土壤氡濃度測量在尋找隱伏斷裂帶的應用

■楊吉武

（廣東省地質調查院 廣東廣州 510080）

土壤氡濃度測量在尋找隱伏斷裂帶的應用

■楊吉武

（廣東省地質調查院 廣東廣州 510080）

對于第四系覆蓋層厚的地方來說，由于出露的巖石較少，這往往給地質工作者尋找該區的斷裂帶帶來一定的困難。而土壤氡濃度測量方法簡單，對于尋找隱伏斷裂帶具有良好的效果。

第四系土壤氡隱伏斷裂帶

隱伏斷裂帶是指在地表無出露，潛伏于地下的斷裂帶[1]。就對于探測隱伏斷裂帶而言，人們嘗試了很多種方法，如磁法、電法等。然而，這些方法成本都比較高，效率相對低，往往給生產帶來諸多不便。而用土壤氡濃度測量尋找隱伏斷裂帶具有方法簡單，效率高，效果好，低成本等特點，近年來越來越受到人們的關注。

斷裂帶有利于放射性核素的聚集且氣體成份繁多，但巖石中都含有背景級別的鈾元素，在氡是鈾元素衰變的最終產物[2,3]，氡氣能通過斷裂帶的裂隙從地下深處運動到地表，從而能被儀器探測到。本文通過對測區進行土壤氡濃度測量，分析氡氣異常特征，從而證明了用土壤氡濃度測量來尋找隱伏斷裂帶的可行性。

1 區域地質背景

此次測量的區域位于廣東省白面塘地區，處于翁城向斜軸部南緣，區域構造線方向呈北東向。區內主要的斷裂構造為北西向的徑下斷裂，該斷裂為逆斷層，其走向為165°～175°，傾向東，傾向75°～85°。傾角55°為一構造擠壓帶，由片理化、構造透鏡體化的灰巖組成。

由于測區第四系覆蓋層較厚，地表難以觀察到該區的斷裂帶，為了進一步了解該區的斷裂帶，首先通過地表地貌特征確定斷裂帶通過的大體位置，進而進行土壤氡氣測量以確定斷裂帶的相對準確位置。

2 儀器的選擇及現場測量

本次氡氣測量采用上海申核電子儀器廠生產的FD-3017 RaA測氡儀。該儀器是一種新型的瞬時測氡儀，它利用高壓靜電收集氡衰變的第一代子體-RaA作為測量對象，具有探測靈敏度高、穩定性好、操作簡單、現場可獲得結果等優點。首先根據已經有的地質資料圈定覆蓋層的斷裂帶的大致位置，然后垂直斷裂帶走向以10米或更大走向為測量間距，采用專用鋼釬打孔，孔的直徑為20-40mm，孔的深度為600-800mm。成孔后，使用頭部有氣孔的特制的取樣器，插入打好的孔中，取樣器在靠近地表處進行密封，避免大氣滲入孔中，然后使用FD-3017A測氡儀，記錄下計數和測點坐標。在測點上用鋼釬打孔（孔深約0.7m）、抽氣、測量，然后移至下一個測點；高壓取氣時間及測量時間各為2分鐘。

3 資料處理與解釋

將野外測量記錄的氡濃度或計數率用各臺儀器的換算系數換算為相應氡濃度值，根據土壤氡濃度統計結果，通過作累積頻率曲線圖來確定各條測線土壤氡濃度背景值，如圖1所示。

曲線圖的橫坐標為土壤氡濃度，縱坐標為累積百分頻率。其縱坐標累積百分頻率為50%的點，相對應的橫坐標B點數值即為要確定剖面線路的土壤氡濃度背景值。根據所確定的路線剖面土壤氡濃度的背景值，以大于等于路線剖面土壤氡濃度背景值的二倍至小于三倍為增高值，路線剖面土壤氡濃度背景值的三倍及以上為異常值。根據本次土壤氡氣的測量結果，其異常下限為2KBq/m-3,圈出異常區，并對異常進行解譯。

由圖2可看出，異常主要有左右兩大塊，分別為M1和M2；M1異常走向為北西向長度大約1000m，M1中間有一條長的破碎帶，其兩側伴有裂隙帶；M2異常走向為北東向，異常呈條帶狀，長大約2000m；在白面塘的北東向有一組破碎帶，寬度大約20m，其旁邊伴有多組小的破碎帶，推測該破碎帶有一條斷裂從此通過;M2異常區北邊，異常變弱，推斷有一組北西向的斷裂把M2異常錯斷。

圖1 土壤氡濃度背景值累積頻率曲線圖

圖2 土壤氡氣測異常圖

圖3 鉆孔柱狀圖

最后進行了鉆孔驗證，從圖3的鉆孔剖面圖可以看出，鉆孔與土壤氡測量吻和得很好，其提示的斷裂帶走向與土壤氡測量推測的走向基本一致。

4 結論

通過此次的土壤氡濃度測量，查明了該區的斷裂帶。對于第四系覆蓋層厚的地區來說，往往給地質找斷裂帶工作帶來很大的困難，土壤氡氣測量是探測隱伏斷裂帶的存在、斷裂位置、走向的一種很好手段[4]，它不僅操作方便，測量簡單，效率高，而且受外界干擾因素少，測量精度高等優點得到了越來越廣泛的應用。

[1]余傳濤，劉鴻福，張新軍.氡法用于隱伏斷層探測的實驗研究 [J].勘探地球物理進展，2010,10（5）:332-33.

[2]劉洪福，白春明，程小平，等.淺部土壤中的氡氡測量 [J].核技術，1997，6（20）:363-369.

[3]楊龍泉，劉海明，石玉科。累積法測氡析出率方法以及數據修正研究 [J].科技廣場，2012，8：17-20.

[4]鐘炎良，彭秀紅，張江蘇.土壤氡測量在斷層探測中的應用 [J].礦物學報，1029-1030.

P632+.1[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-139-2