黄铁矿是热液金矿床中重要的载金矿物，不同物理化学环境下形成的黄铁矿，其晶体形貌、微量元素含量及组合特征等有一定差异(陈光远等，1987；Reich et al., 2005)，通过对黄铁矿的研究可以获得成矿作用过程和机理，如Au的赋存状态(Simon et al., 1999)、黄铁矿成因(Bralia et al., 1979)、As与Au的相关性(Henkelman，2004；Cook et al., 2009)等大量有用信息。

老王寨金矿床是三江特提斯成矿域最重要的金矿带--哀牢山金矿带内已探明规模最大的金矿床(邓军等, 2010a, b ，2011，2012，2013；杨立强等, 2010, 2011a, b ; Deng et al., 2013; Wang et al., 2013)。长期以来，对其开展了大量研究，积累了丰富资料，但对载金黄铁矿的专门研究较少。胡云中和唐尚鹑(1995) 通过对老王寨金矿床不同晶型黄铁矿的电子探针波谱分析，确定了五角十二面体黄铁矿是最重要的载金黄铁矿，讨论了不同晶型黄铁矿的标型特征及成因类型，为厘定矿床成因提供了一定证据。但该项工作并未在详细成矿阶段划分的基础上进行研究，而不同成矿阶段可形成同一晶型的黄铁矿，因此详细标定黄铁矿的不同世代及其所属的成矿阶段十分重要。李定谋等(1998) 采取“抽样”法，对老王寨金矿床不同成矿阶段的黄铁矿的微量元素特征、晶胞参数、热电学及红外光谱特征做了一定研究，并利用黄铁矿中As、Co、Ni、Se及Te等微量元素的含量特征，探讨了载金黄铁矿的热液成因，推断老王寨金矿床可能存在多期次流体的矿化叠加。但该项工作同样缺乏更精细的成矿阶段划分。薛传东等(1999, 2002)在把老王寨金矿床的热液成矿作用划分为5个阶段的基础上，对矿区5个世代的黄铁矿标型特征进行了初步研究，总结出聚形晶发育、微量元素总量高、(Fe/S)＜0.5，(Se/Te)＜2.5，(Co/Ni)＜0.5，a₀>5.419×10^-10m可作为富金黄铁矿的标型特征。但该项工作并未提供详细的矿脉切割关系、矿石结构构造及矿物共生组合等成矿阶段划分证据，对黄铁矿标型特征的形成机理及其矿床成因指示意义也缺乏进一步探讨，这在一定程度上导致了对其可靠性与精度评价及具体应用的困难。为此，本文通过老王寨金矿床矿脉切割关系、矿石结构构造及矿物共生组合等系统研究，在厘定成矿阶段的基础上，对不同世代黄铁矿进行详细的矿相学观察和电子探针分析，剖析各世代黄铁矿的晶体形貌和化学成分特征，探讨了其可能形成的机理。

老王寨金矿床位于古扬子板块与三江褶皱系结合部西侧的哀牢山造山带内，夹持于哀牢山深大断裂与九甲-墨江两大断裂之间，位于哀牢山金矿带北段，是云南目前探明的最大金矿床(图 1)。矿区内岩浆岩十分发育，以海西晚期的橄榄辉石岩、辉石岩和纯橄榄岩为主(钟大赉，1998)，多受NW向断裂控制，呈岩墙状、岩脉状产出，局部呈透镜状。岩石受到强烈的后期构造变形变质作用，局部片理化发育，且常见硅化、碳酸盐化、黄铁矿化等蚀变。其次为印支期花岗斑岩、花岗闪长斑岩与石英斑岩(李龚健等，2013)，多沿断裂带边部与喜马拉雅期煌斑岩脉(王江海等, 2001)相伴，呈透镜状、不规则状及岩枝状产出，发育绢云母化、硅化、黄铁矿化等蚀变。煌斑岩脉主要沿NW向(局部EW向)断裂的构造薄弱部位呈透镜状、脉状成群带产出，岩性主要为云煌岩、橄榄云煌岩等，发育绢云母化、碳酸盐化等多种蚀变，是主要赋矿围岩之一。

图 1

Fig. 1

图 1 哀牢山造山带大地构造位置(a, 据杨立强等, 2011a, b )和构造地质简图(b, 据杨立强等，2010) Fig. 1 Tectonic setting of Ailaoshan orogenic belt (a, after Yang et al., 2011a, b ) and sketch map of geology of the Ailaoshan orogenic belt showing the distribution of gold deposits, and the location of Laowangzhai gold deposit (b, after Yang et al., 2010)

控矿构造总体为NW走向，其次为NWW走向，老王寨-营盘山背斜转折端部位及其两翼NW向和NWW向的左行剪切逆断裂控制着金矿体的产出(张闯等，2012)。金矿(化)体主要赋存在次级断裂带及层间破碎带与岩体接触带上，呈脉状、似层状、透镜状及不规则状，产状与围岩大体一致，具有膨胀收缩和分枝复合特点，矿体与围岩没有明显界线。按金矿体分布、矿化形式和容矿岩石类型等的空间变化特征，自北西向南东可划分为浪泥塘、冬瓜林、老王寨、搭桥箐和库独木5个矿段，以老王寨和冬瓜林2个矿段探明规模最大，除老王寨矿段矿体呈EW走向外，其他矿段的矿体均呈NW向展布(图 2)。

图 2

Fig. 2

图 2 老王寨矿区地质简图(据林文信，1992) Fig. 2 Sketch geological map of the Laowangzhai gold deposit (after Lin, 1992)

主要矿石类型包括蚀变玄武岩型、蚀变煌斑岩型、蚀变变质石英杂砂岩型、蚀变绢云板岩型、蚀变花岗斑岩型、蚀变超基性岩型和石英脉型。矿石结构主要为半自形-粒状结构、充填结构和穿插交代结构，矿化样式主要有浸染状、细脉状、网脉状和角砾状蚀变岩型等。根据野外观察和室内显微镜下鉴定，金矿石中常见金属矿物有黄铁矿、毒砂、辉锑矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿和硫辉锑铜矿等，非金属矿物以绢云母、石英和方解石等为主。

在详细的野外地质特征观测基础上，对老王寨矿区不同地质体进行系统取样，并进行仔细的岩相学观察。样品中炭质千枚岩地层为灰黑色，鳞片变晶结构，千枚状构造，发育S-C组构，沿千枚理发育石英硫化物细脉(图 3b)，且被后期方解石硫化物脉切穿(图 3c)。显微镜下可见草莓状黄铁矿呈集合体状零星分布于岩石中，单个集合体大小不超过15μm(图 4a)，且部分样品中可见浸染状产出的毒砂和黄铁矿。变质石英砂岩为粉红色-灰色，变余砂状结构，块状构造，主要矿物为石英及少量的绿泥石、绢云母等，发育浸染状黄铁矿化，偶见石英硫化物细脉。石英斑岩呈灰白色，由于发育强烈硅化蚀变，原岩结构不明显，局部可见具溶蚀结构的石英斑晶。在冬瓜林露天采场观察发现，岩石中发育网脉状石英硫化物细脉(图 3a)，显微镜下脉体常呈不连续状，受后期改造强烈。这类细脉常见于矿区其他类型的矿石薄片中，脉体中矿物主要有石英、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿与黄铜矿(图 3f)，石英常发育纤维状变形、波状消光明显，黄铁矿单颗粒主要为立方体状，集合体呈树枝状、香肠状产出。在部分样品中，也可见浸染状分布的粗粒他型黄铁矿(图 4b)，并且可见沿其裂隙发育石英硫化物细脉(图 3e)。煌斑岩为灰黑色，斑状结构，块状构造，大部分岩石发育强烈硅化、碳酸盐化与黄铁矿化蚀变，存在多阶段矿化的叠加，在显微镜下能识别的主要矿物为石英、方解石、黑云母、绢云母、绿泥石、绿帘石、毒砂、黄铁矿及少量辉锑矿。其中，毒砂与黄铁矿主要以脉状(图 3g)，次为浸染状分布于蚀变煌斑岩中，脉体宽约5mm，脉石矿物为方解石与石英，矿物自形程度较好，毒砂与黄铁矿共生，常具共生边结构，在样品LWZ-DC-P19光薄片中，可见此脉体切穿石英-多金属硫化物细脉(图 3h)；辉锑矿与少量细粒黄铁矿常以脉状产出(图 3d)，在样品DQQ-1473-B5光片中，可见辉锑矿包含早阶段毒砂(图 3i)。

图 3

Fig. 3

图 3 老王寨金矿床不同成矿阶段脉体穿插关系与矿物共生组合特征 (a)-脉Ⅲ切穿蚀变石英斑岩中脉Ⅱ；(b)-沿炭质千枚岩层理发育的脉Ⅱ；(c)-炭质千枚岩中脉Ⅲ切穿脉Ⅱ；(d)-蚀变煌斑岩中发育辉锑矿脉，样品LWZ-DC-P19；(e)-沿粗粒黄铁矿裂隙发育脉Ⅱ，样品DGL-P1-06；(f)-脉Ⅱ中黄铜、闪锌矿共生，并发育立方体黄铁矿，样品LWZ-DC-B7；(g)-脉Ⅲ中毒砂与黄铁矿共生, 样品LWZ-DC-P19；(h)-脉Ⅲ切断脉Ⅱ, 样品LWZ-DC-P19;(i)-辉锑矿包裹毒砂, 样品DQQ-1473-B5.脉Ⅱ:热液Ⅱ阶段石英-多金属硫化物脉;脉Ⅲ-热液Ⅲ阶段方解石-石英-毒砂-黄铁矿脉.Qz-石英;Cal-方解石;Py-黄铁矿;Asp-毒砂;Sp-闪锌矿;Ccp-黄铜矿;Sn-辉锑矿 Fig. 3 Intercalating relationship and mineral assemblages of different mineralization stages in Laowangzhai (a)-vein III cut off vein II in altered quartz porphyry; (b)-vein II develop along carbon phyllite bedding; (c)-vein III cut off vein II in carbon phyllite; (d)-stibnite veindevelop in altered lamprophyre, sample LWZ-DC-P19; (e)-vein II develop along the fracture in coarse grain, sample DGL-P1-06; (f)-cube pyrite in hydrothermal stage II, sample LWZ-DC-B7; (g)-symbiosis of arsenopyrite and pyrite in vein III, sample LWZ-1633-B13; (h)-hydrothermal stage III, vein cut offhydrothermalstageII vein, sample LWZ-DC-P19; (i)-arsenopyrite wrapped bystibnite in hydrothermal stage IV, sample DQQ-1473-B5. Vein II : stage II quartz-sulfides vein; Vein III : stage III calcite-quartz-arsenopyrite-pyrite vein. Qz-quartz; Cal-calcite; Py-pyrite; Asp-arsenopyrite; Sp-sphalerite; Ccp-copper; Sn-stibnite

图 4

Fig. 4

图 4 老王寨金矿床不同世代代表性黄铁矿探针点位 (a)-沉积-成岩期草莓状黄铁矿，样品DQQ-1473-B1；(b)-热液Ⅰ阶段他型黄铁矿, 样品DGL-P1-06；(c)-热液Ⅱ阶段立方体黄铁矿，样品LWZ-DC-B7；(d)-热液Ⅲ阶段半自形黄铁矿与毒砂共生，样品LWZ-1633-B13；(e)-热液Ⅲ阶段五角十二面体黄铁矿，样品LWZ-DC-P19；(f)-热液Ⅳ阶段辉锑矿包裹黄铁矿，样品DQQ-1473-B5.Qz-石英;Cal-方解石;Py-黄铁矿;Asp-毒砂;Sp-闪锌矿;Ccp-黄铜矿;Sn-辉锑矿 Fig. 4 Mineral assemblages of different mineralization stages and EMPA position on representative pyrites in Laowangzhai (a)-framboidal pyrite of sedimentary diagenesis, sample DQQ-1473-B1; (b)-allotriomorphic pyrite in hydrothermal stage I, sample DGL-P1-06; (c)-cube pyrite in hydrothermal stage II, sample LWZ-DC-B7; (d)-hypautomorphic pyrite coexistence with arsenopyrite in hydrothermal stage III, sample LWZ-1633-B13; (e)-pyritohedron pyrite in hydrothermal stage III, sample LWZ-DC-P19; (f)-cube pyrite in hydrothermal stage IV, sample DQQ-1473-B5. Qz-quartz; Cal-calcite; Py-pyrite; Asp-arsenopyrite; Sp-sphalerite; Ccp-copper; Sn-stibnite

依据详细的野外露头、手标本及显微镜观察，确定了矿物共生组合关系(表 1)，并依据矿(化)脉体间的切割关系与矿石结构构造特征，发现老王寨矿区发育有5个世代的黄铁矿，分别形成于沉积-成岩期和热液金成矿期。付绍洪等(2004) 认为，在还原沉积环境中，通过细菌作用形成胶状黄铁矿，在成岩作用阶段，胶状黄铁矿重结晶而形成草莓状黄铁矿。老王寨矿区千枚岩(如DQQ-1473-B1)地层中发育有呈集合体状零星分布的草莓状黄铁矿(图 4a)，其形态特征与前人研究成果一致，可认为形成于沉积-成岩期。热液金成矿期可进一步划分为四个阶段，其中Ⅰ、Ⅱ为成矿早阶段，Ⅲ为成矿主阶段，Ⅳ为成矿晚阶段，具体说明如下：

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 老王寨金矿床矿物共生序列 Table 1 Mineral paragenetic sequence of the Laowangzhai gold deposit

表 1 老王寨金矿床矿物共生序列 Table 1 Mineral paragenetic sequence of the Laowangzhai gold deposit

Ⅰ阶段形成石英-绢云母-黄铁矿为主的矿物组合，以微细浸染状分布于断裂带附近的强硅化蚀变矿化岩石中。黄铁矿粒度较大，粒径一般为0.06~0.2mm，多呈半自形-他形粒状结构，受后期改造影响裂隙十分发育(图 4b)。

Ⅱ阶段形成石英与多金属硫化物组合，主要以细脉状分布于矿石及赋矿围岩中，其中硫化物主要为黄铁矿、方铅矿、闪锌矿与黄铜矿，次为硫铜锑矿、黝铜矿。黄铁矿颗粒多呈半自形-他形晶，少数发育立方体晶型，粒径一般为0.04~0.06mm(图 4c)。方铅矿主要呈他形粒状，粒径在0.06~0.1mm，发育明显的三角形解理。黄铜矿与闪锌矿多呈固溶体结构产出，偶见单个晶粒，粒径为0.06~0.08mm。

Ⅲ阶段形成方解石-石英-毒砂和黄铁矿为主的矿物组合，主要以脉状、次为浸染状分布于矿区各类矿化蚀变岩中。黄铁矿粒度较大，粒径一般为0.1~0.15mm，多呈半自形-自形粒状结构，晶形主要以五角十二面体为主(图 4d，e)。毒砂晶体呈银白色，多以自形针状、菱柱状为主，晶体颗粒明显小于黄铁矿，约为0.005~0.01mm。

Ⅳ阶段形成方解石、石英与辉锑矿及少量黄铁矿为主的矿物组合，主要以细脉状分布于蚀变煌斑岩中。黄铁矿粒度细小，粒径一般为0.01~0.02mm，多呈半自形-自形粒状结构，晶型主要以立方体为主(图 4f)。辉锑矿主要为他形粒状，粒径在0.08~0.12mm。

在详细划分成矿阶段的基础上，选取了12件老王寨金矿床不同矿段矿化体及少量为含矿围岩样品，采样位置大部分位于控矿断裂附近，各样品的采样位置及简要特征见表 2。对各样品中不同成矿阶段和类型的黄铁矿用油性笔圈定，然后对探针片经行喷炭处理；最后对其进行电子探针分析(76个测点，探针点位见图 4，测试数据见表 2)。电子探针分析在核工业北京地质研究所电子探针实验室完成，分析条件见毛世东等(2009) 。

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 老王寨金矿床黄铁电子探针分析结果(wt%) Table 2 EMPA date of pyrites in Laowangzhai(wt%)

表 2 老王寨金矿床黄铁电子探针分析结果(wt%) Table 2 EMPA date of pyrites in Laowangzhai(wt%)

对沉积-成岩期1件样品(DQQ-1473-B1)中草莓状黄铁矿共进行了3个测点分析。各测点Au、As、Cu和Sb含量均低于检测限，S的含量为53.52%~53.95%，平均53.68%；Fe的含量为44.34%~45.23%，平均44.89%，将分析结果换算成原子数后，显示矿物的S/Fe比值平均约为2.08，与黄铁矿(FeS₂)的理论值相比，有铁亏损、硫富集的特征；并含微量Pb、Zn、Mn、Co、Ni和Bi。

对Ⅰ阶段1件黄铁矿样品(DGL-P1-B6)进行了8个测点分析。各测点As含量均低于检测限，只有1个测点有金显示，含量为0.07%；S的含量为52.67%~53.97%，平均为53.10%；Fe的含量为44.28%~46.53%，平均为45.71%，将分析结果换算成原子数后，显示矿物的S/Fe比值平均约为2.01，与黄铁矿(FeS₂)的理论值相近，略显铁亏损；并含微量Pb、Zn、Cu、Co、Ni、Mn和Bi。此阶段黄铁矿Cu含量较高，在0.04%~1.37%，平均为0.24%；而Co与Ni的含量较低，大部分测点均低于检测限。

对Ⅱ阶段3个样品(DGL-1673-B5、LNT-1400-B5-1、LWZ-DC-B7)中黄铁矿共进行了14个测点分析。各测点Au和Mn含量均低于检测限；7个测点中As含量为0.05%~5.40%，平均为2.30%，其余部分测点As含量低于检测限；S的含量为47.76%~54.20%，平均为52.45%；Fe的含量为43.84%~46.63%，平均为45.21%，将分析结果换算成原子数后，显示矿物的S/Fe比值平均约为2.03，与黄铁矿(FeS₂)的理论值相近，略显铁亏损、硫富集；并含微量Pb、Zn、Cu、Co、Ni、Sb和Bi。此阶段黄铁矿中Co、Ni含量明显增高，Co含量大于Ni含量。

对Ⅲ阶段6个样品(LNT-1400-B5-2、LNT-1400-B6、LWZ-1633-B12、BFS-02-B1、LWZ-1633-B13、LWZ-DC-P19)中的黄铁矿共进行了48个测点分析，Au在4个测点中有显示，含量为0.06%~0.19%，平均为0.1%；As含量为0.08%~10.41%，平均为3.11%；S的含量为44.53%~54.11%，平均为51.07%；Fe的含量为41.37%~46.61%，平均为44.59%，将分析结果换算成原子数后，显示矿物的S/Fe比值约为2.00，与黄铁矿(FeS₂)的理论值相同，但S与Fe的含量与Ⅰ、Ⅱ阶段相比，有降低趋势；并含微量Pb、Zn、Cu、Mn、Co、Ni、Sb和Bi。此阶段黄铁矿中Co、Ni含量比Ⅱ阶段有一定增高，大部分测点Ni含量大于Co含量。

对Ⅳ阶段1个样品(DQQ-1473-B5)中黄铁矿共进行了3个测点分析。各测点Au、Ni和Sb含量均低于检测限；As含量为0.15%~0.95%，平均为0.44%；S的含量为51.72%~53.45%，平均为52.78%；Fe的含量为44.12%~45.85%，平均为44.99%，将分析结果换算成原子数后，显示矿物的S/Fe比值约为2.05，与黄铁矿(FeS₂)的理论值相比，略显铁亏损、硫富集的特征；并含微量Pb、Zn、Cu、Mn、Co和Bi。

矿物晶体形态受矿物组构(成分与结构)及其形成条件(如氧逸度(f_O2)、硫逸度(f_S2)、T(℃)和P(Pa)和介质盐度)共同制约，在某种程度上，黄铁矿晶形特征可正确反映出其生成时的地质环境(陈光远等，1987；蔡元吉和周茂，1993)。实验和实例研究表明(Murowchick and Barnes, 1987；陈光远等，1987；蔡元吉和周茂，1993；李楠等，2012)：立方体黄铁矿形成于较高温度或较低温度(大于300℃或小于200℃)、热液流体的过饱和度(硫逸度)低、快速冷却，物质供应不足的条件下；而五角十二面体和八面体的黄铁矿形成于温度适中(黄铁矿形成的最佳温度条件200~300℃)、热液流体的过饱和度(硫逸度)高、缓慢冷却，物质供应充分的条件下。

老王寨金矿床发育5个世代黄铁矿，他们的形貌特征存在一定差别(表 3)。沉积-成岩期黄铁矿主要呈草莓状、莓群状产出，大小不超过15μm；热液期黄铁矿大小为0.04~0.15mm，晶形包括立方体、八面体、五角十二面体及其聚形，以五角十二面体为主，表明主成矿期黄铁矿的形成环境具有中-低温(200~300℃)、热液流体的过饱和度(硫逸度)高、缓慢冷却，物质供应充分等特点。其中，早阶段黄铁矿晶型特征为粗粒他形与立方体形晶，晶体简单；主阶段黄铁矿晶型特征为中细粒自形-半自形晶，晶形以五角十二面体为主，次为复杂聚形；晚阶段黄铁矿晶型特征为细粒立方体形晶。热液期黄铁矿形貌特征具有粗粒他形→立方体形→五角十二面体形→立方体形的演化趋势，反映成矿过程中，热液流体的温度逐渐降低的特征。

表 3

Table 3

表 3(Table 3)

表 3 老王寨金矿床黄铁矿形态特征与微量元素组成 Table 3 Morphology and trace elements of pyrite in Laowangzhai 成矿阶段 岩性 矿物特征 微量元素特征 沉积-成岩期 炭质千枚岩、绢英板岩 呈草莓状、莓群状产出，集合体大小不超过15μm 富Pb、Zn、Mn、Co、Ni、Bi 热液Ⅰ阶段 蚀变石英斑岩 呈浸染状产出，粗粒半自形-他形粒状结构，粒径一般为0.06~0.2mm，破碎强烈，裂纹较发育，无完整晶面 富Pb、Zn、Cu、Bi、Au，贫Co、Ni、Mn 热液Ⅱ阶段 变质石英砂岩、蚀变煌斑岩、炭质千枚岩 呈细脉状、浸染状产出，中细粒半自形-自形结构，形态多数为立方体与五角十二面体聚形晶，少数发育立方体单晶，粒径一般为0.04~0.06mm，因受剪切力影响，脉体中见叠瓦状排列 富As(平均含量为2.30wt%)、Pb、Zn、Cu、Co、Bi，贫Sb、Ni 热液Ⅲ阶段 炭质千枚岩、蚀变煌斑岩 呈脉状、浸染状产出，中粒半自形-自形粒状结构，晶型以五角十二面体型为主，粒径一般为0.1~0.15mm，发育环带构造 富As(平均含量为3.11wt%)、Pb、Zn、Cu、Co、Ni、Sb、Bi、Au，贫Mn 热液Ⅳ阶段 蚀变煌斑岩 呈脉状产出，细粒半自形-自形粒状结构，粒径一般为0.01~0.02mm，晶型主要以立方体为主 富Pb、Cu、Co、Bi，贫As、Zn、Mn

表 3 老王寨金矿床黄铁矿形态特征与微量元素组成 Table 3 Morphology and trace elements of pyrite in Laowangzhai

研究者应用矿床地质特征、元素地球化学等多种技术方法厘定成矿物理化学条件及矿床成因(Deng et al., 2004, 2007, 2009, 2011；Yang et al., 2007, 2913；Wang et al., 2008, 2010a, b )。许多研究实例表明，黄铁矿中微量元素的组合、含量与比值可作为研究矿石成因和矿床类型的灵敏的地球化学指示剂(宋学信和张景凯，1986)。黄铁矿中的微量元素主要为在形成过程中所捕获的, 其含量的多少直接与形成时矿液的介质成分和形成的物理化学条件相关(胡楚雁，2001)，因此在不同类型金矿床或同一矿床的不同成矿阶段中，黄铁矿微量元素含量及组合往往具有不同的特征。在高温条件下，黄铁矿中以含亲铁、亲石元素为主，如Cr、Ti、Co、Ni、V、Mo、Zr、Bi、Cu、Zn和As等；在中温条件下，主要含亲铜元素，如Cu、Au、Pb、Zn、Bi和Ag等；在中-低温环境中，黄铁矿以含高活动性的亲铜元素为特征，如Hg、Sb、Ag和As(刘英俊和马东升，1991)。沉积-成岩期黄铁矿相比于热液期的黄铁矿，它们中都含有Pb、Zn、Mn、Co、Ni、Bi元素，但前者缺少As、Sb、Au、Cu(表 3)。成矿主阶段黄铁矿中含有Au、As、Sb、Pb、Zn、Cu、Co、Ni和Bi，显示流体成分复杂，其微量元素组成表明老王寨金矿床形成于中-低温环境中，这与依据黄铁矿晶型特征所得出的结论一致。

老王寨金矿床不同成矿阶段黄铁矿元素组成(表 3)总体相似，但含量存在明显差异。依据不同成矿阶段和类型黄铁矿的Fe-S、Fe-As和As-S关系图(图 5a-c)可以看出，随着成矿演化，黄铁矿的Fe和S含量逐渐降低，且与理论值相比，均有不同程度亏损，这可能与Co、Ni、Cu、Pb、Zn等元素以类质同象进入黄铁矿中有关，反映出成矿流体成分的复杂性；As的含量则逐渐升高，总体上Fe、S均与As呈强烈的负相关，Fe、S呈弱正相关。沉积-成岩期黄铁矿中As和Au含量低于检测限，热液成矿期早阶段黄铁矿中已存在金的初始富集，并且主成矿阶段五角十二体黄铁矿中As和Au的含量往往达到最大值，这些特征表明主阶段成矿流体中Au与As开始大量进入黄铁矿中。含砷黄铁矿中的金有Au⁺与Au⁰两种形式(Li et al., 2013)，通过详细的岩相学观察，老王寨金矿各成矿阶段未见发育有自然金，说明含砷黄铁矿中的Au很可能以Au⁺形式存在，在还原条件下，Au、As和S可构成[Au, As]^2-、[Au(As, S₃)]^2-等络合物在热液中运移和沉淀，进入黄铁矿后，则以类质同象的形式替代[S₂]^2-(Fleet et al., 1993；Reich et al., 2005；Deditius et al., 2008)，使得含砷黄铁矿中Au与As呈正相关。

图 5

Fig. 5

图 5 老王寨金矿床不同阶段黄铁矿As、S、Fe含量及其关系图 Fig. 5 The contents and correlations of As, S and Fe in different stages’ pyrite of the Laowangzhai gold deposit

老王寨金矿床成岩-成矿期共发育5个世代黄铁矿。热液成矿期黄铁矿总体继承了沉积-成岩期黄铁矿微量元素组成特征，富含Pb、Zn、Mn、Co、Ni和Bi，Au、As、Sb和Cu也有不同程度的富集，普遍亏损S和Fe，显示成矿流体成分复杂。成矿主阶段黄铁矿中As和Au的含量较高，呈正相关性，其晶形以五角十二面体为主，成矿系统处于中-低温、流体过饱和度(硫逸度)高、缓慢冷却，矿质来源充足的环境。