鉬、硒的野外快速半定量測量對層間氧化帶型鈾礦勘查的指導意義

（寧夏回族自治區核工業地質勘查院 寧夏銀川750021）

（寧夏回族自治區核工業地質勘查院 寧夏銀川750021）

層間氧化帶砂巖型鈾礦是我國當前主要的鈾礦勘查類型，但是其勘查難度較大，準確定位礦體（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意義。本文簡要介紹了鉬、硒的野外快速定性或半定量測量、數據處理及制圖等方法，其野外快速測定比較簡單、方便、快捷，檢出范圍比較大，檢出的穩定性比較好?？朔藢嶒炇业鼗治鲋芷陂L，現場指導意義不強的弊病。這樣既能較為準確地定位層間氧化帶砂巖型鈾礦體的位置，又能及時指導野外的找礦工作、勘探工程的部署，避免工作量的重復和浪費，提高找礦效率。

鉬硒層間氧化帶鈾礦化

1 鉬、硒元素的地球化學性質

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式及沉淀的化學反應式為:HSeO-+5H++4e→Se(固)+3H2O；SeO32-+6H++4e→Se(固)+3H2O。一般以吸附狀態存在，但在一些砂巖型鈾礦中也出現硒的單質和化合物。如內蒙古巴音戈壁盆地塔木素砂巖型鈾礦的礦石中發現硒鉛礦、白硒鐵礦、硒銅藍、硒銅鎳礦、斜方硒銅礦等。在504砂巖型鈾礦中硒以達到了工業利用的價值。

鉬在地殼中的克拉克值為1.1×10-6。在干旱地區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，在還原環境中被還原為不溶于水的鉬化合物沉積而產生富集。鉬在氧化環境下的溶解和還原環境下的沉積作用是可逆的化學過程，其反應式為：MoO42-+2S (固)+8H++6e←→MoS2（固）+4H2O

2 在層間氧化帶砂巖型鈾礦床中鉬、硒分布特點及與鈾礦化關系

2.1 在層間氧化帶砂巖型鈾礦中鉬、硒分布特點

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）成礦機里決定了其具有明顯的分帶性特征，含氧水在滲入地層時攜帶大量的易溶元素，這些元素在不同的地球化學環境下產生沉淀富集作用，形成不同的礦物、元素富集分帶。對于層間氧化帶砂巖型鈾礦床來說，可以將其分為三個帶，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應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

根據鉬地球化學性質和長期的層間氧化帶砂巖型鈾礦勘查中發現，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?，F以東勝地區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，進入不完全氧化帶（氧化還原過渡帶）中，鈾含量達到530×10-6，礦石中硒含量達到最高值為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，而這時的鉬含量達到最高值為8.53×10-6。由此可以看出，鈾含量不僅與鉬、硒呈正相關，而且分布規律性很強。下面我們再看看十紅灘鈾礦床中侏羅統西山窯組地層中鈾、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

數據來自核工業二〇三研究所賈恒等所著的《十紅灘鈾礦床物質組分及地球化學特征》

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，硒的含量達到了最高；在礦體的前鋒位置，鉬的含量達到了最高值，而硒含量有所降低；在未蝕變原生帶則鉬、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，但其相對的富集區仍然具有較強的規律性。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、硒達到綜合利用的工業指標。

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

中國地質大學（武漢）的張衛民教授在新疆準格爾盆地北部頂山地區做過元素活動態測量技術的研究，研究認為元素通過地球深部存在的垂向搬運的地氣流從深部礦體遷移至地表，部分以穩定態形式存在于硅酸鹽、硫化物、晶質氧化物中形成地球化學背景，而另一部分以各種活動態形式被地表土壤中水溶性鹽類、有機物、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。

核工業北京地質研究院的尹金雙等也發表過類似的文章，在文章中指出鈾在層間氧化帶中成礦的同時常伴有錸、釩、鉬、硒等元素的富集，并且這些元素在地球化學分帶的空間分布上有一定的規律，總體上，在層間氧化帶卷狀礦體的卷的凹面處出現一條硒的富集帶；錸和釩富集帶出現在有礦體卷中；鉬富集帶出現在稍遠離礦卷的前方處。由于這些元素在地表土壤層中形成活動態含量異常帶與它們在鈾礦體中具有相同的分帶性規律。因此，利用鈾及其伴生元素在地表土壤層中形成的活動態含量異?？梢灶A測地下深部可能存在的隱伏的層間氧化帶砂巖型鈾礦，而且有礦體應定位在鉬、硒活動態含量異常之間的鈾、錸、釩含量異常帶的深部。

3 野外快速半定量測量Mo、Se的方法

3.1 測定用試劑及器具

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），也可根據標準液的顏色自己制作。試管若干、量杯、燒杯。也可以用X射線—輻射測量儀進行半定量測量，樣品簡易粉碎工具。

3.2 樣品的采取及加工

快速測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行。巖石露頭、探槽工程、鉆孔巖心中采樣時要注意巖性、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。土壤中取樣時不能在地表采取，取樣位置應在地表20cm以下，當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 測定方法

3.3.1 硒的野外快速測定

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個平行測定。在每個樣品中加入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行比色，大致劃分出硒的含量范圍，如果含量大于0.005%時，可直接觀察溶液的顏色定出含量范圍，溶液未淡黃色時含量大約在0.005%—0.01%；溶液顏色未橙黃色時硒含量范圍大致在0.03%—0.05%；若溶液顏色未紅色時硒含量大于0.1%。也可以用升華的方法快速測定很少見的硒礦物（斜方鐵硒礦等）。隨后可用X射線—輻射測量儀完成硒的半定量測定。

3.3.2 鉬的野外快速測定

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

后來105地質隊的方以規工程師發表了《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鉬還原為五價鉬，然后與硫氰化鉀作用生成橙紅色的硫氰化鉬絡合物，再用比色卡進行比色，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、硒元素測量的同時也可以進行鈾的快速測定（核工業二〇三研究所的蔡金芳等發表了《野外快速測定砂巖型鈾礦樣品中鈾的分析方法研究》一文），精度可以達到定量的效果，因此這里不再冗文。利用鹽酸可以定性地測量巖石中的二氧化碳（碳酸鹽）含量，這對于可地浸砂巖型鈾礦意義非常重大，因為碳酸鹽的含量直接決定著地浸工藝的選擇。

3.4 數據記錄與數據處理

3.4.1 數據記錄

記錄內容主要為取樣點位置（在剖面上記錄坐標位置，在探礦工程中記錄工程編號、取樣相對位置）、取樣點巖性、測定數據。記錄格式為表格形式。記錄要求與普通地質記錄完全相同。

3.4.2 數據處理

（1）數據取舍：在平行測定的一組數據中如果數據相差不大，則取該組數據的算術平均值作為該樣品的測定結果；如果出現特高數據或特低數據，那么取相近的數據進行算術平均作為樣品測定結果，舍去特高或特低樣品數據。

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

4 結論

雖然在不同的層間氧化帶砂巖型鈾礦床中鉬、硒絕對含量相差較大，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變化是有很強的規律性的，在鈾礦化層“三帶”中，鉬相對富集帶出現在礦體的前鋒部位，硒的相對富集帶出現在礦體的尾部；在地表土壤中，鉬的相對富集帶出現在地下礦體前鋒垂直對應的地表土壤中，硒的相對富集帶出現在地下礦體凹面垂直對應的地表土壤中。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、硒的野外快速測定比較簡單、方便、快捷，檢出范圍比較大，檢出的穩定性比較好?？朔藢嶒炇业鼗治鲋芷陂L，現場指導意義不強的弊病。這樣既能較為準確地定位層間氧化帶砂巖型鈾礦體的位置，又能及時指導野外的找礦工作、勘探工程的部署，避免工作量的重復和浪費，提高找礦效率。

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

[1]地浸鈾礦床勘探,核工業西北地質局,夏同慶,白鳳周等譯.

[2]東勝地區直羅組蝕變巖石地球化學特征,核 工業二〇三研究所,陳宏斌.

[3]十紅灘鈾礦床物質組分及地球化學特征,核 工業二〇三研究所,賈恒等.

[4]蘇崩礦床和505礦床砂巖型鈾礦實驗室地質工藝研究,劉家俊,陳到利.

[5]沉積盆地滲出和滲入系統的成礦過程,核 工業二〇三研究所,夏同慶譯.

[6]溶浸采礦法的地質工藝研究,夏同慶,劉家俊,白鳳周譯.

鉬、硒的野外快速半定量測量對層間氧化帶型鈾礦勘查的指導意義

■王治文

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-201-2