（寧夏回族自治區(qū)核工業(yè)地質(zhì)勘查院 寧夏銀川750021）

（寧夏回族自治區(qū)核工業(yè)地質(zhì)勘查院 寧夏銀川750021）

層間氧化帶砂巖型鈾礦是我國當(dāng)前主要的鈾礦勘查類型，但是其勘查難度較大，準(zhǔn)確定位礦體（氧化還原過渡帶）位置難度更大。利用鉬、硒在層間氧化帶砂巖型鈾礦中的分布特征及含量變化特征，作為指示元素來定位鈾礦體位置，對(duì)層間氧化帶砂巖型鈾礦勘查特別是前期勘查有著十分重要的指導(dǎo)意義。本文簡要介紹了鉬、硒的野外快速定性或半定量測(cè)量、數(shù)據(jù)處理及制圖等方法，其野外快速測(cè)定比較簡單、方便、快捷，檢出范圍比較大，檢出的穩(wěn)定性比較好?？朔藢?shí)驗(yàn)室地化分析周期長，現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)意義不強(qiáng)的弊病。這樣既能較為準(zhǔn)確地定位層間氧化帶砂巖型鈾礦體的位置，又能及時(shí)指導(dǎo)野外的找礦工作、勘探工程的部署，避免工作量的重復(fù)和浪費(fèi)，提高找礦效率。

鉬硒層間氧化帶鈾礦化

1 鉬、硒元素的地球化學(xué)性質(zhì)

在層間氧化帶砂巖型鈾礦床中，釩、鉬、硒等元素是常見的伴生元素。在不同的礦床中雖然含量變化比較大，但其產(chǎn)出部位和分帶性比較明顯。

硒在地殼中的克拉克值為5×10-8。在含氧地下水中主要以含水亞硒酸根離子、硒酸根離子形式存在，隨含氧水在地層中的徑流而遷移，層間氧化帶含氧水中硒含量在1—40μg/L之間；平均含量約為10μg/L。在還原沉積帶中的不完全反應(yīng)式及沉淀的化學(xué)反應(yīng)式為:HSeO-+5H++4e→Se(固)+3H2O；SeO32-+6H++4e→Se(固)+3H2O。一般以吸附狀態(tài)存在，但在一些砂巖型鈾礦中也出現(xiàn)硒的單質(zhì)和化合物。如內(nèi)蒙古巴音戈壁盆地塔木素砂巖型鈾礦的礦石中發(fā)現(xiàn)硒鉛礦、白硒鐵礦、硒銅藍(lán)、硒銅鎳礦、斜方硒銅礦等。在504砂巖型鈾礦中硒以達(dá)到了工業(yè)利用的價(jià)值。

鉬在地殼中的克拉克值為1.1×10-6。在干旱地區(qū)的含氧層間水中鉬含量一般為1—10μg/L。在含氧水中鉬以鉬酸根離子(MoO42-)形式存在，隨含氧水在地層中的徑流而遷移，在還原環(huán)境中被還原為不溶于水的鉬化合物沉積而產(chǎn)生富集。鉬在氧化環(huán)境下的溶解和還原環(huán)境下的沉積作用是可逆的化學(xué)過程，其反應(yīng)式為：MoO42-+2S (固)+8H++6e←→MoS2（固）+4H2O

2 在層間氧化帶砂巖型鈾礦床中鉬、硒分布特點(diǎn)及與鈾礦化關(guān)系

2.1 在層間氧化帶砂巖型鈾礦中鉬、硒分布特點(diǎn)

首先我們了解一下層間氧化帶砂巖型鈾礦床的分帶性特征，層間氧化帶砂巖型礦床（不僅僅局限于鈾礦）成礦機(jī)里決定了其具有明顯的分帶性特征，含氧水在滲入地層時(shí)攜帶大量的易溶元素，這些元素在不同的地球化學(xué)環(huán)境下產(chǎn)生沉淀富集作用，形成不同的礦物、元素富集分帶。對(duì)于層間氧化帶砂巖型鈾礦床來說，可以將其分為三個(gè)帶，即完全氧化帶、不完全氧化帶（氧化還原過渡帶）、還原帶。下面就鉬、硒在層間氧化帶砂巖型鈾礦中及對(duì)應(yīng)的地表土壤中分布情況作簡要介紹。

2.1.1 鉬、硒在含礦層“三帶”中的分布特點(diǎn)

根據(jù)鉬地球化學(xué)性質(zhì)和長期的層間氧化帶砂巖型鈾礦勘查中發(fā)現(xiàn)，在完全氧化帶中鉬含量很低，在不完全氧化帶中含量增高，而在不完全氧化帶與還原帶的接觸部位往往富集，也就是鈾礦體的前鋒部位；而硒在層間氧化帶砂巖型鈾礦的完全氧化帶中含量很低，而在不完全氧化帶中含量增高，特別是鈾礦化體的尾部形成富集；在還原帶中含量低。現(xiàn)以東勝地區(qū)砂巖型鈾礦中直羅組含礦層中鈾、鉬、硒的分布特征以及十紅灘鈾礦床中侏羅統(tǒng)西山窯組地層中鈾、鉬、硒的在“三帶”中的變化情況來說明鉬、硒的分布特征及與鈾礦化的關(guān)系。

首先我們來看東勝直羅組地層中鈾、鉬、硒在不同顏色巖石中的含量變化情況（見表1）

表1 東勝地區(qū)直羅組巖石鈾及半生元素含量變化表單位：10-6

分析單位：核工業(yè)203研究所

由上表可以看出，在完全氧化帶中鈾、鉬、硒含量均比較低，進(jìn)入不完全氧化帶（氧化還原過渡帶）中，鈾含量達(dá)到530×10-6，礦石中硒含量達(dá)到最高值為29.30×10-6，鉬含量有所增高為2.58×10-6；在灰色層中鈾含量為128×10-6，硒含量則降低為7.09×10-6，而這時(shí)的鉬含量達(dá)到最高值為8.53×10-6。由此可以看出，鈾含量不僅與鉬、硒呈正相關(guān)，而且分布規(guī)律性很強(qiáng)。下面我們?cè)倏纯词t灘鈾礦床中侏羅統(tǒng)西山窯組地層中鈾、鉬、硒的變化情況（見表2）

表2 十紅灘鈾礦床后生分帶中半生元素含量變化表單位：10-6

數(shù)據(jù)來自核工業(yè)二〇三研究所賈恒等所著的《十紅灘鈾礦床物質(zhì)組分及地球化學(xué)特征》

表2中同樣顯示出，在完全氧化帶中鉬、硒含量低；在不完全氧化帶中鉬的含量增加，硒的含量達(dá)到了最高；在礦體的前鋒位置，鉬的含量達(dá)到了最高值，而硒含量有所降低；在未蝕變?cè)鷰t鉬、硒含量均較低。雖然在十紅灘鈾礦床中鉬、硒的含量并不是太高，但其相對(duì)的富集區(qū)仍然具有較強(qiáng)的規(guī)律性。仍然起到了礦體前鋒指示元素和尾部指示元素的作用。而在一些層間氧化帶砂巖型鈾礦床中鉬、硒達(dá)到綜合利用的工業(yè)指標(biāo)。

2.1.2 鉬、硒元素在層間氧化帶砂巖型鈾礦體垂直上部土壤中的分布特征

中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）的張衛(wèi)民教授在新疆準(zhǔn)格爾盆地北部頂山地區(qū)做過元素活動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)的研究，研究認(rèn)為元素通過地球深部存在的垂向搬運(yùn)的地氣流從深部礦體遷移至地表，部分以穩(wěn)定態(tài)形式存在于硅酸鹽、硫化物、晶質(zhì)氧化物中形成地球化學(xué)背景，而另一部分以各種活動(dòng)態(tài)形式被地表土壤中水溶性鹽類、有機(jī)物、粘土礦物和錳氧化物所捕獲。這些元素在地表巖石、土壤中的含量異常反映了深部的礦化信息。

核工業(yè)北京地質(zhì)研究院的尹金雙等也發(fā)表過類似的文章，在文章中指出鈾在層間氧化帶中成礦的同時(shí)常伴有錸、釩、鉬、硒等元素的富集，并且這些元素在地球化學(xué)分帶的空間分布上有一定的規(guī)律，總體上，在層間氧化帶卷狀礦體的卷的凹面處出現(xiàn)一條硒的富集帶；錸和釩富集帶出現(xiàn)在有礦體卷中；鉬富集帶出現(xiàn)在稍遠(yuǎn)離礦卷的前方處。由于這些元素在地表土壤層中形成活動(dòng)態(tài)含量異常帶與它們?cè)阝櫟V體中具有相同的分帶性規(guī)律。因此，利用鈾及其伴生元素在地表土壤層中形成的活動(dòng)態(tài)含量異?？梢灶A(yù)測(cè)地下深部可能存在的隱伏的層間氧化帶砂巖型鈾礦，而且有礦體應(yīng)定位在鉬、硒活動(dòng)態(tài)含量異常之間的鈾、錸、釩含量異常帶的深部。

3 野外快速半定量測(cè)量Mo、Se的方法

3.1 測(cè)定用試劑及器具

試劑主要為鹽酸（10%）、硝酸（5%）、黃原酸鉀、鈉的硫化物溶液（5%），比色卡（微量硒1×10-6—50×10-6，微量鉬1×10-6—50× 10-6），也可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)液的顏色自己制作。試管若干、量杯、燒杯。也可以用X射線—輻射測(cè)量儀進(jìn)行半定量測(cè)量，樣品簡易粉碎工具。

3.2 樣品的采取及加工

快速測(cè)定的樣品采取可以在巖石露頭、探槽工程、鉆孔巖心和土壤中進(jìn)行。巖石露頭、探槽工程、鉆孔巖心中采樣時(shí)要注意巖性、粒度、透水性、礦化蝕變特征等不能混取，不能跨層，單個(gè)樣品的重量大約在200g左右，要保證樣品具有代表性。土壤中取樣時(shí)不能在地表采取，取樣位置應(yīng)在地表20cm以下，當(dāng)然取樣深度越靠近基巖越好。樣品加工主要利用野外簡易破碎工具將巖石破碎到粒徑小于80目就可以了，土壤樣品不需要加工。

3.3 測(cè)定方法

3.3.1 硒的野外快速測(cè)定

將加工好的樣品取2—5g放入試管中，為了避免操作的誤差因素，一般做2—3個(gè)平行測(cè)定。在每個(gè)樣品中加入10—15ml的5%鈉的硫化物溶液，蓋緊橡皮塞并搖勻3—5分鐘，放置在試管架上與比色卡進(jìn)行比色，大致劃分出硒的含量范圍，如果含量大于0.005%時(shí)，可直接觀察溶液的顏色定出含量范圍，溶液未淡黃色時(shí)含量大約在0.005%—0.01%；溶液顏色未橙黃色時(shí)硒含量范圍大致在0.03%—0.05%；若溶液顏色未紅色時(shí)硒含量大于0.1%。也可以用升華的方法快速測(cè)定很少見的硒礦物（斜方鐵硒礦等）。隨后可用X射線—輻射測(cè)量儀完成硒的半定量測(cè)定。

3.3.2 鉬的野外快速測(cè)定

鉬的野外快速測(cè)定可以直接在巖石表面或鉆孔巖心表面進(jìn)行，在同一層內(nèi)每隔0.2m依次滴上溶于5%硝酸的黃原酸鉀溶液，這樣就會(huì)在巖石表面形成粉紅色的色斑，根據(jù)顏色的不同強(qiáng)度進(jìn)行比色，確定鉬的半定量含量范圍。對(duì)于土壤樣品只是多了溶礦的程序。也可以用X射線—輻射測(cè)量儀完成鉬的半定量測(cè)定。

后來105地質(zhì)隊(duì)的方以規(guī)工程師發(fā)表了《鉬的簡易快速半定量法》一文，他將原有的黃原酸鉀改為硫氰化鉀，用硝酸溶解原礦后加入二氯化錫將六價(jià)鉬還原為五價(jià)鉬，然后與硫氰化鉀作用生成橙紅色的硫氰化鉬絡(luò)合物，再用比色卡進(jìn)行比色，其精度與光譜半定量基本相同，速度更快，只是兩種方法所用的比色卡不同。

3.3.3 在上述鉬、硒元素測(cè)量的同時(shí)也可以進(jìn)行鈾的快速測(cè)定（核工業(yè)二〇三研究所的蔡金芳等發(fā)表了《野外快速測(cè)定砂巖型鈾礦樣品中鈾的分析方法研究》一文），精度可以達(dá)到定量的效果，因此這里不再冗文。利用鹽酸可以定性地測(cè)量巖石中的二氧化碳（碳酸鹽）含量，這對(duì)于可地浸砂巖型鈾礦意義非常重大，因?yàn)樘妓猁}的含量直接決定著地浸工藝的選擇。

3.4 數(shù)據(jù)記錄與數(shù)據(jù)處理

3.4.1 數(shù)據(jù)記錄

記錄內(nèi)容主要為取樣點(diǎn)位置（在剖面上記錄坐標(biāo)位置，在探礦工程中記錄工程編號(hào)、取樣相對(duì)位置）、取樣點(diǎn)巖性、測(cè)定數(shù)據(jù)。記錄格式為表格形式。記錄要求與普通地質(zhì)記錄完全相同。

3.4.2 數(shù)據(jù)處理

（1）數(shù)據(jù)取舍：在平行測(cè)定的一組數(shù)據(jù)中如果數(shù)據(jù)相差不大，則取該組數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值作為該樣品的測(cè)定結(jié)果；如果出現(xiàn)特高數(shù)據(jù)或特低數(shù)據(jù)，那么取相近的數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均作為樣品測(cè)定結(jié)果，舍去特高或特低樣品數(shù)據(jù)。

（2）制圖：將上述取舍后的數(shù)據(jù)制圖，以曲線形式反應(yīng)鉬、硒在剖面或探礦工程中的變化情況，曲線比例與相應(yīng)剖面或探礦工程編錄比例相同，以便對(duì)比定位，指導(dǎo)勘查工作。

4 結(jié)論

雖然在不同的層間氧化帶砂巖型鈾礦床中鉬、硒絕對(duì)含量相差較大，但鉬、硒在層間氧化帶砂巖型鈾礦床中分布特征及含量相對(duì)變化是有很強(qiáng)的規(guī)律性的，在鈾礦化層“三帶”中，鉬相對(duì)富集帶出現(xiàn)在礦體的前鋒部位，硒的相對(duì)富集帶出現(xiàn)在礦體的尾部；在地表土壤中，鉬的相對(duì)富集帶出現(xiàn)在地下礦體前鋒垂直對(duì)應(yīng)的地表土壤中，硒的相對(duì)富集帶出現(xiàn)在地下礦體凹面垂直對(duì)應(yīng)的地表土壤中。由此可見，鉬、硒是層間氧化帶砂巖型鈾礦找礦的很好的指示元素。而鉬、硒的野外快速測(cè)定比較簡單、方便、快捷，檢出范圍比較大，檢出的穩(wěn)定性比較好。克服了實(shí)驗(yàn)室地化分析周期長，現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)意義不強(qiáng)的弊病。這樣既能較為準(zhǔn)確地定位層間氧化帶砂巖型鈾礦體的位置，又能及時(shí)指導(dǎo)野外的找礦工作、勘探工程的部署，避免工作量的重復(fù)和浪費(fèi)，提高找礦效率。

因此野外快速測(cè)定鉬、硒相對(duì)含量對(duì)于層間氧化帶砂巖型鈾礦具有很好的找礦指導(dǎo)意義，是值得研究和推廣的一項(xiàng)找礦手段。

[1]地浸鈾礦床勘探,核工業(yè)西北地質(zhì)局,夏同慶,白鳳周等譯.

[2]東勝地區(qū)直羅組蝕變巖石地球化學(xué)特征,核 工業(yè)二〇三研究所,陳宏斌.

[3]十紅灘鈾礦床物質(zhì)組分及地球化學(xué)特征,核 工業(yè)二〇三研究所,賈恒等.

[4]蘇崩礦床和505礦床砂巖型鈾礦實(shí)驗(yàn)室地質(zhì)工藝研究,劉家俊,陳到利.

[5]沉積盆地滲出和滲入系統(tǒng)的成礦過程,核 工業(yè)二〇三研究所,夏同慶譯.

[6]溶浸采礦法的地質(zhì)工藝研究,夏同慶,劉家俊,白鳳周譯.

鉬、硒的野外快速半定量測(cè)量對(duì)層間氧化帶型鈾礦勘查的指導(dǎo)意義

■王治文

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-10-201-2