學堂坳地區鈾礦物探方法找礦應用效果探討

陳文財

摘要：在諸廣山巖體南部學堂坳地區開展了土壤天然熱釋光、Po法和伽馬總量綜合物探剖面找鈾礦方法試驗，通過三條剖面綜合物探測量數據的統計分析，發現三方法的剖面曲線比對性較好。土壤天然熱釋光、Po法用在尋找鈾礦方面，異常峰值明顯，與已知含礦構造對應較好，同時具有找礦靈敏度高、適應性強、野外工作方法簡單、相對影響因素少等優點，是找深部鈾礦的一種較為直接的方法，尤其在大面積覆蓋區進行鈾礦找礦上可取得較好的找礦效果。

關鍵詞：鈾礦（化）；土壤天然熱釋光；Po法；伽馬總量；斷裂構造；應用效果

研究區處于我國重要的南嶺成礦帶中段、諸廣山巖體南部的長江礦田之211礦區內東部，是我國最為重要的花崗巖鈾礦床聚集地。20世紀70年代初以來，前人在諸廣山地區開展了大量的鈾礦勘查工作。

傳統的放射性物探方法在鈾礦找礦工作中得到了廣泛的應用，并取得了很好的找礦效果。但傳統的放射性物探方法如伽馬總量測量法測量深度較淺，尤其在第四系覆蓋層厚度地區，其找礦效果受到較大影響。在厚覆蓋區，攻深找盲是一個非常重要的研究領域，也是國內外力圖解決的熱點問題。為了尋找區內深部可能存在的隱伏鈾礦床，選擇何種攻深找盲的方法是關鍵。由于穿透能力較強的土壤天然熱釋光法（TL）和po法在尋找隱伏花崗巖及砂巖型鈾礦床中已取得了較好的應用效果。為此，2015年作者在廣東省仁化縣學堂坳地區211礦床外圍有利成礦地段開展了試驗性的土壤天然熱釋光、po法和伽馬總量綜合物探剖面測量工作，結果顯示然熱釋光法（TL）和po法方法是切實可行的攻深找盲方法。

1.研究區地質概況

在區域鈾成礦位置中，處于華夏活動帶鈾成礦省的北東向桃山—諸廣鈾成礦帶的南段產有豐富礦產的大型諸廣巖體的南東緣。

區內僅出露第四系，主要分布于山間低洼區與河溝階地，主要沖洪積的礫、砂及砂質粘土組成。區內巖漿活動頻繁，主要有印支期第三階段侵入巖及燕山期三個階段侵入巖。各期巖漿巖與鈾礦化的關系，從時間上看，印支期和燕山早期形成在鈾成礦以前，為主要的鈾源體；燕山晚期花崗巖和各類脈巖，與鈾成礦同期活動，與鈾礦化關系密切。

區內斷裂構造發育，按構造的展布方向可分為近東西向、北東向、北北西向、北西向等組，其中近東西和近南北向組構成“十”字形構造。北西、北東向組為共扼結構，構成勘查區及附近地段最早的構造輪廓。鈾礦化主要受北北西向和北西向斷裂構造帶控制。區內基性巖脈較發育，以輝綠巖、煌斑巖為主，成脈狀產出，走向主要為北東向、近東西向，發育于中粒二云母花崗巖和中粒黑云母花崗巖中。脈巖具有明顯的分枝現象，長幾百米至幾千米，當成礦期的赤鐵礦化硅化巖穿插煌斑巖時，常有鈾礦（化）富集。

2.方法原理

2.1土壤天然熱釋光法

所謂熱釋光是指絕緣體或半導體物質被輻射，在吸收輻射能之后熱激發光。熱釋光測量是一種總量測量方法，具有穩定性強和靈敏度高的特點。土壤天然熱釋光方法是指采集地表一定深度的土壤或砂樣品，用高靈敏度的熱釋光測量裝置測量樣品中天然礦物在漫長的地質年代內長期接受放射性核素（尤其是氡及其子體）輻射而產生的熱釋光強度進行的一種找礦方法，它屬于累積測氡方法的范疇。該方法的靈敏度和異常的重現性遠比一般累積測氡及其子體方法好。

2.2Po法po是氡經過3次a衰變和2次β衰變后形成鉛（pb），再經2次β衰變而形成的。在氡的衰變子體中鉛（pb）的半衰期最長，為22.3年。由于氡在遷移過程中不斷衰變與積累，長時間后就形成了與氡基本處于放射性平衡的pb暈。此pb暈可用于反映該處長時間里氡濃度的平均值。與氡濃度不同的是，即使在近地表，pb的濃度也不受氣候變化的影響。若采取土壤樣品測量其中pb的濃度，換算成pb的含量將可能直接反映取樣點的氡濃度。在這個意義上，pb法找礦實質上也是氡法找礦，可應用它尋找深部鈾礦。土壤中pb的量可以通過測定它的衰變子體210Bi的β射線強度或po的a射線強度的方法來確定。由于po的半衰期較長（T=133.4d），是較強的a輻射體，可以用電化學置換方法將鹽酸溶液中的po有效地置換出來。

3.方法應用及效果分析

3.1方法應用

測線的布設遵循垂直于斷層走向的原則。在黃溪水斷裂構造帶上布置了3兩條剖面進行po、土壤熱釋光和伽馬總量測量。野外取樣按照土壤地球化學規范（DZ/T0145-94）的要求進行。土壤樣品主要取自B層土壤樣，取樣點距10m。樣重不少于150g，重復樣不少于5%。對野外采集的土壤樣品進行風干后，過80目篩，稱重。

（1）土壤天然熱釋光法

提取lmg樣品放入托盤后要均勻的鋪開，盡量使樣品同一厚度測量。用高靈敏度的熱釋光測量儀器（FJ-427A1型）測量樣品的熱釋光強度（單位為輻射劑量單位：/xGy）。

（2）po法

提取5g樣品與按規格配置的濃液（0.3g抗壞血酸加16.7%濃度鹽酸配置），加上標記銅片，在搖床上搖3h以上。取出來，清洗，最后通過儀器WAY-5B五通道a儀進行不換算測量5min。

3.2應用效果分析

根據學堂坳地區三條綜合物探剖面測量數據統計結果，po活度和土壤熱釋光強度以及y強度的背景值、標準差、變異系數均較高（圖1）。po活度極值變化11.53Bq/kg～1027.1Bq/kg，變異系數49.39%。異常點達16個，占總測點5%以上；土壤熱釋光強度變化31.2Cy～1031/zGv，變異系數46.39%。異常點達14個，占總測點5%以上。眾多的增高點、異常點的分布，反映了該地區存在較大的離散性，其分布特征與母體鈾元素分布密切相關。

圖1為1-1綜合物探剖面圖，從圖中可看出三種物探方法的剖面曲線變化基本一致，相比較而言，y曲線變化較平緩，土壤熱釋光強度和po活度異常峰值更為突出。剖面中210po活度一般在64.62Bq/kg～330.3Bq/kg之間，最大值985.86Bq/kg。異常曲線變化表現為：在0～400m測段，po活度為相對低值（53.02Bq/kg～325.48Bq/kg），且變化平緩；由南向北，即420m～520m的測段，Po活度急劇增高，出現幅值為985.86Bq/kg的異常主峰，此處為含鈾礦斷裂構造部位；在570m～610m測段，出現次一級po活度異常峰，推測此處存在隱伏含礦構造。

土壤熱釋光強度一般在61.2/zGy～387.3/zGy之間，最大值1031/xGy。異常曲線變化表現為：基本與2mpo活度異常一致，在0～400m測段，土壤熱釋光強度鋸齒狀；由南向北，即450m～510m的測段，土壤熱釋光強度急劇增高，呈現幅值為1031/xGy的異常主峰，與含礦構造對應；在580m～620m測段，出現次級異常峰值，推測此處存在隱伏含礦構造。

4.結論

（1）本次po土壤測量、天然熱釋光測量和伽馬總量綜合剖面測量三種測量方式所反應的異常分布特征大致吻合，比對性好，說明三種方法測量數據可靠，均真實反映了深部放射性場特征。

（2）熱釋光測量方法、po法用在尋找鈾礦方面，異常峰值明顯，與已知含礦構造對應較好，具很好的找礦效果。同時找礦靈敏度高、適應性強、野外工作方法簡單、相對影響因素少等優點，是找深部鈾礦的一種較為直接的方法。

（3）在大面積覆蓋區進行放射性測量找礦上，采用多種物探方法組合，可以更好地尋找新的放射性異常點、帶，提取深部鈾礦化信息，為深部找礦預測提供更多有用信息。