地面γ測量方法在下莊礦田坪田地區(qū)尋找隱伏鈾礦體的應(yīng)用

■陳渝羅 陳允森

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊(duì) 廣東廣州510800）

地面γ測量方法在下莊礦田坪田地區(qū)尋找隱伏鈾礦體的應(yīng)用

■陳渝羅 陳允森

（廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九三大隊(duì) 廣東廣州510800）

地面γ測量方法是一種通過探測放射性核素釋放出γ射線來尋找盲礦的核技術(shù)方法，其普遍應(yīng)用于鈾礦找礦工作中，在鈾礦探礦過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文主要介紹其工作方法并通過鉆孔揭露，驗(yàn)證了該方法在尋找隱伏鈾礦體的有效性。

地面γ測量隱伏鈾礦體有效性

1　區(qū)域概況

1.1礦區(qū)地質(zhì)特征

下莊礦田是我國最先發(fā)現(xiàn)的花崗巖型鈾礦田，坪田地區(qū)位于下莊礦田的東南緣，東至冬瓜嶺巖體，西至太平庵硅化斷裂帶，南至馬屎山斷裂帶，北至石土嶺礦床（圖1所示）。工作區(qū)主要的地層為寒武系下統(tǒng)牛角河組等，出露構(gòu)造主要有北東向、北北東向及近東西向，出露巖性主要為花崗巖及淺變質(zhì)巖類。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，具有多期性和繼承性的特點(diǎn)，其中以北北東向組構(gòu)造與鈾、赤鐵礦化關(guān)系最為密切，如坪田硅化斷裂帶。

圖1　坪田地區(qū)地質(zhì)簡圖

1.2地球物理特征下莊礦田富鈾、釷，其平均含量相應(yīng)為克拉克值的4.5和1.7倍，是一個產(chǎn)鈾地區(qū)。花崗巖具有較高的鈾、釷含量，分別為7.2×10-6、31.8×10-6。其中，過渡相、邊緣相中的鈾含量高于平均值，補(bǔ)體和邊緣相中的釷含量低于均值。

坪田地區(qū)位于貴東巖體東緣外接觸帶，處于高鈾低釷的成礦有利地區(qū)，工作區(qū)圍巖鈾含量平均為41.0×10-6，且分布穩(wěn)定，釷含量平均為18.0×10-6，K2O為4.3%。

2　地面伽瑪測量方法基本原理

2.1基本原理

地面伽瑪測量的主要目的是找鈾礦，是尋找鈾礦體的一種有效的基本方法，天然鈾礦石中的鈾主要包括238U、235U和微量的234U，其中238U和235U是鈾系和錒系的起始核素，經(jīng)過一系列的衰變后成為穩(wěn)定核素206Pb和207Pb。在衰變過程中放出α、β、γ三種射線(圖2所示)。

圖2　放射性核素衰變綱圖

地面伽瑪測量是在地面使用放射性儀器測量巖石中鈾及其子體放出的γ射線照射量率來找礦的。在鈾系中，當(dāng)鈾鐳處于放射性平衡狀態(tài)時，鈾組元素放射出來的γ射線照射量率所占該系列γ射線總照射量率的2.1%，鐳組元素則占97.9%，所以地面伽瑪測量對尋找鈾來說不是直接的方法，而是通過測量鈾的衰變產(chǎn)物鐳組元素的γ射線照射量率來實(shí)現(xiàn)的。

2.2工作方法

地面伽瑪測量一般選擇巖石露頭良好，浮土厚度不超過2m，分散暈發(fā)育及地質(zhì)條件對成礦有利的地區(qū)對伽瑪測量最為有利。當(dāng)浮土厚度較大時，選擇沿河谷、沖溝等露頭較發(fā)育的地方布置測線也能取得較好的效果。野外工作測網(wǎng)的選擇按照地面伽瑪總量測量規(guī)范要求執(zhí)行。

室內(nèi)資料整理。巖石或覆蓋層中放射性元素產(chǎn)生的γ射線強(qiáng)度稱為正常γ強(qiáng)度。同一地區(qū)由于放射性元素分布不均勻，因而巖石不同部位的γ射線強(qiáng)度有所差異。這些γ強(qiáng)度值是符合隨機(jī)分布規(guī)律的，所以取其統(tǒng)計(jì)平均值作為被測巖石的γ背景值，用表示。通過計(jì)算γ強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)漲落的均方差σ，計(jì)算出γ偏高場+σ、高場 +2σ、異常場+3σ。

通過計(jì)算繪制各異常等級等值線圖，圈定γ異常暈圈成果圖。

圖3　坪田地區(qū)地面γ測量成果圖

3　地面γ測量方法在坪田地區(qū)的應(yīng)用

3.1伽瑪測量成果

上世紀(jì)70年代，前人在本區(qū)完成 1:5000伽瑪普查16.7km2，線距50m，點(diǎn)距10m。圈出伽瑪偏高場暈圈4個，伽瑪高場暈圈11個，異常場暈圈10個（圖3所示）。

結(jié)果顯示，該區(qū)北部和南部各發(fā)現(xiàn)一個異常規(guī)模較大且連續(xù)的偏高場暈圈。其中①號伽瑪偏高場暈圈由北向南延伸600m，寬50-200m，②號偏高場暈圈由北向南延伸400m，寬100-150m，圈定該區(qū)為找礦的遠(yuǎn)景區(qū)。伽瑪高場和異常場重合性較好，如③號高場暈圈和⑤號異常場暈圈由北向南連續(xù)延伸250-300m寬度達(dá)到150m。暈圈的走向與硅化斷裂帶和破碎帶的走向一致，異常場暈圈多集中在構(gòu)造帶上方，推斷該區(qū)礦體受硅化斷裂帶和破碎帶的影響，其深部有較大的找礦遠(yuǎn)景。

3.2鉆孔驗(yàn)證

結(jié)合地面伽瑪測量成果及構(gòu)造地表露頭等綜合分析，前人在本地區(qū)共施工鉆孔40多個（圖3所示）。鉆孔均垂直于含礦構(gòu)造傾向方向設(shè)計(jì)，根據(jù)控制不同標(biāo)高不同位置的礦體，同一條勘探線設(shè)計(jì)多個鉆孔進(jìn)行驗(yàn)證。

經(jīng)鉆孔揭露顯示，北部鉆孔多為礦化孔，其中0-11號勘探線所處位置的伽瑪異常暈圈等級多為規(guī)模較小且分散的γ高場。15-19號勘探線的伽瑪異常暈圈等級均處于γ異常場范圍內(nèi)，在19號線施工的三個鉆孔均為工業(yè)礦孔，鉆孔揭露到水平厚度1.00m、平均品位0.115%及水平厚度0.59m、平均品位0.124%的工業(yè)礦段。

南部勘探線所處位置的伽瑪異常暈圈等級多集中在異常場范圍內(nèi)。施工的鉆孔多為工業(yè)礦孔，其中31-35號勘探線實(shí)施的8個鉆孔均為工業(yè)礦孔，都見到較好的工業(yè)礦段。

通過鉆孔驗(yàn)證，在伽瑪異常暈圈內(nèi)，均見到高品位的工業(yè)礦。

4結(jié)論

綜合坪田地區(qū)地面γ測量以及鉆孔揭露情況分析，筆者總結(jié)出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

（1）通過本區(qū)的測量結(jié)果顯示，該區(qū)的γ異常規(guī)模大并且連續(xù)，加上構(gòu)造在地表露頭情況良好，存在有利的含礦地質(zhì)條件，可以確定該地區(qū)為找礦遠(yuǎn)景區(qū)。南北部的異常形狀顯示規(guī)整，暈圈形狀與構(gòu)造的分布范圍相似。異常軸的方向構(gòu)造的走向和延伸情況吻合良好，推斷該區(qū)的硅化斷裂帶和破碎帶為含鈾礦構(gòu)造帶。

（2）伽瑪異常曲線走向?yàn)槟媳毕?，向兩翼以?gòu)造出露為中心異常向東延伸，與構(gòu)造的產(chǎn)狀一致。異常暈圈還具有變化梯度小，范圍大的特征，判斷該礦體向深部的延伸情況較好。

（3）通過大量的鉆孔揭露，處于伽瑪異常場范圍內(nèi)的鉆孔均見厚度大和高品位的工業(yè)礦，驗(yàn)證了γ測量方法的有效性和準(zhǔn)確性。鉆孔巖心顯示鈾礦化主要賦存在硅化碎裂巖帶上盤淺變質(zhì)巖中，礦體受硅化碎裂巖、擠壓破碎帶及花崗巖脈聯(lián)合控制。結(jié)果也與地面γ測量成果顯示相吻合。

綜述：通過地面γ測量的工作尋找隱伏鈾礦體效果明顯，鉆孔的揭露驗(yàn)證異常暈圈部位對應(yīng)于隱伏含礦構(gòu)造帶。因此該方法在尋找隱伏鈾礦體是可行的，其簡單有效的工作優(yōu)勢值得在今后的鈾礦找礦中廣泛應(yīng)用。

[1]趙勝前，張順年，萬木榮.放射性物探方法.1962年6月.

[2]張敏，陳培榮，陳衛(wèi)鋒.粵北地區(qū)產(chǎn)鈾巖體的鈾礦化特征及其成礦機(jī)制探討.化工礦產(chǎn)地質(zhì).2006年3月.

[3]陳墾,杜炳銳.放射性物探方法在深部找礦中的應(yīng)用.中國西部科技.2010年06月.

P613[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-2-159-2

陳渝羅（1989～），男，地球物理勘查及遙感地質(zhì)助理工程師，研究方向?yàn)殁櫟V地球物理勘查。