钼、硒的野外快速半定量测量对层间氧化带型铀矿勘查的指导意义

（宁夏回族自治区核工业地质勘查院 宁夏银川750021）

（宁夏回族自治区核工业地质勘查院 宁夏银川750021）

层间氧化带砂岩型铀矿是我国当前主要的铀矿勘查类型，但是其勘查难度较大，准确定位矿体（氧化还原过渡带）位置难度更大。利用钼、硒在层间氧化带砂岩型铀矿中的分布特征及含量变化特征，作为指示元素来定位铀矿体位置，对层间氧化带砂岩型铀矿勘查特别是前期勘查有着十分重要的指导意义。本文简要介绍了钼、硒的野外快速定性或半定量测量、数据处理及制图等方法，其野外快速测定比较简单、方便、快捷，检出范围比较大，检出的稳定性比较好。克服了实验室地化分析周期长，现场指导意义不强的弊病。这样既能较为准确地定位层间氧化带砂岩型铀矿体的位置，又能及时指导野外的找矿工作、勘探工程的部署，避免工作量的重复和浪费，提高找矿效率。

钼硒层间氧化带铀矿化

1 钼、硒元素的地球化学性质

在层间氧化带砂岩型铀矿床中，钒、钼、硒等元素是常见的伴生元素。在不同的矿床中虽然含量变化比较大，但其产出部位和分带性比较明显。

硒在地壳中的克拉克值为5×10-8。在含氧地下水中主要以含水亚硒酸根离子、硒酸根离子形式存在，随含氧水在地层中的径流而迁移，层间氧化带含氧水中硒含量在1—40μg/L之间；平均含量约为10μg/L。在还原沉积带中的不完全反应式及沉淀的化学反应式为:HSeO-+5H++4e→Se(固)+3H2O；SeO32-+6H++4e→Se(固)+3H2O。一般以吸附状态存在，但在一些砂岩型铀矿中也出现硒的单质和化合物。如内蒙古巴音戈壁盆地塔木素砂岩型铀矿的矿石中发现硒铅矿、白硒铁矿、硒铜蓝、硒铜镍矿、斜方硒铜矿等。在504砂岩型铀矿中硒以达到了工业利用的价值。

钼在地壳中的克拉克值为1.1×10-6。在干旱地区的含氧层间水中钼含量一般为1—10μg/L。在含氧水中钼以钼酸根离子(MoO42-)形式存在，随含氧水在地层中的径流而迁移，在还原环境中被还原为不溶于水的钼化合物沉积而产生富集。钼在氧化环境下的溶解和还原环境下的沉积作用是可逆的化学过程，其反应式为：MoO42-+2S (固)+8H++6e←→MoS2（固）+4H2O

2 在层间氧化带砂岩型铀矿床中钼、硒分布特点及与铀矿化关系

2.1 在层间氧化带砂岩型铀矿中钼、硒分布特点

首先我们了解一下层间氧化带砂岩型铀矿床的分带性特征，层间氧化带砂岩型矿床（不仅仅局限于铀矿）成矿机里决定了其具有明显的分带性特征，含氧水在渗入地层时携带大量的易溶元素，这些元素在不同的地球化学环境下产生沉淀富集作用，形成不同的矿物、元素富集分带。对于层间氧化带砂岩型铀矿床来说，可以将其分为三个带，即完全氧化带、不完全氧化带（氧化还原过渡带）、还原带。下面就钼、硒在层间氧化带砂岩型铀矿中及对应的地表土壤中分布情况作简要介绍。

2.1.1 钼、硒在含矿层“三带”中的分布特点

根据钼地球化学性质和长期的层间氧化带砂岩型铀矿勘查中发现，在完全氧化带中钼含量很低，在不完全氧化带中含量增高，而在不完全氧化带与还原带的接触部位往往富集，也就是铀矿体的前锋部位；而硒在层间氧化带砂岩型铀矿的完全氧化带中含量很低，而在不完全氧化带中含量增高，特别是铀矿化体的尾部形成富集；在还原带中含量低。现以东胜地区砂岩型铀矿中直罗组含矿层中铀、钼、硒的分布特征以及十红滩铀矿床中侏罗统西山窑组地层中铀、钼、硒的在“三带”中的变化情况来说明钼、硒的分布特征及与铀矿化的关系。

首先我们来看东胜直罗组地层中铀、钼、硒在不同颜色岩石中的含量变化情况（见表1）

表1 东胜地区直罗组岩石铀及半生元素含量变化表单位：10-6

分析单位：核工业203研究所

由上表可以看出，在完全氧化带中铀、钼、硒含量均比较低，进入不完全氧化带（氧化还原过渡带）中，铀含量达到530×10-6，矿石中硒含量达到最高值为29.30×10-6，钼含量有所增高为2.58×10-6；在灰色层中铀含量为128×10-6，硒含量则降低为7.09×10-6，而这时的钼含量达到最高值为8.53×10-6。由此可以看出，铀含量不仅与钼、硒呈正相关，而且分布规律性很强。下面我们再看看十红滩铀矿床中侏罗统西山窑组地层中铀、钼、硒的变化情况（见表2）

表2 十红滩铀矿床后生分带中半生元素含量变化表单位：10-6

数据来自核工业二〇三研究所贾恒等所著的《十红滩铀矿床物质组分及地球化学特征》

表2中同样显示出，在完全氧化带中钼、硒含量低；在不完全氧化带中钼的含量增加，硒的含量达到了最高；在矿体的前锋位置，钼的含量达到了最高值，而硒含量有所降低；在未蚀变原生带则钼、硒含量均较低。虽然在十红滩铀矿床中钼、硒的含量并不是太高，但其相对的富集区仍然具有较强的规律性。仍然起到了矿体前锋指示元素和尾部指示元素的作用。而在一些层间氧化带砂岩型铀矿床中钼、硒达到综合利用的工业指标。

2.1.2 钼、硒元素在层间氧化带砂岩型铀矿体垂直上部土壤中的分布特征

中国地质大学（武汉）的张卫民教授在新疆准格尔盆地北部顶山地区做过元素活动态测量技术的研究，研究认为元素通过地球深部存在的垂向搬运的地气流从深部矿体迁移至地表，部分以稳定态形式存在于硅酸盐、硫化物、晶质氧化物中形成地球化学背景，而另一部分以各种活动态形式被地表土壤中水溶性盐类、有机物、粘土矿物和锰氧化物所捕获。这些元素在地表岩石、土壤中的含量异常反映了深部的矿化信息。

核工业北京地质研究院的尹金双等也发表过类似的文章，在文章中指出铀在层间氧化带中成矿的同时常伴有铼、钒、钼、硒等元素的富集，并且这些元素在地球化学分带的空间分布上有一定的规律，总体上，在层间氧化带卷状矿体的卷的凹面处出现一条硒的富集带；铼和钒富集带出现在有矿体卷中；钼富集带出现在稍远离矿卷的前方处。由于这些元素在地表土壤层中形成活动态含量异常带与它们在铀矿体中具有相同的分带性规律。因此，利用铀及其伴生元素在地表土壤层中形成的活动态含量异常可以预测地下深部可能存在的隐伏的层间氧化带砂岩型铀矿，而且有矿体应定位在钼、硒活动态含量异常之间的铀、铼、钒含量异常带的深部。

3 野外快速半定量测量Mo、Se的方法

3.1 测定用试剂及器具

试剂主要为盐酸（10%）、硝酸（5%）、黄原酸钾、钠的硫化物溶液（5%），比色卡（微量硒1×10-6—50×10-6，微量钼1×10-6—50× 10-6），也可根据标准液的颜色自己制作。试管若干、量杯、烧杯。也可以用X射线—辐射测量仪进行半定量测量，样品简易粉碎工具。

3.2 样品的采取及加工

快速测定的样品采取可以在岩石露头、探槽工程、钻孔岩心和土壤中进行。岩石露头、探槽工程、钻孔岩心中采样时要注意岩性、粒度、透水性、矿化蚀变特征等不能混取，不能跨层，单个样品的重量大约在200g左右，要保证样品具有代表性。土壤中取样时不能在地表采取，取样位置应在地表20cm以下，当然取样深度越靠近基岩越好。样品加工主要利用野外简易破碎工具将岩石破碎到粒径小于80目就可以了，土壤样品不需要加工。

3.3 测定方法

3.3.1 硒的野外快速测定

将加工好的样品取2—5g放入试管中，为了避免操作的误差因素，一般做2—3个平行测定。在每个样品中加入10—15ml的5%钠的硫化物溶液，盖紧橡皮塞并摇匀3—5分钟，放置在试管架上与比色卡进行比色，大致划分出硒的含量范围，如果含量大于0.005%时，可直接观察溶液的颜色定出含量范围，溶液未淡黄色时含量大约在0.005%—0.01%；溶液颜色未橙黄色时硒含量范围大致在0.03%—0.05%；若溶液颜色未红色时硒含量大于0.1%。也可以用升华的方法快速测定很少见的硒矿物（斜方铁硒矿等）。随后可用X射线—辐射测量仪完成硒的半定量测定。

3.3.2 钼的野外快速测定

钼的野外快速测定可以直接在岩石表面或钻孔岩心表面进行，在同一层内每隔0.2m依次滴上溶于5%硝酸的黄原酸钾溶液，这样就会在岩石表面形成粉红色的色斑，根据颜色的不同强度进行比色，确定钼的半定量含量范围。对于土壤样品只是多了溶矿的程序。也可以用X射线—辐射测量仪完成钼的半定量测定。

后来105地质队的方以规工程师发表了《钼的简易快速半定量法》一文，他将原有的黄原酸钾改为硫氰化钾，用硝酸溶解原矿后加入二氯化锡将六价钼还原为五价钼，然后与硫氰化钾作用生成橙红色的硫氰化钼络合物，再用比色卡进行比色，其精度与光谱半定量基本相同，速度更快，只是两种方法所用的比色卡不同。

3.3.3 在上述钼、硒元素测量的同时也可以进行铀的快速测定（核工业二〇三研究所的蔡金芳等发表了《野外快速测定砂岩型铀矿样品中铀的分析方法研究》一文），精度可以达到定量的效果，因此这里不再冗文。利用盐酸可以定性地测量岩石中的二氧化碳（碳酸盐）含量，这对于可地浸砂岩型铀矿意义非常重大，因为碳酸盐的含量直接决定着地浸工艺的选择。

3.4 数据记录与数据处理

3.4.1 数据记录

记录内容主要为取样点位置（在剖面上记录坐标位置，在探矿工程中记录工程编号、取样相对位置）、取样点岩性、测定数据。记录格式为表格形式。记录要求与普通地质记录完全相同。

3.4.2 数据处理

（1）数据取舍：在平行测定的一组数据中如果数据相差不大，则取该组数据的算术平均值作为该样品的测定结果；如果出现特高数据或特低数据，那么取相近的数据进行算术平均作为样品测定结果，舍去特高或特低样品数据。

（2）制图：将上述取舍后的数据制图，以曲线形式反应钼、硒在剖面或探矿工程中的变化情况，曲线比例与相应剖面或探矿工程编录比例相同，以便对比定位，指导勘查工作。

4 结论

虽然在不同的层间氧化带砂岩型铀矿床中钼、硒绝对含量相差较大，但钼、硒在层间氧化带砂岩型铀矿床中分布特征及含量相对变化是有很强的规律性的，在铀矿化层“三带”中，钼相对富集带出现在矿体的前锋部位，硒的相对富集带出现在矿体的尾部；在地表土壤中，钼的相对富集带出现在地下矿体前锋垂直对应的地表土壤中，硒的相对富集带出现在地下矿体凹面垂直对应的地表土壤中。由此可见，钼、硒是层间氧化带砂岩型铀矿找矿的很好的指示元素。而钼、硒的野外快速测定比较简单、方便、快捷，检出范围比较大，检出的稳定性比较好。克服了实验室地化分析周期长，现场指导意义不强的弊病。这样既能较为准确地定位层间氧化带砂岩型铀矿体的位置，又能及时指导野外的找矿工作、勘探工程的部署，避免工作量的重复和浪费，提高找矿效率。

因此野外快速测定钼、硒相对含量对于层间氧化带砂岩型铀矿具有很好的找矿指导意义，是值得研究和推广的一项找矿手段。

[1]地浸铀矿床勘探,核工业西北地质局,夏同庆,白凤周等译.

[2]东胜地区直罗组蚀变岩石地球化学特征,核 工业二〇三研究所,陈宏斌.

[3]十红滩铀矿床物质组分及地球化学特征,核 工业二〇三研究所,贾恒等.

[4]苏崩矿床和505矿床砂岩型铀矿实验室地质工艺研究,刘家俊,陈到利.

[5]沉积盆地渗出和渗入系统的成矿过程,核 工业二〇三研究所,夏同庆译.

[6]溶浸采矿法的地质工艺研究,夏同庆,刘家俊,白凤周译.

钼、硒的野外快速半定量测量对层间氧化带型铀矿勘查的指导意义

■王治文

F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-10-201-2