有關，小秦嶺其他金礦區的黃鐵礦w(Ni)高達>8000×10-6以上，表明基性成礦流體來源（趙海香等, 2015）。這是因為Co、Ni 具有強烈的親硫性和親鐵性，傾向進入黃鐵礦晶格代替Fe，富Co型和富Ni 型黃鐵礦一般形成于巖漿成巖晚期和熱液活動早期，比較而言Co 親S 性較強，一般比Ni 優先進入黃鐵礦晶格（劉英俊等，1984），黃鐵礦具有高含量Co、Ni，以及Co/Ni 高比值特征。嚴育通等（2012）和姚希柱（2019）認為，CoS2與FeS2可形成連續固溶體，NiS2與FeS2則形成不連續固溶體，在高溫下Co 更有利于呈類質同象進入黃鐵礦，在淺成低溫熱液型和巖漿熱液型金礦床中，熱液來源是巖漿水和大氣水的混合，巖漿熱液由于溫度較高，Co 比Ni優先以類質同象形式進入黃鐵礦晶格替代Fe，具有高Co/Ni 比值。變質熱液型金礦床是在成巖和變質作用下形成的，熱液來自于建造水和變質水，形成溫度低于巖漿熱液，Co 以類質同象形式進入黃鐵礦較弱，Co/Ni 值較低，一般小于1 或近于1，含量也較低（嚴育通等,2012;姚希柱,2019）。

吳一村地區深部黃鐵礦有效測點共87個，w(Co)平均值336.68×10-6，w(Co)中位值71.96×10-6，w(Ni)平均值183.81×10-6，w(Ni)中位值79.84×10-6（表3）。參與統計Co/Ni 值的有效數據個數共78 個，比值范圍0.01~310.87，變化較大，平均值11.48，Co/Ni 值<1的測點數占47.44%，介于1%~5% 的測點數占41.03%，>5%的測點數占11.53%（圖9a）。

許多學者對膠東地區蝕變巖型金礦的硫、鉛、鍶同位素和氫氧同位素的研究表明，成礦物質是混合來源，存在多期成礦作用的疊加，礦石中硫及其他成礦物質最初的來源是膠東群變質基底，即來自于中生代活化再造的前寒武紀增生變質雜巖，并混入了少量淺部地殼和深部地幔組分（鄧軍等,2001;翟明國等, 2001; 楊立強等, 2014）。成礦流體的碳、氫、氧、硫和氦、氬同位素的研究表明膠東金礦成礦流體來自于殼-幔相互作用過程中的流體系統，可能是原始巖漿水、變質水與大氣降水等的混合流體，以殼源變質流體為主（Hu et al.,2006;Shen et al.,2013;楊立強等,2014）。

吳一村地區深部黃鐵礦Co/Ni 值不同于典型的沉積型、火山型、巖漿熱液型和變質熱液型黃鐵礦，與前人研究的成礦物質和成礦熱液的多源性結論相吻合，成礦物質是前寒武紀變質基底巖石，中生代巖漿巖和少量幔源物質的混合來源；成礦熱液屬變質熱液、巖漿熱液和大氣降水的混合熱液成因。膠東沉積變質地層（太古界膠東巖群、古元古代荊山群、粉子山群）及新太古代基性、酸性巖漿巖（新太古代馬連莊序列變輝長巖、新太古代棲霞序列片麻狀英云閃長巖）廣泛分布，晚侏羅世—早白堊世有玲瓏系列黑云母二長花崗巖、郭家嶺序列花崗閃長巖、偉德山序列花崗巖等酸性巖漿巖大規模侵入，具有成礦物質和成礦流體混合來源的前提條件。

（2）黃鐵礦微量元素變化指示的金成礦過程

黃鐵礦中的微量元素主要是在其形成過程中捕獲的，其含量的多少直接與成礦熱液成分和物理化學條件相關。不同成礦階段形成的黃鐵礦，由于其形成的物理化學條件不同，微量元素特征存在明顯差異。

富Co 型和富Ni 型黃鐵礦一般形成于巖漿和變質成巖期和熱液活動早期，而此時Au、Ag 等成礦元素一般還未達到飽和，因此，黃鐵礦中Au、Ag等成礦元素含量較低。前人的研究表明，一般黃鐵礦形成溫度越高，Co、Ni 含量越高，高溫型黃鐵礦w(Co)＞1000×10-6，中溫型w(Co)為100×10-6~1000×10-6，低溫型w(Co)＜100×10-6（盛繼福等,1999）。

有學者認為，膠東蝕變巖型金礦成礦作用從“紅化”開始，形成大量Fe、Ti 氧化物，隨之是鉀化蝕變，即斜長石的鉀長石化過程（陳光遠等,1997）。在熱液成礦階段，水巖作用使原巖中的黑云母、角閃石等富鐵礦物蝕變釋放出Fe2+，與熱液中的(HS)-結合形成黃鐵礦、絹云母，同時斜長石經鉀交代形成絹云母和石英，發生絹英巖化、黃鐵絹英巖化蝕變，即

黑云母、角閃石等鐵鎂硅酸鹽礦物含較豐富的Co、Ni 等親鐵元素，在蝕變過程中釋放進入熱液，并進入黃鐵礦晶格（Liu et al.,2018），形成富Co型黃鐵礦（Py1），對應黃鐵礦-石英階段。隨著構造作用加強，成礦空間形成，溫度壓力降低，熱液中的Fe2+與逐漸富集，并形成黃鐵礦和金，即（凌洪飛等,2002）。Au、Ag 元素形成細小礦物顆粒，在黃鐵礦的晶隙中沉淀或被黃鐵礦包裹，形成富含Au、Ag 和富Ni型黃鐵礦（Py2a、Py2b），對應金-石英-黃鐵礦階段。溫度壓力進一步降低，熱液中As、Cu、Pb、Zn濃度升高，進入金-石英-多金屬硫化物階段，形成富含As、Cu、Pb、Zn、Au、Ag 的黃鐵礦（Py3a）。一般認為，As 可以取代黃鐵礦晶格中的S，引起晶格畸變，使Au 取代Fe而進入黃鐵礦晶格，黃鐵礦中As 與Au 正相關，而且較低溫度下形成的黃鐵礦中As 含量較高（盧煥章等,2013;Deditius et al.,2014），但吳一村鉆孔深部黃鐵礦中As、Au關系較復雜，相關性不好（圖9f），表明在熱液演化過程中As、Au 濃度同時較高時，Au 在黃鐵礦中以類質同象形式賦存，當Au 達到析出條件，而As 濃度較低時，Au 在黃鐵礦中以納米礦物包體的形式賦存，當Au 濃度低，而As 濃度高時則形成富As 貧Au 的黃鐵礦。吳一村鉆孔深部黃鐵礦中Pb+Bi 與Au+Ag 呈明顯正相關關系（圖9c），表明金-石英-多金屬硫化物階段后期形成富含Pb、Bi、Au、Ag的黃鐵礦（Py3b）。有學者認為一般從成礦早階段到晚階段黃鐵礦中Pb 含量相對升高，Bi 含量相對降低，Pb/Bi值升高（林祖葦等,2019），Au、Ag一般也在熱液演化晚階段富集（Wu et al.,2021）。至成礦作用基本結束，熱液中成礦元素含量大幅降低，形成的黃鐵礦微量元素含量低，形成“潔凈”的黃鐵礦（Py4），對應重晶石-石英-碳酸鹽礦物階段。

早階段形成的黃鐵礦受到變質作用和晚階段熱液活動的改造，表現為黃鐵礦成分上發生改變，有時形成環帶結構（焦家金成礦帶少見），同一部位產出的黃鐵礦可能形成于不同階段，屬不同類型。不同類型的黃鐵礦并非與成礦階段嚴格對應，而是漸變過渡關系。礦相學的研究表明，金礦物常賦存于破碎黃鐵礦的裂隙中，而這些黃鐵礦通常是富Co、Ni型黃鐵礦（Py1、Py2a），可能的原因是Co、Ni 在黃鐵礦中以類質同象形式替代Fe 原子時，形成電子導電型黃鐵礦，表面產生多余電荷，在其形成后很可能發生了強烈的構造活動，使其強烈破碎，甚至被碾碎成粉末，比表面積大幅增加，對熱液中的Au、Ag等配合物產生吸附作用，促使其分解，Au 在裂隙中沉淀（曾貽善等,1996；Kusebauch et al.,2019）。實際上富As黃鐵礦破碎后在裂隙中也會吸附Au，但因富As 型黃鐵礦（Py3a）和富Pb、Bi 型黃鐵礦（Py3b）形成于構造強烈活動之后，破碎較弱，裂隙對Au 的吸附現象不及Py1、Py2a 明顯。如w6 號樣品采自孔深2818.89 m，賦存于黃鐵絹英巖化花崗質碎裂巖中，靠近礦體，破碎，見晶隙金，黃鐵礦呈網脈狀或呈自形粒狀集合體，測試的7個測點分屬3個類型：①w6-2-1、w6-3-1 和w6-3-2 測點屬富Co 型黃鐵礦Py1，受后期成礦熱液影響Au、Ag、As 含量較高；②w6-1-2、w6-2-2 和w6-3-3 測點屬富Ni 型黃鐵礦Py2a，受后期成礦熱液影響Au、Ag、As 含量較高；③w6-1-1 屬富Pb、Bi 型黃鐵礦Py3b。表現出從Py1、Py2a 向Py3a、Py3b 的轉變（表3）。因此，在金成礦作用過程中除溫度、壓力下降、流體混合、液相分異等因素外，黃鐵礦的表面吸附作用引起熱液中金配合物分解使金沉淀可能也起重要作用。

（3）黃鐵礦微量元素對金富集成礦的指示

本文研究表明主成礦階段形成的黃鐵礦具有Co、Ni 含量低，Au+Ag+As 或Au+Ag+Pb+Bi+Cu 含量高，Pb/Bi 值高的特征，并常見這些元素的礦物微細包裹體。而巖漿、變質成巖期或熱液活動早期形成的黃鐵礦一般Co、Ni 含量高，Au、Ag 等成礦元素含量低，當后期斷裂活動使其發生破碎，含礦熱液沿裂隙充填，其表面吸附熱液中的金配合物，促使其分解，金沉淀，其Au、Ag、Pb、Bi 等成礦元素含量升高，此種類型黃鐵礦以Au 含量高和裂隙發育為標志。因此，黃鐵礦微量元素特征對金富集成礦具有明顯的指示作用。如g1號樣品采自孔深98.14 m，為斜長角閃巖中的黃鐵礦脈及斑點狀、浸染狀黃鐵礦，其中g1-1-2測點，為黃鐵礦集合體邊部小顆粒，有Ag、Pb、Bi 礦物包體，Co、Ni、Ag、Au、Pb、Bi、As、Se 含量較高，屬富Co 型黃鐵礦Py1，受到后期成礦熱液影響，指示成礦有利；g1-1-1 測點為團塊狀黃鐵礦，g1-2-1測點為浸染狀小顆粒黃鐵礦，屬富Co型黃鐵礦Py1，Au、Ag、As、Pb、Bi含量低，不破碎，為成礦期前形成，g1-3-1 測點為浸染狀大顆粒黃鐵礦，含磁鐵礦、黃銅礦包體，Co、Ni、Au、Ag、As、Pb、Bi、Cu 等元素含量低，代表成礦期后黃鐵礦Py4?？傮w上，該樣品由于有g1-1-2測點，指示有成礦可能。

6 結 論

（1）焦家金成礦帶深部金主要以自然金和銀金礦的形式賦存于黃鐵礦中?？梢娊鹨跃督鸷土严督馂橹?，其次為包體金。黃鐵礦微量元素中的Au常呈微米級以上金銀礦物包體賦存，少數呈納米顆?；蝾愘|同象形式賦存。第Ⅱ成礦階段以裂隙金為主，其次為晶隙金，金的成色較高，以自然金為主；第Ⅲ成礦階段以晶隙金和包體金為主，金的成色較低，以銀金礦為主。深部金的成色高于淺部，說明深部成礦溫度較高。

（2）黃鐵礦微量元素中，Co 與Ni、Co+Ni 與Au呈較弱的正相關；Pb+Bi 與Au+Ag、Cu+Pb+Zn 與Au+Ag 呈明顯正相關；Te+Bi 與Au+Ag、Au 與As 呈弱的正相關，表明金成礦伴有Ag、Cu、Pb、Bi、As、Te等元素富集。

（3）根據黃鐵礦的微量元素組成將其分為6 種類型：第Ⅰ成礦階段的黃鐵礦（Py1），微量元素成分較簡單，Co、Ni 含量較高，成礦元素不富集；第Ⅱ成礦階段早期的黃鐵礦（Py2a），Co 含量降低、Ni 含量升高，Co/Ni 接近1，普遍遭受碎裂作用，被晚階段成礦物質充填改造；第Ⅱ成礦階段晚期的黃鐵礦（Py2b），Co、Ni 和成礦元素含量較Py2a 低，As 含量和Co/Ni值較高，Pb/Bi值高；第Ⅲ成礦階段早期的黃鐵礦（Py3a），粒度較小，常與黃銅礦、方鉛礦共生，Co、Ni 含量較低，As 的含量較高，明顯富集Cu、Pb、Zn；第Ⅲ成礦階段晚期的黃鐵礦（Py3b），Au、Ag、Pb、Bi含量進一步升高；第Ⅳ成礦階段，熱液中成礦元素濃度大幅降低，形成“干凈”的黃鐵礦（Py4）。黃鐵礦微量元素特征指示了成礦熱液成分的演化和成礦過程。在金成礦作用過程中破碎的富Co、Ni型黃鐵礦的表面吸附作用對金沉淀和富集可能起重要作用。

（4）深部黃鐵礦微量元素特征及Co/Ni 比值的變化與成礦熱液和成礦物質的多源性結論吻合，指示成礦熱液屬變質熱液、巖漿熱液、大氣降水的混合熱液成因，成礦物質是前寒武紀變質基底巖石、中生代巖漿巖和少量幔源物質的混合來源。

（5）黃鐵礦類型及微量元素含量是金成礦的良好指示劑。

致 謝衷心感謝國家地質測試中心詹秀春研究員、趙令浩博士、孫冬陽博士在黃鐵礦LA-ICPMS測試過程中給予的指導和幫助！衷心感謝兩位匿名審稿專家提出的寶貴意見及對論文的悉心修改！