黄铜矿自形晶发现于杏树台矿区,其位于内邱县獐么乡里头沟—杏树台和侯家庄乡满开峪一带,大地构造位置处于赞皇隆起的南部。矿区主要出露新太古界赞皇群石家栏组,变质岩系总体上呈NW-SE延伸,倾向NE,中等倾角。杏树台矿区是赋存硫、铁、铜等多种矿产的层控多金属矿区,铜矿分布零星。通过对黄铜矿进行的Rb—Sr测年得知杏树台铜矿形成于元古代。本文以矿物学理论为指导,将黄铜矿自形晶的晶胞参数、形态标型、主微量稀土元素等特征,结合与其共生的白云石-方解石进行研究,得出了黄铜矿自形晶的形成条件。铜矿中黄铜矿呈半自形-自形状态与白云石-方解石共生,黄铜矿晶体主要出现了(1)四方四面体p{112}晶型;(2)四方四面体x{119}、四方偏三角面体τ{134}的聚形晶与两个四方四面体p{112}的连晶;(3)四方四面体x{119}、p{112}与四方柱m{110}的聚形晶;(4)平行双面c{001}与四方四面体d{118}、-μ{221}聚形晶;(5)正四面体o{111}接触双晶。黄铜矿的晶面颜色为铜黄色,有的氧化面呈锖色,其硬度位于3-4,密度为4.103-4.179之间,金属光泽,断口呈不平坦状,黄铜矿自形晶的物理性质与普通黄铜矿无明显差异。经X衍射分析,黄铜矿晶体有两种结构,主要为四方晶系,a=b=5.18,c=10.53,空间群为I-42d;其次为等轴状晶体,具闪锌矿结构,显三角形蚀象。此形态为黄铜矿的高温相,其晶胞参数为a=b=5.27,c=5.194,空间群为p-42m。黄铜矿的Cu、Fe、S总含量介于99.243%-99.738%间,含少量的Ag、Mg、Se等元素;微量元素相对富集Pb、W、Zn、Ba等元素,显示强烈的Ni、Mo、Re亏损,Th/La的比值较小,成矿流体为富含Cl的热液;稀土元素的特征表现为轻稀土相对富集,∑LREE为1.44×10-6~4.03×10-6,∑HREE为0.19×10-6~1.19×10-6,呈现强烈的负Ce异常与弱负Eu异常,加之Y/Ho比值均高于28,推测黄铜矿晶体的形成与海水的大量混入有关。通过以上元素化学特征分析,其形成于氧化环境,成矿热液流体成分主要为岩浆作用后期被加热的海水,发生对流作用与岩浆热液混合而参与成矿。在此阶段,黄铜矿与白云石-方解石晶体相互密切接触生长,温度降低缓慢,给黄铜矿自形晶的形成提供了前提。综合与黄铜矿共生的白云石流体包裹体研究,可知其形成于中高温、中高压深成环境,成矿流体为混入大量海水的中高盐度、中低密度的岩浆热液。