相态分析在黑龙江S地化探异常分析中的应用

董晶卉黑龙江省地质矿产测试应用研究所

相态分析在黑龙江S地化探异常分析中的应用

董晶卉
黑龙江省地质矿产测试应用研究所

在黑龙江省S地化探样品分析中，发现Cu、Zn、Mo的总量有异常特征，为鉴别矿致与非矿致异常，选择相态分析的方法对化探异常样品进行筛选和评价。Cu、Zn、Mo这三个元素的相态分析一般可分成氧化物相、硫化物相、结合相三个相态进行测定[1-8]。Cu、Zn矿床的主要工业矿物均为硫化物矿物，Cu、Zn的化探异常，当硫化物相（即工业矿物相）和氧化物相（即次生工业矿物相）为主时，在异常区很容易找到Cu、Zn的矿化。Mo的工业矿物实际上只有辉钼矿（MoS2）一种，氧化矿物随不同地质条件而不同。本文考虑到黑龙江省高寒高有机质的区域景观条件，在这三个相态的基础上，增加水提取相和弱有机质结合相两个相态。即Cu、Zn、Mo分别分为水提取相、弱有机质结合相、氧化物相、硫化物相和结合相五个相态。结合相指脉石矿物中类质同象状态和铁、硅、锰、碳质胶体矿物吸附相。

1.实验部分

1.1 仪器与工作条件

电感耦合等离子体质谱仪（美国Thermo Fisher Scientific公司），工作参数列于表1。

表1 ICP-MS工作参数Table 1 Operating parameters of ICP-MS

1.2 主要试剂

焦磷酸钠、亚硫酸钠、硫酸、溴素、甲醇、乙酸、抗坏血酸、溴水、硝酸、盐酸、氢氟酸、氢氧化铵、碳酸钠、氨水均为优级纯。

高纯氩气（氩质量分数≥99.99%）。

铜元素标准储备液：1.000mg/mL。

锌元素标准储备液：1.000mg/mL。

钼元素标准储备液：1.000mg/mL。

1.3 标准溶液的配制

直接分取各单元素标准储备溶液逐级稀释的方法配制标准系列溶液，介质为3%的硝酸。

1.4 实验方法

先用25mL煮沸过的蒸馏水浸取Cu、Zn、Mo的水提取相，再用25mL 0.1mol/L焦磷酸钠溶液浸取Cu、Zn、Mo的弱有机质结合相。用50mL H2SO4（1+19），1.0克Na2SO3浸取Cu氧化物相，用40mL溴-甲醇（5+95）分离Cu硫化物相，残渣为结合相，用盐酸、硝酸、高氯酸处理。用60mL冰乙酸（1+9）—5g／L抗坏血酸分离出Zn氧化物相，用60mL饱和溴水浸取Zn硫化物相，Zn结合相同Cu结合相。Mo氧化物相用100mL氨水分离，铁结合相用50mL HCl(1+1)分离，残渣为硫化物相，同Cu结合相。

2.结果与讨论

2.1 异常样品相态分析结果

将平均值29.6μg/g作为Cu的异常下限，在异常样品中选择全量大于67μg/g的10个样品进行相态分析。如果将（O+S）≥45%（次生工业矿物相和工业矿物相之和占全量的比例）作为界限，分析的10个样品中有8个满足，可判定工业矿物相和次生矿物相占主导。从各个相态的分布可以看出，弱有机质结合相是除硅酸盐结合相外所占比例最高的相态，对于富含有机质的样品，此相态不容忽视，根据金属活动态理论，金属活动态（包括水提取态、黏土吸附态、弱有机质结合态和铁锰氧化物态）通过离子扩散作用、气体搬运、地电化学作用等途径被运移至地表，可以反映深部隐伏矿床的信息，可作为异常指示相态[9]。

将平均值88.2μg/g作为Zn的异常下限，在异常样品中选择全量大于100μg/g的13个样品进行相态分析。如果将（O+S）≥30%（次生工业矿物相和工业矿物相之和占全量的比例）作为界限，分析的13个样品中只有2个满足，可判定工业矿物相和次生矿物相不占主导。

将平均值1.61μg/g作为Mo的异常下限，在异常样品中选择全量大于77μg/g的10个样品进行相态分析。从Mo的相态分析结果可以看出，Mo主要存在于铁结合相，平均能达到80%以上。

3.结语

本文将相态分析方法应用于黑龙江省S地异常样品的分析，分析结果可对异常样品进行快速筛选和评价。其中，铜以工业矿物相（硫化物相）和次生矿物相（氧化物相）为主导，是矿化的直接证据；锌以硅酸盐结合相为主；钼主要存在于铁结合相，在现有技术下，铁结合相钼很难回收，但已有对该类矿进行的可选性研究[10]，为开发利用有限钼资源提供了现实意义。对于高寒高有机质的特殊景观，弱有机结合相在土壤样品全量中所占比例很大，在相态分析分相中应予以考虑。

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董晶卉（1982-），女，中级工程师。