董晶卉黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)試應(yīng)用研究所

相態(tài)分析在黑龍江S地化探異常分析中的應(yīng)用

董晶卉
黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)測(cè)試應(yīng)用研究所

在黑龍江省S地化探樣品分析中，發(fā)現(xiàn)Cu、Zn、Mo的總量有異常特征，為鑒別礦致與非礦致異常，選擇相態(tài)分析的方法對(duì)化探異常樣品進(jìn)行篩選和評(píng)價(jià)。Cu、Zn、Mo這三個(gè)元素的相態(tài)分析一般可分成氧化物相、硫化物相、結(jié)合相三個(gè)相態(tài)進(jìn)行測(cè)定[1-8]。Cu、Zn礦床的主要工業(yè)礦物均為硫化物礦物，Cu、Zn的化探異常，當(dāng)硫化物相（即工業(yè)礦物相）和氧化物相（即次生工業(yè)礦物相）為主時(shí)，在異常區(qū)很容易找到Cu、Zn的礦化。Mo的工業(yè)礦物實(shí)際上只有輝鉬礦（MoS2）一種，氧化礦物隨不同地質(zhì)條件而不同。本文考慮到黑龍江省高寒高有機(jī)質(zhì)的區(qū)域景觀條件，在這三個(gè)相態(tài)的基礎(chǔ)上，增加水提取相和弱有機(jī)質(zhì)結(jié)合相兩個(gè)相態(tài)。即Cu、Zn、Mo分別分為水提取相、弱有機(jī)質(zhì)結(jié)合相、氧化物相、硫化物相和結(jié)合相五個(gè)相態(tài)。結(jié)合相指脈石礦物中類質(zhì)同象狀態(tài)和鐵、硅、錳、碳質(zhì)膠體礦物吸附相。

1.實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與工作條件

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司），工作參數(shù)列于表1。

表1 ICP-MS工作參數(shù)Table 1 Operating parameters of ICP-MS

1.2 主要試劑

焦磷酸鈉、亞硫酸鈉、硫酸、溴素、甲醇、乙酸、抗壞血酸、溴水、硝酸、鹽酸、氫氟酸、氫氧化銨、碳酸鈉、氨水均為優(yōu)級(jí)純。

高純氬氣（氬質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99.99%）。

銅元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：1.000mg/mL。

鋅元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：1.000mg/mL。

鉬元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：1.000mg/mL。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

直接分取各單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液逐級(jí)稀釋的方法配制標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，介質(zhì)為3%的硝酸。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

先用25mL煮沸過(guò)的蒸餾水浸取Cu、Zn、Mo的水提取相，再用25mL 0.1mol/L焦磷酸鈉溶液浸取Cu、Zn、Mo的弱有機(jī)質(zhì)結(jié)合相。用50mL H2SO4（1+19），1.0克Na2SO3浸取Cu氧化物相，用40mL溴-甲醇（5+95）分離Cu硫化物相，殘?jiān)鼮榻Y(jié)合相，用鹽酸、硝酸、高氯酸處理。用60mL冰乙酸（1+9）—5g／L抗壞血酸分離出Zn氧化物相，用60mL飽和溴水浸取Zn硫化物相，Zn結(jié)合相同Cu結(jié)合相。Mo氧化物相用100mL氨水分離，鐵結(jié)合相用50mL HCl(1+1)分離，殘?jiān)鼮榱蚧锵?，同Cu結(jié)合相。

2.結(jié)果與討論

2.1 異常樣品相態(tài)分析結(jié)果

將平均值29.6μg/g作為Cu的異常下限，在異常樣品中選擇全量大于67μg/g的10個(gè)樣品進(jìn)行相態(tài)分析。如果將（O+S）≥45%（次生工業(yè)礦物相和工業(yè)礦物相之和占全量的比例）作為界限，分析的10個(gè)樣品中有8個(gè)滿足，可判定工業(yè)礦物相和次生礦物相占主導(dǎo)。從各個(gè)相態(tài)的分布可以看出，弱有機(jī)質(zhì)結(jié)合相是除硅酸鹽結(jié)合相外所占比例最高的相態(tài)，對(duì)于富含有機(jī)質(zhì)的樣品，此相態(tài)不容忽視，根據(jù)金屬活動(dòng)態(tài)理論，金屬活動(dòng)態(tài)（包括水提取態(tài)、黏土吸附態(tài)、弱有機(jī)質(zhì)結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化物態(tài)）通過(guò)離子擴(kuò)散作用、氣體搬運(yùn)、地電化學(xué)作用等途徑被運(yùn)移至地表，可以反映深部隱伏礦床的信息，可作為異常指示相態(tài)[9]。

將平均值88.2μg/g作為Zn的異常下限，在異常樣品中選擇全量大于100μg/g的13個(gè)樣品進(jìn)行相態(tài)分析。如果將（O+S）≥30%（次生工業(yè)礦物相和工業(yè)礦物相之和占全量的比例）作為界限，分析的13個(gè)樣品中只有2個(gè)滿足，可判定工業(yè)礦物相和次生礦物相不占主導(dǎo)。

將平均值1.61μg/g作為Mo的異常下限，在異常樣品中選擇全量大于77μg/g的10個(gè)樣品進(jìn)行相態(tài)分析。從Mo的相態(tài)分析結(jié)果可以看出，Mo主要存在于鐵結(jié)合相，平均能達(dá)到80%以上。

3.結(jié)語(yǔ)

本文將相態(tài)分析方法應(yīng)用于黑龍江省S地異常樣品的分析，分析結(jié)果可對(duì)異常樣品進(jìn)行快速篩選和評(píng)價(jià)。其中，銅以工業(yè)礦物相（硫化物相）和次生礦物相（氧化物相）為主導(dǎo)，是礦化的直接證據(jù)；鋅以硅酸鹽結(jié)合相為主；鉬主要存在于鐵結(jié)合相，在現(xiàn)有技術(shù)下，鐵結(jié)合相鉬很難回收，但已有對(duì)該類礦進(jìn)行的可選性研究[10]，為開(kāi)發(fā)利用有限鉬資源提供了現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)于高寒高有機(jī)質(zhì)的特殊景觀，弱有機(jī)結(jié)合相在土壤樣品全量中所占比例很大，在相態(tài)分析分相中應(yīng)予以考慮。

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董晶卉（1982-），女，中級(jí)工程師。