放射性物探方法在塘灣地區(qū)鈾礦找礦中的應(yīng)用

胡守玉

摘要：文章簡要介紹了放射性物探方法——地面γ能譜剖面測量的基本原理及工作方法，通過對測區(qū)內(nèi)的測線進(jìn)行地質(zhì)物探綜合剖面測量分析，發(fā)現(xiàn)有明顯的地面γ能譜鈾及鈾釷比值異常。實(shí)踐證明，該放射性物探方法在尋找淺覆蓋隱伏構(gòu)造及鈾成礦有利部位有較好的效果。

關(guān)鍵詞：放射性物探;γ能譜剖面測量;綜合剖面;鈾釷比值;隱伏構(gòu)造

地面伽馬能譜測量主要是通過測量地表淺部土壤（或巖石）中的鈾、釷、鉀元素含量，研究其分布特征，從而圈定區(qū)內(nèi)的異常范圍，并結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造、礦化特征和其他物探、化探異常，預(yù)測區(qū)內(nèi)找礦遠(yuǎn)景區(qū)的一種放射性物探測量方法[l]。

1.基本原理及工作方法

侵入巖體中鈾、釷、鉀等放射性元素的分布與巖漿侵入過程及構(gòu)造活動等有關(guān)。不同侵入階段，不同巖相的巖石中，放射性元素的分布存在一定的差異，因此放射性元素在巖漿巖中的分布規(guī)律，反映了形成侵入巖體的某些地質(zhì)條件。由于γ強(qiáng)度的分布特征能夠指示巖石中鈾、釷、鉀等放射性元素的分布規(guī)律和特征，因此地面γ能譜測量多用在鈾釷混合地區(qū)，通過測定巖石或礦石的鈾、釷含量有效地區(qū)分異常性質(zhì)，以此研究區(qū)內(nèi)鈾、釷、鉀的分布規(guī)律[2]。

地面γ能譜剖面測量的野外工作方法主要步驟如下：

（1）工作前要測定儀器放射性的本底;（2）選擇基點(diǎn)，按規(guī)范要求對儀器進(jìn)行短期穩(wěn)定性檢查、長期穩(wěn)定性檢查和一致性檢查;（3）按規(guī)范要求，在工作區(qū)布設(shè)γ能譜一地質(zhì)剖面測線。剖面位置應(yīng)選在基巖露頭好，地層（巖性）出露齊全，接觸關(guān)系清楚的地段;（4）測點(diǎn)要選擇在比較平坦的基巖露頭或地面上，在一條剖面上，每一地質(zhì)單元或巖性（段）不少于3個測點(diǎn)，測點(diǎn)最大距離不超過相應(yīng)工作精度的最大點(diǎn)距;（5）在測點(diǎn)上每次測量取120s讀數(shù)，一般取一次讀數(shù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時，測量兩次以上取其平均值。讀數(shù)均記錄在記錄本上，并記錄巖性、構(gòu)造、浮土情況以及測量幾何條件等;（6）測量過程中遇到下雨，立即停止測量，雨停后3h-8h方可繼續(xù)測量;（7）對各種地層單元或主要巖性，采集不少于30個有代表性的巖石樣品，用于分析鈾、鐳、釷、鉀等元素含量;（8）為了保證測量質(zhì)量，采用一同三不同（即相同點(diǎn)位、不同儀器、不同測量人員和不同時間）方式檢查測點(diǎn)，檢查工作量區(qū)調(diào)階段不少于總工作的5%，普查、詳查階段不少于總工作量的10%。 其室內(nèi)鈾、釷、鉀含量計算主要步驟如下：（1）計算含量之前，對野外記錄要逐項核對;（2）儀器放射本底的扣除;（3）直讀含量的儀器可直接使用顯示的含量;（4）鈾、釷含量單位用10^-6表示;鉀含量單位用百分?jǐn)?shù)（%）表示。[1]

2.工作區(qū)概況及工作布設(shè)

工作區(qū)位于諸廣巖體南部成公坳斷裂以南地區(qū)，巖體東南部邊緣。在大地構(gòu)造位置上，位于閩贛后加里東隆起西南緣與湘、桂、粵北海西～印支拗陷的接觸部位，處在九峰～大余東西向隆起、萬洋～諸廣南北向隆起和北東向萬長山隆起的復(fù)合部位。

2.1地層

區(qū)域內(nèi)巖體外帶出露的地層主要為下古生界寒武系八村群和新生界第四系地層。其中寒武系位于諸廣巖體外圍，為巖體侵入圍巖，巖性為變質(zhì)砂巖、粉砂巖夾頁巖等，含鈾量高（ 5.8×10^-6～8.8×10^-6），是富鈾老地層。

2.2巖漿巖

區(qū)內(nèi)出露的巖體主要為燕山早期花崗巖及中基性侵入巖脈，根據(jù)巖漿活動期次可劃分為三個階段：燕山早期第一階段（γ5）粗中粒斑狀黑云母花崗巖、燕山早期第二階段（γ5）中粒斑狀二云母花崗巖、燕山早期第三階段（γ5）細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖及燕山晚期（γ5）細(xì)粒二云母花崗巖。區(qū)內(nèi)燕山期花崗巖與南嶺地區(qū)其他有利于鈾成礦花崗巖對比，有很多共同的特征，即多期多階段的侵入;晚期補(bǔ)體及堿交代發(fā)育;化學(xué)成分，高硅、富堿、貧鈣鎂、鋁過飽合、鉀大于鈉、鈾含量較高等。

2.3構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，按走向基本上可為北東東向和北北東兩組。其中北東東向的城口斷裂是區(qū)域內(nèi)的一條主要控礦構(gòu)造，在礦床范圍內(nèi)又是最主要的容礦構(gòu)造。

2.4變質(zhì)作用

工作區(qū)變質(zhì)作用主要為動力變質(zhì)作用，主要伴隨斷裂構(gòu)造活動，動力變質(zhì)作用也隨之發(fā)生，使原巖變形、壓碎、破碎，且伴有輕微變質(zhì)作用。動力變質(zhì)巖在空間上嚴(yán)格受斷裂構(gòu)造控制，多呈狹長帶狀展布，主要有（花崗）碎裂巖、構(gòu)造角礫巖等。

2.5工作布設(shè)

測線的布設(shè)遵循垂直于斷裂構(gòu)造走向的方向。在塘灣地區(qū)的城口斷裂構(gòu)造帶上布置了2條剖面進(jìn)行地質(zhì)一地面伽馬能譜綜合剖面測量，測量方位165°，點(diǎn)距20m，總長度l.OOkm。

3.數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用分析

3.1數(shù)據(jù)處理

3.1.1平均值及標(biāo)準(zhǔn)偏差

地面^y能譜測量野外采集的數(shù)據(jù)，檢查無誤后，輸入計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。不同地質(zhì)單元、不同地層、不同巖性反映的γ場特征不同，但大多數(shù)放射性元素理論上應(yīng)服從于正態(tài)分布，采用算術(shù)法對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，計算其背景值、標(biāo)準(zhǔn)偏差及變異系數(shù)，公式如下：

計算X、S時，采用穩(wěn)健統(tǒng)計方法，即逐次去掉測量值小于X- 3S和測量值大于X+3S的點(diǎn)，直至合格為止，且最終樣本數(shù)n大于30。

3.1.2異常分級

由公式T=X+kS確定，其中T為異常分級，X、S為背景值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，k為經(jīng)驗系數(shù)，本文取值k為1，2、3，分別代表偏高場、高場及異常場。

3.2應(yīng)用效果分析

根據(jù)塘灣地區(qū)兩條剖面測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，大致了解粗中粒斑狀二云母花崗巖（γ2）和細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖（γ2-3）放射性特征。鈾的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，易與氧化，當(dāng)?shù)厍蚧瘜W(xué)環(huán)境改變后，易發(fā)生活化、遷移、沉淀和再分配。釷則不易氧化，在氧化帶中較穩(wěn)定，所以在氧化帶中鈾、釷產(chǎn)生了分離。本次剖面測量未見明顯的鈾異常點(diǎn)、帶，初步圈定2處鈾偏高場（圖1），其中①號鈾偏高場受燕山早期第一階段粗中粒斑狀二云母花崗巖（γ，2-1）中輝綠巖控制。該輝綠巖沿走向往NEE與NNE向凹背斷裂交匯部位，前人發(fā)現(xiàn)并揭露一個鈾異常帶（8號）;②號鈾偏高場處于燕山早期第一階段粗中粒斑狀二云母花崗巖（γ2-1）中城口斷裂上盤，顯示城口斷裂深部具有鈾礦化富集，這與后期鉆孔揭露情況較吻合。

4.結(jié)論

（1）地面伽馬能譜測量的鈾含量及鈾釷含量比值、鈾鉀含量比值異常對淺部鈾礦化有較好地反映，可提高找礦效果。

（2）地面伽馬能譜測量既能圈定成礦遠(yuǎn)景區(qū)，又能定量地測定巖石和礦石中鈾、釷、鉀的含量，直接指示礦化部位，為深部找礦提供了有利的依據(jù)。

（3）地面伽馬能譜測量和地質(zhì)調(diào)查緊密配合或同步進(jìn)行，這樣既有利于提高找礦效果，又有利于對找到的放射性異常及時處理。

參考文獻(xiàn)：

[1]地面伽馬能譜測量規(guī)范（EJ/T 363-2012）[S].

[2]石玉春，吳燕玉.放射性物探[M].原子能出版社，1986.

[3]姚東紅，陳佰超，孫煜哲，等.廣東省仁化縣塘灣鈾多金屬礦普查2014年度地質(zhì)工作總結(jié)[R].廣東省核工業(yè)地質(zhì)局291大隊.內(nèi)部資料.2017.

[4]李業(yè)強(qiáng)，楊有澤，肖暢，等.土壤天然熱釋光與地面γ能譜在鈾礦勘查中對比試驗[J].西部資源，2013（01）：115-116.

[5]武興隆，田豐冰.放射性物探方法在深部找礦中的應(yīng)用[J].海峽科技與產(chǎn)業(yè)，2018（05）29-30.

[6]邢立民，張江旭.地面伽瑪能譜測量在實(shí)際工作中的應(yīng)用[J].西部資源，2017 （01）：140-141+143.