黑龍江省硒礦資源潛力初步評(píng)價(jià)

馬江水，龐雪嬌

1.黑龍江省自然資源調(diào)查院，黑龍江 哈爾濱 150036；2.中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心，遼寧 沈陽 110034

0 引言

硒（Se）是一種典型稀有分散元素，同時(shí)又是人類和動(dòng)物生命中不可缺少的微量元素，在自然界分布很廣，但在地殼中豐度很低，常以共、伴生礦種產(chǎn)出.

硒礦床分為獨(dú)立硒礦床和伴生硒礦床兩大類.根據(jù)硒的主要來源將伴生硒礦床又劃分為以下幾種工業(yè)類型：巖漿型（Cu-Ni硫化物礦床）、斑巖型（Cu礦床和Cu-Mo礦床）、夕卡巖型（Cu、Fe礦床）、海底噴流型（硫化物礦床）、火山沉積型（黃鐵礦礦床）、熱液型（U-Hg-Mo-V多金屬礦床、Cu礦床、Pb-Zn礦床、金礦床）、沉積型（黑色頁巖、碳質(zhì)硅質(zhì)頁巖、煤、磷塊巖等礦床）［1］.

硒礦伴生于金礦床、銀礦床、銅礦床、汞礦、鈾礦等多種礦床中［2］.典型金礦床如西秦嶺寒武系中的拉爾瑪、邛莫層控金礦床，礦床中廣泛存在硒的獨(dú)立礦物和硒以類質(zhì)同象形式進(jìn)入硫化物晶格的現(xiàn)象，說明金以硒絡(luò)合物形式遷移，并導(dǎo)致了金、硒的共同富集［3］；硒還以類質(zhì)同象賦存于黃鐵礦、方鉛礦、紫硫鎳礦等硫化物中或者被有機(jī)物所吸附.

湖北恩施漁塘壩硒礦是目前我國發(fā)現(xiàn)的唯一硒品位高達(dá)8 590×10-6的小型獨(dú)立硒礦床，屬沉積-再造型層控礦床，除主要富集Se元素外，其他如Mo、Cd、V、Co等也有較高的富集，稀土元素總量低，輕稀土略顯富集［4］.

黑龍江省礦產(chǎn)資源豐富，包括斑巖型、巖漿熱液型、夕卡巖型、火山熱液型、蝕變巖型、變質(zhì)改造型、沉積型等.目前，伴生有硒礦床4處，已查明伴生硒總儲(chǔ)量為1 684 t，儲(chǔ)量居全國前4位①黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院.黑龍江省礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)報(bào)告.2013..因此，對(duì)硒礦資源潛力預(yù)測(cè)意義重大.

1 黑龍江省與硒礦相關(guān)的礦床篩選

1.1 硒元素的遷移富集和成礦類型

硒是一種典型的半金屬元素，在地球陸殼中豐度為0.05×10-6～0.09×10-6［5］，通常極難形成工業(yè)富集.硒的賦存狀態(tài)大體可分為3類：一以獨(dú)立礦物形式存在，二是以類質(zhì)同像形式存在，三以黏土礦物吸附形式存在［6］.硒與硫結(jié)晶化學(xué)和某些地球化學(xué)性質(zhì)頗為相似，屬強(qiáng)親銅元素.硒廣泛分布于地殼中，硒的元素豐度不及硫豐度的千分之一，故硒易取代硫化物中的硫而不易形成硒化物［1，3，7-9］；硒的獨(dú)立礦物在自然界中分布極少，主要呈類質(zhì)同象分布于硫化物或硫酸鹽礦物中［1］.非富硒表層土壤有機(jī)碳、CaO含量與硒含量呈正相關(guān)性，反映了高硒層區(qū)的多因素富集特征，pH值與硒含量無明顯關(guān)系［10］.硒在金屬硫化物中可以類質(zhì)同象形式存在，亦可以微細(xì)粒的硒礦物包裹體存在［11］.硒在地表的各類巖石中分布極不均勻.據(jù)統(tǒng)計(jì)，變質(zhì)巖硒的含量最高，約為0.031×10-6～0.131×10-6；其次為沉積巖，約為0.028×10-6～0.118×10-6；最低為巖漿巖，為0.059×10-6～0.0108×10-6.在三大巖類中，不同巖石類型硒的含量也不相同［2］.

綜合世界、中國和黑龍江省硒礦資源遷移富集特征、成礦地質(zhì)條件、成因類型等因素，將黑龍江省與硒礦相關(guān)的礦床預(yù)測(cè)類型分為7類：火山熱液-巖漿型銅（鎳）礦、夕卡巖型鉛鋅（鉬）多金屬礦、（層控型構(gòu)造蝕變巖型）巖金礦、（低硫型）煤礦、（硫）鐵礦、熱液型鈾（汞金銀）礦、（碳質(zhì)硅質(zhì)）沉積碎屑型獨(dú)立硒礦.可根據(jù)礦床預(yù)測(cè)類型不同，總結(jié)硒礦資源預(yù)測(cè)條件、重要控礦因素和成礦期，并對(duì)黑龍江省目前可統(tǒng)計(jì)的礦產(chǎn)資源進(jìn)行分類篩選.

1.2 獨(dú)立硒礦預(yù)測(cè)的必要條件

中國的濱海相碳質(zhì)建造，從下震旦統(tǒng)—下二疊統(tǒng)可分為4個(gè)層位的碳質(zhì)巖系（黑色巖系），其不但是硒的礦源層，而且是硒的初始富集層或工業(yè)富集層.它們與有機(jī)質(zhì)及炭質(zhì)對(duì)硒吸附富集作用有關(guān).現(xiàn)已知秦嶺、新疆和南方諸省的石煤中有較高的含硒量，這些地區(qū)可能找到沉積類型的獨(dú)立硒礦床及沉積改造型伴生礦床［12］.因此，結(jié)合硒礦的遷移富集和國內(nèi)獨(dú)立改造型硒礦特點(diǎn)，將濱海碳質(zhì)巖建造的碳質(zhì)硅（質(zhì)）巖、碳質(zhì)頁巖、碳質(zhì)板巖等黑色巖系作為獨(dú)立硒礦預(yù)測(cè)的必要條件.

1.3 伴生硒礦資源預(yù)測(cè)的重要條件

中國夕卡巖類礦床，尤其是銅礦床，在其形成階段常可形成伴生硒（屬強(qiáng)親銅元素）礦床.因此，在開發(fā)夕卡巖型金屬礦產(chǎn)時(shí)，務(wù)必測(cè)試硒元素，這應(yīng)成為尋找大批硒礦床的重要步驟［12］.另據(jù)劉家軍等［13］對(duì)層控金礦床中金-硒共生機(jī)理的研究成果：礦床中廣泛存在硒的獨(dú)立礦物和硒以類質(zhì)同象形式進(jìn)入硫化物晶格的現(xiàn)象，說明金以硒絡(luò)合物形式遷移，并導(dǎo)致了金、硒的共同富集.由此，夕卡巖類金屬礦床、層控型金礦、構(gòu)造蝕變型金礦作為伴生硒礦預(yù)測(cè)的重要條件是合理的.

1.4 硒成礦預(yù)測(cè)的重要控礦因素及成礦期

無論在地塊區(qū)或造山帶，均有伴生硒礦床的形成，并與中國的銅、鎳、鉬、鉛鋅、鎢、鉍、鈷、銻、汞、鈾、鎵、銦、鎘、金等共生［12］.主要分布在華北板塊邊緣、揚(yáng)子板塊邊緣、喀喇昆侖-三江成礦帶等地［14］.成礦空間定位于古亞洲構(gòu)造系與濱海太平洋構(gòu)造系的復(fù)合疊加部位.

伴生硒礦具多期性成礦的特點(diǎn)，始于加里東期，而后經(jīng)歷華力西期、印支期，止于燕山期；沉積型硒礦床成生于二疊紀(jì)中期；硒礦泉水形成于喜馬拉雅期.

1.5 礦床篩選

據(jù)以上條件，采用黑龍江省礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)成果對(duì)全省目前可統(tǒng)計(jì)的礦產(chǎn)資源進(jìn)行分類篩選.共篩選出285處礦床、礦點(diǎn)，其中夕卡巖型金屬礦床31處（大型3處、中型5處）；銅（鎳）礦18處（大型特大型各1處、中型1處）；（硫）鐵礦32處（大型1處、中型6處）；熱液型鈾（汞銀）礦2處（小型）；（低硫）煤礦106處；巖金礦66處（大型5處、中型6處）；鉬鉛鋅多金屬礦28處（特大型1處、大型1處、中型4處）.

2 黑龍江省伴生硒礦資源預(yù)測(cè)及潛力分析

2.1 伴生硒礦預(yù)測(cè)方法

借鑒池順都等應(yīng)用GIS進(jìn)行礦產(chǎn)資源潛力研究［15］和大興安嶺呼中地區(qū)礦產(chǎn)資源開發(fā)利用潛力分析方法［16］，篩選和確定符合黑龍江省伴生硒礦找礦潛力的相關(guān)礦床，分別賦予其權(quán)重值；綜合分析確定權(quán)重值高的填圖單元為基本預(yù)測(cè)單位，應(yīng)用GIS技術(shù)在相應(yīng)地質(zhì)礦產(chǎn)圖中篩選和圈定其潛力區(qū)面積；在此基礎(chǔ)上對(duì)已發(fā)現(xiàn)伴生硒礦的礦區(qū)外圍按預(yù)測(cè)面積和相應(yīng)的成礦條對(duì)其儲(chǔ)量進(jìn)行計(jì)算和預(yù)測(cè)，未發(fā)現(xiàn)硒礦的不進(jìn)行儲(chǔ)量預(yù)測(cè)，可作為中大比例尺礦調(diào)或預(yù)查區(qū)部署的重要參考依據(jù).

2.2 預(yù)測(cè)權(quán)重賦值

伴生硒礦權(quán)重值除考慮相關(guān)礦種、成礦規(guī)模、成因類型外，增加含硫特征、硒礦化權(quán)重值、地質(zhì)因素（巖性組合）、化探因素.其權(quán)重值如下.

相關(guān)礦種：最高10分，其中銅10分、鎳9分、巖金9分、鎢9分、鉬8分、鉛鋅7分、銻錫6分、硫鐵10分、鐵8分、鈾7分、汞銀6分、獨(dú)立硒礦10分.

礦產(chǎn)規(guī)模：最高5分，其中特大型5分、大型4分、中型3分、小型2分、礦點(diǎn)1分.

成因類型：最高15分，其中夕卡巖型15分、沉積變質(zhì)型10分、構(gòu)造蝕變巖型10分、斑巖型8分、其他類型5分.

硫含量特征：高硫0分，低硫5分，不確定1分.

礦物特征：相關(guān)礦物以類質(zhì)同象的主要礦物組合的最高為5分，如常見含硒的黃鐵礦、輝鉬礦、硫鐵礦、硫鈷礦、方鉛礦、輝鉍礦、黃銅礦、重晶石、赤鐵礦、玉髓、石英、水云母及褐鐵礦等，出現(xiàn)1種為0.5分.

有無硒礦礦化：見硒礦達(dá)到工業(yè)品位的20分，礦化品位的18分，不確定的5分.

地質(zhì)因素：包括巖性組合與硒礦的關(guān)系（有利的5分、較有利的3分、不確定的1分），地質(zhì)構(gòu)造是否有利（有利15分、較有利10分、不確定5分）.

化探因素：有無硒土壤異常（附近有化探資料且經(jīng)初步分析與成礦相關(guān)的20分，可能相關(guān)的15分，不確定的5分，作過相關(guān)化探工作無異常的0分）①崔玉軍，等.黑龍江省三江平原土壤碳庫分布規(guī)律研究報(bào)告.2012.①崔玉軍，等.黑龍江省多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查報(bào)告（賓縣-延壽地區(qū)）.2010.③崔玉軍，等.黑龍江省區(qū)域生態(tài)地球化學(xué)評(píng)價(jià)報(bào)告（松嫩平原南部）.2010.④崔玉軍，等.黑龍江省多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查報(bào)告（海倫-慶安地區(qū)）.2014..

2.3 伴生硒礦礦產(chǎn)地找礦潛力分析

結(jié)合硒的遷移富集特征，依據(jù)國內(nèi)外伴生硒礦的成礦地質(zhì)條件及成礦預(yù)測(cè)的必要條件、重要條件等將已發(fā)現(xiàn)的相關(guān)礦床進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，將其劃分為硒礦找礦的高潛力礦床、中潛力礦床、低潛力礦床.依據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)“大型、中型礦床外圍具有較大的找礦潛力，小型礦床次之，礦點(diǎn)礦化點(diǎn)更小”［15］及其他相關(guān)條件確定伴生硒礦和獨(dú)立硒礦的潛力分析評(píng)價(jià)權(quán)重值.

據(jù)全國礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)黑龍江現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的與硒伴生的礦產(chǎn)地或可能伴生的礦產(chǎn)地進(jìn)行綜合評(píng)分，總評(píng)分在55分以上（含55分）的為Ⅰ類高潛力伴生硒礦床，44～55分（不含55分）為Ⅱ類中潛力伴生硒礦床，30～43.5分的為Ⅲ類低潛力伴生硒礦床.對(duì)884處礦產(chǎn)地進(jìn)行評(píng)價(jià)，共劃分Ⅰ類礦床57處、Ⅱ類礦床103處、Ⅲ類礦床125處.由表1可看出：Ⅰ類高潛力礦床占全省礦床總比例僅為6.45%，Ⅱ類、Ⅲ類分別占11.65%和14.14%.總體分析銅、金及多金屬礦所占比例較大，煤及非金屬礦受研究程度影響，其成礦潛力不確定性較大.

表1 黑龍江省伴生硒礦資源潛力評(píng)價(jià)分類表Table 1 Classification by potential evaluation of associated Se resources in Heilongjiang Province

2.4 伴生硒礦預(yù)測(cè)潛力區(qū)分布面積及硒資源量預(yù)測(cè)

依據(jù)黑龍江省礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)結(jié)果⑤黑龍江省地質(zhì)調(diào)查研究總院.黑龍江省礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)報(bào)告.2013.，分別選?、耦悺ⅱ蝾惖湫桶樯V8處和7處進(jìn)行硒礦資源潛力區(qū)預(yù)測(cè).Ⅰ類中已發(fā)現(xiàn)硒礦化的5處礦床可信度為1，未發(fā)現(xiàn)硒礦化或未進(jìn)行硒礦勘查工作的可信度為0.7；Ⅱ類典型礦床預(yù)測(cè)區(qū)可信度均為0.5.由預(yù)測(cè)面積數(shù)乘以可信度得到可信面積，預(yù)測(cè)黑龍江省伴生硒礦分布面積為74 097.91 km2.預(yù)測(cè)增加資源量為1 106.2 t.詳見表2.

表2 黑龍江省預(yù)測(cè)伴生硒礦潛力區(qū)及硒資源量預(yù)測(cè)結(jié)果Table 2 Predicted associated Se potential areas and resources prediction in Heilongjiang Province

綜合來看，伴生硒礦預(yù)測(cè)潛力區(qū)面積較大，其下游多發(fā)現(xiàn)有大面積分布的硒高值區(qū)（或異常區(qū)）.

3 黑龍江省獨(dú)立硒礦資源潛力區(qū)分析

3.1 獨(dú)立硒礦資源潛力區(qū)確定及預(yù)測(cè)方法

結(jié)合國內(nèi)外獨(dú)立硒礦的成礦必要條件、控礦因素、控礦構(gòu)造等特征綜合分析，黑龍江省獨(dú)立硒礦資源具有較大的潛力.形成獨(dú)立硒礦的控礦地質(zhì)體和必要條件為“含有黑色巖系的地層”，如湖北漁塘壩、雙河硒礦與碳酸鹽臺(tái)地海盆淺部沼澤環(huán)境的黑色碳質(zhì)硅質(zhì)相帶關(guān)系密切［2，17］.據(jù)劉家軍等［1］介紹，伴生硒礦中的沉積型（黑色頁巖、碳質(zhì)硅巖、煤、磷塊巖等礦床）與低硫煤礦相關(guān).黑龍江省煤炭資源豐富，且多為低硫型，在特殊地質(zhì)條件下硒能否獨(dú)立成礦也值得研究，也可以將其作為硒獨(dú)立成礦的必要條件來分析.遲鳳琴等［18］研究成果表明，小興安嶺黑河地區(qū)土壤中硒含量最高，變異系數(shù)較高.黑龍江省松嫩平原南部多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)圖集表明，松嫩平原的邊緣地帶深層富硒土壤大面積分布①崔玉軍，等.黑龍江省區(qū)域生態(tài)地球化學(xué)報(bào)告（松嫩平原南部）.2010.，這也進(jìn)一步說明松嫩平原的山前地帶及上游山區(qū)發(fā)現(xiàn)硒礦的可能性較大.土壤化探異?？勺鳛楠?dú)立硒礦預(yù)測(cè)的附加條件.

依據(jù)上述必要條件和附加條件在地質(zhì)圖上篩選附合條件的基本潛力預(yù)測(cè)單元——含有黑色巖系組合填圖單位，計(jì)算其面積；再依據(jù)土壤化探異常分布對(duì)其可信度進(jìn)行評(píng)價(jià).將可信度高的潛力區(qū)作為中大比例尺礦調(diào)或預(yù)查區(qū)部署的重要參考依據(jù).作者在綏化北部從事富硒異常源追蹤工作時(shí)，在富硒異常區(qū)上游嫩江組沉積地層中發(fā)現(xiàn)有富硒層位，富硒土壤與其關(guān)系密切②黑龍江省兩大平原土壤環(huán)境調(diào)查綏化地區(qū)富硒異常追蹤工作總結(jié).2016-2017.，也進(jìn)一步說明利用有無富硒土壤分布作為其可信度評(píng)價(jià)是合理的.

3.2 獨(dú)立硒礦資源潛力預(yù)測(cè)

依據(jù)《黑龍江省巖石地層》［19］資料對(duì)黑龍江省黑色巖系進(jìn)行了初步統(tǒng)計(jì)（表3）.由表3可以看出：共有35個(gè)填圖單位見有黑色巖系，結(jié)合地質(zhì)與化探圖分析，其中19個(gè)填圖單位分布區(qū)下游均出現(xiàn)富硒土壤化探異常，因此將其可信度確定為0.55.據(jù)黑龍江省潛力評(píng)價(jià)相關(guān)圖件，應(yīng)用GIS軟件進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，35個(gè)與獨(dú)立硒礦相關(guān)的黑色巖系總面積6 352.8 km2，可信面積為3 494.04 km2；煤系地層總面積為30 732.4 km2，可信面積因目前所取煤炭樣品中未發(fā)現(xiàn)有硒礦化而難以確定.按可信面積預(yù)測(cè)，黑龍江省硒資源量（已探明資源量1 680 t［20］）增幅較大.

4 結(jié)論

1）經(jīng)初步評(píng)價(jià)，黑龍江省伴生硒礦資源預(yù)測(cè)潛力區(qū)面積74 097.2 km2，獨(dú)立硒礦預(yù)測(cè)潛力區(qū)面積6 352.8 km2（不含煤系地層，可信面積為3 494.04 km2）.

2）從相關(guān)構(gòu)造單元分析，小興安嶺和完達(dá)山地區(qū)是尋找伴生硒礦的首選，地塊接合部、構(gòu)造拼貼帶、混雜巖帶、裂谷帶等構(gòu)造活動(dòng)地帶是尋找伴生硒礦的重要部位.找礦靶區(qū)或重點(diǎn)找礦工作區(qū)應(yīng)放在這些構(gòu)造單元中巖漿活動(dòng)邊緣與黑色巖系接觸帶附近.

3）獨(dú)立硒礦控礦地質(zhì)體主要為含黑色巖系的地層，控礦巖性為黑色碳質(zhì)硅質(zhì)巖、黑色碳質(zhì)板巖.黑龍江省大面積的黑色巖系與富硒化探異常分布相關(guān)的地區(qū)是尋找獨(dú)立硒礦的重要潛力區(qū).在富硒化探異常區(qū)布置地質(zhì)工作時(shí)，應(yīng)增加硒礦的調(diào)查.