付芳芳，昝敏杰，赵禹喆，张双燕，郭 鹏

（1.保定理工学院，河北 保定 071000；2.河北地质大学，石家庄 050031）

小营盘金矿是张家口市大型金矿床，前人对其矿床成因仍然存在很大分歧[1-3]。在区域变质和重熔混合岩化作用下，通过研究围岩崇礼群地层各类元素的活化-迁移-沉淀规律，俞传平认为矿床类型属于层控重熔改造混合热液含金石英脉型[2]；从成因矿物学、包裹体、元素地球化学及硫、氧同位素等方面研究含金石英脉的地质特征、成矿温度等物理化学特征，胡小蝶判断矿床类型属于与混合岩化密切相关的变质热液型[3]。该矿床成因认识上的巨大分歧也制约了人们对区域成矿规律的认识。本文采用LA-ICP-MS分析方法对河北省张家口市小营盘金矿中不同类型的黄铁矿进行原位微量元素分析，探讨有用金属的赋存状态、微量元素组成及比值，从而为其矿床成因提供重要的指示作用。

1 地质概况

尚义—赤城深断裂带是本区一级金矿控矿带，西起尚义二道背，东至赤城东卯，绵延200 km，是我国北东部金矿控矿带的重要组成部分。小营盘金矿位于尚义—赤城大断裂带与水泉沟二长杂岩体南侧，以北为谷咀子花岗岩。矿区与水泉沟二长杂岩体之间广泛分布二长岩演化晚期生成的裂隙型混合岩、长英质脉和钾化带。

2 样品特征与测试方法

通过矿脉穿插关系以及详细的矿相学研究，笔者将成矿阶段划分为钾长石—石英阶段、石英—多金属硫化物阶段、碳酸盐阶段。本次研究取样来自多金属硫化物阶段。根据晶体形态和矿物组合，黄铁矿被分为三种类型[4-5]。一是自型（见图1（a））、胶状黄铁矿（见图1（b）），简称PyⅠ，自型黄铁矿晶型以{100}为主，颗粒大小集中在0.8～1.0mm，少数颗粒达4 mm，在背散射镜下，自型黄铁矿内部无明显包裹体，胶状构造黄铁矿表面粗糙，局部呈不规则球粒状集合体。二是自型环状（见图1（c））、中部自型外部多孔黄铁矿（见图1（d）），简称PyⅡ，自型环状黄铁矿内部通常为它形，外部为晶型较完好的环带，颗粒一般较小，多数集中在0.05～0.10 mm，多孔的黄铁矿常被方铅矿所交代，显示交代残余结构（见图1（e）），初步判断为热液成因。三是碎裂状黄铁矿（见图1（f），简称PyⅢ，可能由于后期的挤压而发生变形呈现破碎形态。图1（a）矿相是在扫描电镜下观察，图1（b）至图1（f）的矿相均是在显微镜下观察。

图1 小营盘金矿不同类型黄铁矿矿相学特征

3 试验结果及分析

PyⅠ以富集Co、Ni、Mo、Pb为特征。相对于PyⅠ，PyⅡ更加富集Co、Mo、Pb元素，Ni含量相对减少，对于其他亲铜亲铁、成矿以及Sb、Mo元素，除Zn与As元素含量相对减少，其他元素含量均较PyⅠ更为富集。相对于PyⅠ、PyⅡ，PyⅢ中Co、Mo、Pb元素含量大幅度减少，Ni含量相对PyⅡ变化不大。周涛发等根据元素之间的相关性（Ag与Bi存在一定的正相关，同时Au与Ag之间也存在一定的正相关关系，而Au与Bi之间的相关性并不明显），认为Ag的赋存形式有两种，一种以银金包裹体的形式存在，另一种可能赋存在含铋的矿物包体中[6]。Ag与Pb、Sb剥蚀曲线一致，Ag可能以S—Sb化合物（硫锑银矿）存在方铅矿中；Bi与Ag、Pb剥蚀曲线一致，指示硫银铋以固溶体或包裹体形式存在方铅矿中[7-9]。

如图2所示，将本文矿床中3种类型黄铁矿的Co、Ni含量分别与Bajwah提出的不同成因的黄铁矿进行对比，结果发现：PyⅠCo、Ni值主要落在沉积区，一个点落在热液区，一个点落在岩浆区；PyⅡCo、Ni值主要落在热液区，一个点落在沉积区，进一步验证PyⅡ为热液成因；PyⅢCo、Ni值主要落在岩浆区，其中3个点落在沉积区[10]。

图2 小营盘金矿黄铁矿Ni-Co成因图解（底图据Bajwah）

黄铁矿中的微量元素包括两部分：一是以类质同象替代形式进入黄铁矿晶格中，例如，Co、Ni替代Fe，As、Se、Te替代S；二是以机械混入物形式存在黄铁矿中，如Cu、Pb、Zn。“不可见金”的赋存形式有两种：一种是以包裹体金的形式存在；另一种是以“固溶体”（晶格金）形式存在。综合分析认为，小营盘金矿成矿物质主要来自地幔，幔枝构造在深部物质上升过程中起主要作用，成矿流体为以岩浆来源为主，变质成因和大气降水为辅形成的多源混合流体。