Stepwise Extraction Study on the Occurrence of Uranium in Tongren Bahuang Phosphorite, Guizhou
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摘要: 贵州铜仁坝黄磷块岩矿床富集放射性元素铀，利用逐级化学提取分析方法对该地区黄磷矿中铀的赋存状态进行探究，有助于进一步探讨磷块岩型铀矿的分布规律、成矿机理及铀资源的综合开发。本文采用经修改的Tessier法流程，提取了水溶态、可交换离子态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机质黄铁矿态、强酸提取态和残渣态等七种不同形态的铀。研究发现：黄磷矿中的铀主要以独立铀矿物和类质同象置换的形式存在，分别占37.83%、37.21%，少量铀（占24.96%）以分散吸附形式存在。分析表明：独立铀矿物在富磷、黄铁矿脉和镜面擦痕发育的岩层中含量较高，说明热液活动有利于独立矿物形式铀的富集；类质同象铀与黄磷矿中的磷含量呈正相关关系，铀元素可能是以离子置换的方式赋存于胶磷矿的晶格缺陷中；吸附形态铀的含量受到岩石中黏土矿物含量和黄铁矿脉的影响，有机质黄铁矿态是吸附形态铀存在的主要方式，少量铀通过扩散作用吸附于黏土矿物表面。除类质同象铀因其存在形式不易被提取利用外，独立铀矿物及吸附形态铀对于未来优化资源配置具有现实意义。要点
(1) 选取坝黄磷矿不同岩性样品对其中的铀进行逐级化学提取分析。
(2) 坝黄磷矿中的铀以独立铀矿物和类质同象铀为主要赋存状态。
(3) 铀的富集和赋存状态受热液作用影响。
HIGHLIGHTS(1) The different rock samples from the Bahuang phosphorite are selected to analyze uranium by stepwise extraction.
(2) Uranium in the Bahuang phosphorite is mainly hosted by independent uranium minerals and isomorphic uranium.
(3) The enrichment and occurrence of uranium are affected by hydrothermal action.
Abstract:BACKGROUND Previous studies have found that phosphorite deposits in Tongren Bahuang of Guizhou Province is rich in the radioactive element uranium.BAOBJECTIVES To investigate the distribution regularity of phosphorite type uranium deposits, the metallogenic mechanism, and comprehensive development of uranium resources, by using the stepwise chemical extraction method to analyze the occurrence of uranium.METHODS The modified Tessier process was used to extract seven different forms of uranium, including water-soluble, exchangeable ion, carbonate-bound, iron-manganese combined, organic-pyrite combined, strong acid and residual.RESULTS The uranium in the phosphorite deposits occurs mainly in the form of independent uranium minerals and metamorphosed isomorphisms, accounting for 37.83% and 37.21%, respectively, and a small amount of uranium (24.96%) exists in the form of dispersed adsorption. The results show that the content of independent uranium minerals in the P-rich rocks, pyrite veins and specular surface is higher, which indicates that the hydrothermal activity is beneficial to the enrichment of uranium in the form of independent minerals. The isomorphism uranium is positively correlated with the content of phosphorus, and the uranium element may be deposited in the lattice defects of colloidal phosphate in the way of ion-substitution. The content of the adsorbed uranium is affected by the clay mineral content and pyrite vein in the rock. The organic matter pyrite state is the main state of the adsorbed uranium. A small amount of uranium adsorbed on the surface of clay minerals by diffusion.CONCLUSIONS In addition to the fact that the isomorphous uranium is not easy to extract and utilize due to its existing form, independent uranium minerals and adsorbed uranium have practical significance for optimizing the resource allocation in the future.
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铀资源是一种极其重要的能源矿产和战略资源，在军工及核电领域占有重要地位。我国铀资源量较少，仅占世界总量的2.34%，且以中、低品位为主[1-2]，资源量缺口较大，探明的铀矿床类型主要包括花岗岩型、火山岩型、砂岩型和碳硅泥岩型(黑色岩系型)。其中，花岗岩型和砂岩型铀矿是当前勘查和生产的主要类型[3-5]，而黑色岩系型非常规铀资源对中远期保障我国铀资源可持续供给具有重要意义。贵州是西南地区乃至全国黑色岩系型铀矿的主要产地，铜仁坝黄早寒武世早期磷块岩矿床产出于黑色岩系中，在前期研究中发现该矿床富集了已达工业品位的铀，资源综合利用前景大，而以往对该矿床的研究着重于磷块岩元素地球化学特征、成磷构造环境及成磷作用机理等方面[6-7]，对其中富含的铀尚未开展工作。
铀矿的开采和提取难度受铀赋存状态的直接影响，近年来逐级化学提取法被广泛应用于砂岩型铀矿研究中，该方法能够快速、有效地为铀的赋存状态研究提供定性及定量化的信息。一般认为，砂岩型铀主要有三种存在形式，即：独立矿物形式(原生铀矿和次生铀矿)、吸附状态形式和类质同象形式[8]。水溶态、可交换离子态、铁锰氧化物结合态、有机质黄铁矿态是以吸附状态存在的铀；碳酸盐结合态、残渣态对应独立铀矿物；强酸提取态对应以类质同象形式存在的铀[9-11]。但针对磷块岩型铀矿中铀的不同存在形态则未见文献报道。本文以砂岩型铀矿逐级化学提取分析方法为基础，对铜仁坝黄含磷岩系中的铀赋存形态进行探讨，拟为进一步探究磷块岩型铀矿的分布规律、成矿机理及铀资源的综合开发提供理论依据。
1. 地质概况
铜仁坝黄位于上扬子地台东南缘，与华南褶皱带及秦岭造山带相邻。其所处的坝盘背斜呈北北东—南南西方向展布，区内断层十分发育，断层整体走向与坝盘背斜轴方向大体一致，断层性质不一，构造相对复杂；节理发育，且发育有共轭节理。早寒武世梅树村期，该区经历Rodinia超大陆裂解后再汇聚背景下的一次短暂海侵，达到最大海泛面，最终形成一套灰黑、黑色高炭质页岩或炭质泥岩，底部为富含黄铁矿及有机质的黑色硅质岩盆地沉积[12-15]。
坝黄月龙坡剖面出露比较完整，岩层产状近于水平，特征典型，是研究磷块岩型铀矿富集规律及其存在形式的理想剖面(图 1)。从剖面地质特征可见，含矿岩系顶部为牛蹄塘组黑色炭质页岩；向下磷质逐渐增多，出现磷含量较高的富磷岩层；富磷岩层之下变为含磷质的炭质页岩；再下部硅质逐渐开始增多；底部与老堡组硅质岩整合接触。
2. 实验部分
2.1 样品采集与实验方法
经过对铜仁坝黄地区月龙坡剖面岩石样品整理分类与U、SiO2、Al2O3等元素分析测试后[元素分析测试由澳实分析检测(广州)有限公司完成，分析结果见表 1]，本次实验选用了其中具代表性的不同岩性且相对富铀的4个样品，即：BH1-2富铀含黏土磷质岩，BH1-4富铀含磷黏土岩，BH1-6富铀磷块岩，BH1-7炭质页岩。具体采样位置如图 1所示。
表 1 月龙坡剖面部分样品元素分析结果Table 1. Elemental analysis results of sample in Yuelongpo section样品编号 岩石类型 U
(μg/g)SiO2
(%)Al2O3
(%)Fe2O3
(%)CaO
(%)MgO
(%)Na2O
(%)K2O
(%)P2O5
(%)SO3
(%)MnO
(%)TiO2
(%)BH1-1 炭质页岩 43 69.71 11.69 0.79 0.03 0.89 1.02 3.10 0.02 0.51 ＜0.01 0.48 BH1-2 富铀含黏土磷质岩 498 50.96 14.57 5.11 2.01 0.89 1.20 2.96 11.66 5.16 ＜0.01 0.55 BH1-3 富铀磷块岩 55 10.19 5.91 0.73 42.83 0.48 0.17 1.04 32.39 0.20 ＜0.01 0.01 BH1-4 富铀含磷黏土岩 495 51.69 16.17 6.11 0.35 0.70 1.42 2.50 0.98 4.05 0.01 0.52 BH1-5 富铀含黏土磷块岩 379 12.89 21.53 3.50 3.25 0.23 0.04 0.26 24.16 1.30 ＜0.01 0.02 BH1-6 富铀磷块岩 148 17.10 5.96 2.17 35.63 0.43 0.04 0.73 28.39 0.28 ＜0.01 0.05 BH1-7 炭质页岩 95 55.05 13.38 6.51 0.05 0.89 1.88 3.28 0.25 5.30 0.01 0.73 BH1-8 富铀硅质磷块岩 239 24.95 4.16 2.51 32.47 0.46 0.02 0.80 25.38 0.83 ＜0.01 0.03 BH1-9 炭质页岩 56 57.70 13.75 6.90 0.06 0.77 2.29 3.49 0.08 11.75 ＜0.01 0.76 针对研究区含磷岩系岩性及样品具体情况，实验采用经修改的Tessier法流程。考虑到样品中可能含有少量微溶于水的含铀金属化合物，以及部分呈类质同象形态存在于矿物晶格之中的铀，因此，为更明确地区分出铀的不同赋存状态，在原Tessier法五态(可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机质黄铁矿态、残渣态)的基础上增加对岩石样品的水溶和强酸处理。修改的实验分为七步骤，先后分别提取七态：水溶态、可交换离子态、碳酸盐结合态、铁锰氧化结合态、有机质黄铁矿态、强酸提取态和残渣态，随后观测其含量分布[16-31]。
2.2 样品处理和铀形态提取
将所采样品磨制成粉末，过200目筛，准确称取1.000 g粉末样置于50 mL塑料管中进行连续提取，按以下步骤(表 2)制备各形态的待测溶液。每一步反应结束后，用离心机以11000 r/min转10 min，分离固体颗粒与溶液后进行过滤，将残渣以超纯水清洗并再次离心过滤，保存滤液，待测。
表 2 逐级提取实验步骤Table 2. Experimental steps of the stepwise extraction提取步骤 赋存状态 提取试剂 反应条件与振荡时间 温度 1 水溶态 20 mL去离子水 振荡1 h 25℃ 2 可交换
离子态20 mL 0.4 mol/L氯化镁
(pH=4.5)振荡1 h 25℃ 3 碳酸盐结合态 20 mL 1 mol/L乙酸
(pH=4)振荡2 h 25℃ 4 铁锰氧化物
结合态20 mL 0.04 mol/L盐酸羟胺
(pH=2)振荡5 h 25℃ 5 有机质
黄铁矿态10 mL 30%过氧化氢+10 mL
0.02 mol/L硝酸(pH=2)振荡5 h 85℃ 6 强酸提取态 20 mL 8 mol/L硝酸 振荡1 h 25℃ 7 残渣态 2 mL氢氟酸+
2 mL硝酸/1 mL硝酸加热板加热 110℃ (1) 水溶态：在样品中加入20 mL去离子水，放置过夜，于25℃充分振荡1 h，离心，过滤，滤液待测。
(2) 可交换离子态：将上述经过滤后的剩余固态物质放入塑料管中，加入0.4 mol/L氯化镁溶液20 mL，加稀盐酸将pH调至4.5，于25℃充分振荡1 h，离心，过滤，滤液待测。
(3) 碳酸盐结合态(弱酸提取态)：将上述经过滤后的剩余固态物质放入塑料管中，加入1 mol/L乙酸溶液20 mL，将pH调至4，于25℃充分振荡1 h，离心，过滤，滤液待测。
(4) 铁锰氧化结合态(可还原态)：将上述经过滤后的剩余固态物质放入塑料管中，加入0.04 mol/L盐酸羟胺溶液20 mL，用稀盐酸将pH调至2，于25℃充分振荡5 h，离心，过滤，滤液待测。
(5) 有机质黄铁矿态：将上述经过滤后的剩余固态物质放入塑料管中，加入30%过氧化氢溶液10 mL和0.02 mol/L硝酸10 mL，将pH调至2，轻微搅拌，待反应平缓后，置于恒温水浴中，于85℃下充分振荡反应5 h。取出，静置冷却后摇匀过滤，滤液待测。
(6) 强酸提取态：将上述经过滤后的剩余固态物质放入塑料管中，加入8 mol/L硝酸20 mL，于25℃下充分振荡1 h，离心，过滤，滤液待测。
(7) 残渣态：将上述经过滤后的剩余固态物质放入消解罐中，加入2 mL氢氟酸、2 mL浓硝酸，在电热箱中于160℃反应3 h，然后置于电加热板上加热消解。如溶解不完全，可继续补加少量盐酸和硝酸至消解完全，然后用1 mL浓硝酸提取，转移至50 mL容量瓶中，用水稀释至刻度。
3. 结果与讨论
3.1 样品中七种铀形态分布特征
将各步骤提取出的滤液按比例稀释后进行电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测试。测试数据结果(表 3)显示，水溶态铀、可交换离子态铀、碳酸盐结合态铀、铁锰氧化结合态铀、有机质黄铁矿态铀、强酸提取态铀和残渣态铀在样品BH1-2、BH1-4、BH1-6、BH1-7中所占比例相近，对铀的各种赋存状态取平均值、计算各形态铀在总铀中的百分比后，可以反映出富铀层位岩石中铀不同赋存状态的大致分布比例。并且4件样品的七态铀合计含量分别达到450.16×10-6、416.01×10-6、143.894×10-6、92.68×10-6，与表 1中相应样品的铀元素总量(分别为498×10-6、495×10-6、148×10-6、95×10-6)进行比较，各样品分步骤提取得到的七态铀合计量分别达到铀元素总量的90.4%、84.0%、97.2%和97.5%。考虑到较多实验步骤对实验结果的影响，因此，可以认定本实验数据可靠，实验结果能够反映铀在不同化学态中的分布，经修改的Tessier法流程适用于铜仁坝黄磷块岩型铀的赋存状态研究。
表 3 逐级提取萃取液中铀的含量及比例Table 3. The content and proportion of U in the stepwise extraction提取步骤 铀赋存状态 铀含量(×10-6) 各形态铀与总铀的比例(%) BH1-2 BH1-4 BH1-6 BH1-7 平均值 1 水溶态 18.49 35.32 0.27 12.47 16.64 6.03 2 可交换离子态 1.90 9.66 0.014 1.32 3.22 1.17 3 碳酸盐结合态 32.51 46.17 0.77 0.75 20.05 7.27 4 铁锰氧化物结合态 0.85 0.89 0.12 0.02 0.47 0.17 5 有机质黄铁矿态 88.69 85.33 17.00 2.99 48.5 17.59 6 强酸提取态 159.18 144.62 88.04 18.61 102.61 37.21 7 残渣态 148.54 94.02 37.68 56.82 84.26 30.56 各形态铀含量总计 450.16 416.01 143.894 92.68 - 100.0 3.1.1 水溶态铀和可交换离子态铀
第一态为水溶态，主要包括少量可溶于水或微溶于水的盐类化合物，以及能在水中微溶的金属化合物。第二态是可交换离子态，它是岩石组分对水中金属的吸附而形成的一种化学形态。实验原理是通过加入试剂改变溶液中的离子平衡，使2.1节中铀形态提取步骤(1)中的金属元素通过扩散作用及外层络合反应萃取出来。
由表 3数据可见，水溶态和可交换离子态铀平均含量共19.96×10-6，在七种赋存状态中占7.2%。水溶态中, BH1-4(富铀含磷黏土岩)铀含量为35.32×10-6，占比高达13.41%，BH1-6(富铀磷块岩)铀含量最低为0.27×10-6，仅占0.19%。可交换离子态中，铀含量最高的也出现在样品BH1-4中，含量达9.66×10-6，占比为2.32%；其次为BH1-7(炭质页岩，铀含量1.32×10-6，占比1.42%)和BH1-2(富铀含黏土磷质岩，铀含量1.9×10-6，占比0.42%)；最低为BH1-6(富铀磷块岩)，铀含量为0.014×10-6，占比不到0.01%。
经偏光显微镜下薄片鉴定及元素分析测试发现，水溶态与可交换离子态铀含量越高的样品，其黏土矿物含量越高，SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、TiO2等成分的含量也越高，说明水溶态和可交换离子态铀的含量与岩石中黏土矿物含量呈正相关关系(相关系数R2=0.47)，铀元素呈吸附状态存在于黏土矿物表面。同时，纵观铀的七种存在形态，水溶态和可交换离子态铀含量较低，占比较小，表明只有少量铀通过扩散作用吸附于黏土矿物表面。
3.1.2 碳酸盐结合态铀
碳酸盐结合态的反应是通过加入弱酸(乙酸)来使金属碳酸盐沉淀并进入溶液的过程，因为弱酸不会使样品中的铁锰氧化物等发生反应，同时也不会对有机质产生影响。由表 3数据可知，以碳酸盐结合态存在的铀的平均含量为20.05×10-6，占七种形态的7.27%，比例较低。说明实验样品中的金属碳酸盐及其中铀的含量并不高。
四个样品中，BH1-6和BH1-7中的碳酸盐结合态铀含量分别为0.77×10-6、0.75×10-6，所占比例均不到1%；BH1-2和BH1-4中的碳酸盐结合态铀含量分别为32.51×10-6、46.17×10-6，在所有赋存形态中分别占7.22%、11.10%，明显高于BH1-6和BH1-7。根据岩石野外特征，BH1-2、BH1-4两个样品所在岩层含有较多的黄铁矿脉，且岩石表面出现了镜面擦痕，说明受热液活动的影响更为明显，样品中铀含量的差别应与此有关。
3.1.3 铁锰氧化物结合态铀
铁锰氧化物结合态(可还原态)，是指水中重金属元素在还原条件下不稳定，盐酸羟胺能将样品中的Fe、Mn还原为可溶性低价态，释放所结合的铀，所以这一步使用盐酸羟胺溶液来进行萃取反应。表 3数据显示，各样品中此形态的铀含量分布比较平均，在各个样品中的差别很小，含量最高为0.89×10-6，最低为0.02×10-6，平均含量0.47×10-6，在七态中比例最低，仅为0.17%，说明本次实验所选用样品中可还原的金属元素含量少，呈铁锰氧化物结合态存在的铀极少。
3.1.4 有机质黄铁矿态铀
有机质黄铁矿态，是指颗粒物中的重金属以不同形式进入或包裹在有机质颗粒上与有机质螯合等或生成硫化物[32-36]。在有机质黄铁矿态的萃取过程中，萃取剂有两个作用：一是将样品的有机物氧化，二是将有机物从样品中萃取出来。目前常用的萃取剂为过氧化氢溶液，由于它还可以溶解样品中的锰氧化物，因此，过氧化氢溶液的使用安排在铁锰氧化物结合态之后的萃取步骤。
有机质黄铁矿态的铀在BH1-2、BH1-4、BH1-6样品中含量均较高，分别达到88.69×10-6、85.33×10-6、17.00×10-6，占比也较高，分别占七种赋存形式中的19.70%、20.51%和11.81%；而在BH1-7中很低，仅为2.99×10-6，所占比例也最低，为3.22%。究其原因可能与样品岩性有关，BH1-7是含磷岩系下部的一层炭质页岩，而其他三个样品均为含磷岩，同时还可能与含磷岩系中部发育的黄铁矿脉有关系。
总体上，有机质黄铁矿态的铀所占比重较大，平均占比为17.59%，高于可交换离子态铀以及铁锰氧化物结合态铀，说明处于吸附形式存在的铀大多数以此形态存在。铀在此种状态下聚集的原因可能与有机质、黄铁矿的吸附作用有关。
3.1.5 强酸提取态铀
由于处于类质同象形态的铀是以离子置换的方式存在于矿物晶格之中，一般的萃取反应很难将其提取出来，所以综合整个实验流程及已有研究资料，采用溶解能力强的浓酸液进行萃取。浓硝酸是很好的萃取剂，它能将绝大部分化合物中的金属元素提取于溶液中，因该反应强度大于之前各个步骤，故将强酸提取态安排在最后进行提取。
从表 3数据可知，强酸提取态铀的平均含量高达102.613×10-6，所占比例在各步骤中最高，平均达到37.21%。说明样品中的铀主要呈类质同象形式存在，并且比例在样品BH1-6样品中最高，该形态铀含量为88.04×10-6，所占比例达到了61.18%，其次是BH1-2(含量159.18×10-6，占比35.36%)、BH1-4(含量144.62×10-6，占比34.76%)也较高，而BH1-7(含量18.61×10-6，占比20.02%)相对较低。由此可见，强酸提取态铀的含量及其所占比例高低与样品岩性密切相关，P2O5含量高的磷块岩样品，其强酸提取态铀含量高，且所占比重大，其次是磷质岩及含磷岩石，而炭质页岩最低。由此推测，以类质同象形式存在的铀可能赋存于胶磷矿的晶格缺陷中。
3.1.6 残渣态铀
残渣态铀，是经过上述各步骤反应后剩余的固态物质中所含的铀，是难以反应的一些原生、次生硅酸盐和铀石等铀矿物。
残渣态中的铀是样品中铀的重要组成部分，实验中该形态铀的平均含量为84.26×10-6，占总体铀含量的30.56%，且在各个样品中含量均较高。BH1-2样品中的残渣态铀含量最高，为148.54×10-6，占比达到了33.00%，其次为BH1-4(含量94.02×10-6，占比22.60%)、BH1-7(含量56.81×10-6，占比61.11%)、BH1-6(含量37.86×10-6，占比26.19%)，说明有相当一部分铀以铀矿物的形式存在。同时还发现，BH1-7中的残渣态铀在该样品总铀含量中所占比例最高，达到了61.11%，原因应与BH1-7为一层炭质页岩有关。因为该层野外露头未见镜面擦痕，黄铁矿脉不发育；显微镜下观察，样品中的黄铁矿和胶磷矿含量都很低。因而BH1-7中较少见碳酸盐结合态铀、有机质黄铁矿态铀及强酸提取态铀，而残渣态铀相对富集。
3.2 研究区地质背景与铀赋存状态特征关系
寒武纪初，贵州大部为广阔的浅海地带，而铜仁所处东部地区西邻江南古陆，地壳沉降幅度较大，形成了一个海水较深、水动力条件较弱的稳定海盆[37-42]。含磷沉积物经彻底的沉积分异作用，磷元素迁移富集后形成磷块岩矿体。与此同时，沉积物中携带的铀元素也进入偏深水的稳定的还原环境，由较为活跃的+6价铀还原为稳定的+4价铀沉淀下来。
坝黄月龙坡含磷岩系中出现大量的富含有机质的黑色炭质页岩、黄铁矿脉发育。在沉积成岩过程中，有机质的存在对磷和铀的富集都起到了重要的作用。对磷而言，有机质的重要来源——生物体能够提供磷质来源[43]；对铀来说，有机质一方面可以改变水介质环境，通过分解、变质形成还原环境，进而使得六价铀还原沉淀，另一方面还可以通过离子交换吸附和配合吸收的方式将铀吸附结合在有机质表面或形成一些铀酰配合物，从而导致了铀的富集。因此，含磷岩系中的部分铀可以吸附形式分散于有机质、黄铁矿及黏土矿物中。
沉积期后，坝黄矿区存在广泛而强烈的热液活动，断层十分发育，剖面露头可见明显的镜面和大量节理，黄铁矿脉发育，并且逐级提取化学分析结果也显示，出现镜面擦痕的岩层中类质同象铀所占铀含量的比例较高。研究认为，晶质铀矿、铀石等铀矿物及类质同象铀的产生在成岩过程中有相当程度的温压变化[44-45]。所以，遭受热液作用之后，铀元素的主要赋存状态是独立铀矿物形式和类质同象形式。
4. 结论
研究表明，更强烈的热液活动更有利于独立矿物形式铀的富集；类质同象铀则与含磷量密切相关；吸附状态的铀中，以有机质黄铁矿态形式的铀含量最高，证明有机质黄铁矿态是吸附状态铀存在的主要方式，聚集的原因与有机质、黄铁矿的吸附作用有关；少量铀通过扩散作用吸附于黏土矿物表面；呈铁锰氧化物结合态形式赋存的吸附状态铀极少。
在铜仁坝黄磷矿铀的七种形态中，碳酸盐结合态及残渣态共占37.83%，强酸提取态占37.21%，水溶态、可交换离子态、铁锰氧化物结合态和有机质黄铁矿态共占比为24.96%。由于碳酸盐结合态、残渣态对应独立铀矿物，强酸提取态说明铀以类质同象形式存在，水溶态、可交换离子态、铁锰氧化物结合态及有机质黄铁矿态表征的是以吸附状态存在的铀，因而，铜仁坝黄磷岩系中的铀主要以独立铀矿物和类质同象置换形式存在，少量铀以分散吸附形式存在。除类质同象置换形式存在的铀因其存在形式不易被提取利用外，独立铀矿物及吸附形式的铀对于未来优化资源配置、实现“磷铀兼探”等多矿种兼探提供新的找矿思路，具有非常特殊的现实意义。
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表 1 月龙坡剖面部分样品元素分析结果
Table 1 Elemental analysis results of sample in Yuelongpo section
样品编号 岩石类型 U
(μg/g)SiO2
(%)Al2O3
(%)Fe2O3
(%)CaO
(%)MgO
(%)Na2O
(%)K2O
(%)P2O5
(%)SO3
(%)MnO
(%)TiO2
(%)BH1-1 炭质页岩 43 69.71 11.69 0.79 0.03 0.89 1.02 3.10 0.02 0.51 ＜0.01 0.48 BH1-2 富铀含黏土磷质岩 498 50.96 14.57 5.11 2.01 0.89 1.20 2.96 11.66 5.16 ＜0.01 0.55 BH1-3 富铀磷块岩 55 10.19 5.91 0.73 42.83 0.48 0.17 1.04 32.39 0.20 ＜0.01 0.01 BH1-4 富铀含磷黏土岩 495 51.69 16.17 6.11 0.35 0.70 1.42 2.50 0.98 4.05 0.01 0.52 BH1-5 富铀含黏土磷块岩 379 12.89 21.53 3.50 3.25 0.23 0.04 0.26 24.16 1.30 ＜0.01 0.02 BH1-6 富铀磷块岩 148 17.10 5.96 2.17 35.63 0.43 0.04 0.73 28.39 0.28 ＜0.01 0.05 BH1-7 炭质页岩 95 55.05 13.38 6.51 0.05 0.89 1.88 3.28 0.25 5.30 0.01 0.73 BH1-8 富铀硅质磷块岩 239 24.95 4.16 2.51 32.47 0.46 0.02 0.80 25.38 0.83 ＜0.01 0.03 BH1-9 炭质页岩 56 57.70 13.75 6.90 0.06 0.77 2.29 3.49 0.08 11.75 ＜0.01 0.76 
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表 2 逐级提取实验步骤
Table 2 Experimental steps of the stepwise extraction
提取步骤 赋存状态 提取试剂 反应条件与振荡时间 温度 1 水溶态 20 mL去离子水 振荡1 h 25℃ 2 可交换
离子态20 mL 0.4 mol/L氯化镁
(pH=4.5)振荡1 h 25℃ 3 碳酸盐结合态 20 mL 1 mol/L乙酸
(pH=4)振荡2 h 25℃ 4 铁锰氧化物
结合态20 mL 0.04 mol/L盐酸羟胺
(pH=2)振荡5 h 25℃ 5 有机质
黄铁矿态10 mL 30%过氧化氢+10 mL
0.02 mol/L硝酸(pH=2)振荡5 h 85℃ 6 强酸提取态 20 mL 8 mol/L硝酸 振荡1 h 25℃ 7 残渣态 2 mL氢氟酸+
2 mL硝酸/1 mL硝酸加热板加热 110℃
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表 3 逐级提取萃取液中铀的含量及比例
Table 3 The content and proportion of U in the stepwise extraction
提取步骤 铀赋存状态 铀含量(×10-6) 各形态铀与总铀的比例(%) BH1-2 BH1-4 BH1-6 BH1-7 平均值 1 水溶态 18.49 35.32 0.27 12.47 16.64 6.03 2 可交换离子态 1.90 9.66 0.014 1.32 3.22 1.17 3 碳酸盐结合态 32.51 46.17 0.77 0.75 20.05 7.27 4 铁锰氧化物结合态 0.85 0.89 0.12 0.02 0.47 0.17 5 有机质黄铁矿态 88.69 85.33 17.00 2.99 48.5 17.59 6 强酸提取态 159.18 144.62 88.04 18.61 102.61 37.21 7 残渣态 148.54 94.02 37.68 56.82 84.26 30.56 各形态铀含量总计 450.16 416.01 143.894 92.68 - 100.0
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