學(xué)堂坳地區(qū)鈾礦物探方法找礦應(yīng)用效果探討

陳文財(cái)

摘要：在諸廣山巖體南部學(xué)堂坳地區(qū)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(yàn)，通過三條剖面綜合物探測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)三方法的剖面曲線比對(duì)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(gòu)造對(duì)應(yīng)較好，同時(shí)具有找礦靈敏度高、適應(yīng)性強(qiáng)、野外工作方法簡(jiǎn)單、相對(duì)影響因素少等優(yōu)點(diǎn)，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(qū)進(jìn)行鈾礦找礦上可取得較好的找礦效果。

關(guān)鍵詞：鈾礦（化）；土壤天然熱釋光；Po法；伽馬總量；斷裂構(gòu)造；應(yīng)用效果

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

傳統(tǒng)的放射性物探方法在鈾礦找礦工作中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了很好的找礦效果。但傳統(tǒng)的放射性物探方法如伽馬總量測(cè)量法測(cè)量深度較淺，尤其在第四系覆蓋層厚度地區(qū)，其找礦效果受到較大影響。在厚覆蓋區(qū)，攻深找盲是一個(gè)非常重要的研究領(lǐng)域，也是國內(nèi)外力圖解決的熱點(diǎn)問題。為了尋找區(qū)內(nèi)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(guān)鍵。由于穿透能力較強(qiáng)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(yīng)用效果。為此，2015年作者在廣東省仁化縣學(xué)堂坳地區(qū)211礦床外圍有利成礦地段開展了試驗(yàn)性的土壤天然熱釋光、po法和伽馬總量綜合物探剖面測(cè)量工作，結(jié)果顯示然熱釋光法（TL）和po法方法是切實(shí)可行的攻深找盲方法。

1.研究區(qū)地質(zhì)概況

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

區(qū)內(nèi)僅出露第四系，主要分布于山間低洼區(qū)與河溝階地，主要沖洪積的礫、砂及砂質(zhì)粘土組成。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，主要有印支期第三階段侵入巖及燕山期三個(gè)階段侵入巖。各期巖漿巖與鈾礦化的關(guān)系，從時(shí)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(dòng)，與鈾礦化關(guān)系密切。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，按構(gòu)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(gòu)成“十”字形構(gòu)造。北西、北東向組為共扼結(jié)構(gòu)，構(gòu)成勘查區(qū)及附近地段最早的構(gòu)造輪廓。鈾礦化主要受北北西向和北西向斷裂構(gòu)造帶控制。區(qū)內(nèi)基性巖脈較發(fā)育，以輝綠巖、煌斑巖為主，成脈狀產(chǎn)出，走向主要為北東向、近東西向，發(fā)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(xiàn)象，長(zhǎng)幾百米至幾千米，當(dāng)成礦期的赤鐵礦化硅化巖穿插煌斑巖時(shí)，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(dǎo)體物質(zhì)被輻射，在吸收輻射能之后熱激發(fā)光。熱釋光測(cè)量是一種總量測(cè)量方法，具有穩(wěn)定性強(qiáng)和靈敏度高的特點(diǎn)。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(cè)量裝置測(cè)量樣品中天然礦物在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代內(nèi)長(zhǎng)期接受放射性核素（尤其是氡及其子體）輻射而產(chǎn)生的熱釋光強(qiáng)度進(jìn)行的一種找礦方法，它屬于累積測(cè)氡方法的范疇。該方法的靈敏度和異常的重現(xiàn)性遠(yuǎn)比一般累積測(cè)氡及其子體方法好。

2.2Po法po是氡經(jīng)過3次a衰變和2次β衰變后形成鉛（pb），再經(jīng)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(zhǎng)，為22.3年。由于氡在遷移過程中不斷衰變與積累，長(zhǎng)時(shí)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(zhǎng)時(shí)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(cè)量其中pb的濃度，換算成pb的含量將可能直接反映取樣點(diǎn)的氡濃度。在這個(gè)意義上，pb法找礦實(shí)質(zhì)上也是氡法找礦，可應(yīng)用它尋找深部鈾礦。土壤中pb的量可以通過測(cè)定它的衰變子體210Bi的β射線強(qiáng)度或po的a射線強(qiáng)度的方法來確定。由于po的半衰期較長(zhǎng)（T=133.4d），是較強(qiáng)的a輻射體，可以用電化學(xué)置換方法將鹽酸溶液中的po有效地置換出來。

3.方法應(yīng)用及效果分析

3.1方法應(yīng)用

測(cè)線的布設(shè)遵循垂直于斷層走向的原則。在黃溪水?dāng)嗔褬?gòu)造帶上布置了3兩條剖面進(jìn)行po、土壤熱釋光和伽馬總量測(cè)量。野外取樣按照土壤地球化學(xué)規(guī)范（DZ/T0145-94）的要求進(jìn)行。土壤樣品主要取自B層土壤樣，取樣點(diǎn)距10m。樣重不少于150g，重復(fù)樣不少于5%。對(duì)野外采集的土壤樣品進(jìn)行風(fēng)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(cè)量。用高靈敏度的熱釋光測(cè)量?jī)x器（FJ-427A1型）測(cè)量樣品的熱釋光強(qiáng)度（單位為輻射劑量單位：/xGy）。

（2）po法

提取5g樣品與按規(guī)格配置的濃液（0.3g抗壞血酸加16.7%濃度鹽酸配置），加上標(biāo)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(jìn)行不換算測(cè)量5min。

3.2應(yīng)用效果分析

根據(jù)學(xué)堂坳地區(qū)三條綜合物探剖面測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，po活度和土壤熱釋光強(qiáng)度以及y強(qiáng)度的背景值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)均較高（圖1）。po活度極值變化11.53Bq/kg～1027.1Bq/kg，變異系數(shù)49.39%。異常點(diǎn)達(dá)16個(gè)，占總測(cè)點(diǎn)5%以上；土壤熱釋光強(qiáng)度變化31.2Cy～1031/zGv，變異系數(shù)46.39%。異常點(diǎn)達(dá)14個(gè)，占總測(cè)點(diǎn)5%以上。眾多的增高點(diǎn)、異常點(diǎn)的分布，反映了該地區(qū)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(guān)。

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(qiáng)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(xiàn)為：在0～400m測(cè)段，po活度為相對(duì)低值（53.02Bq/kg～325.48Bq/kg），且變化平緩；由南向北，即420m～520m的測(cè)段，Po活度急劇增高，出現(xiàn)幅值為985.86Bq/kg的異常主峰，此處為含鈾礦斷裂構(gòu)造部位；在570m～610m測(cè)段，出現(xiàn)次一級(jí)po活度異常峰，推測(cè)此處存在隱伏含礦構(gòu)造。

土壤熱釋光強(qiáng)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(xiàn)為：基本與2mpo活度異常一致，在0～400m測(cè)段，土壤熱釋光強(qiáng)度鋸齒狀；由南向北，即450m～510m的測(cè)段，土壤熱釋光強(qiáng)度急劇增高，呈現(xiàn)幅值為1031/xGy的異常主峰，與含礦構(gòu)造對(duì)應(yīng)；在580m～620m測(cè)段，出現(xiàn)次級(jí)異常峰值，推測(cè)此處存在隱伏含礦構(gòu)造。

4.結(jié)論

（1）本次po土壤測(cè)量、天然熱釋光測(cè)量和伽馬總量綜合剖面測(cè)量三種測(cè)量方式所反應(yīng)的異常分布特征大致吻合，比對(duì)性好，說明三種方法測(cè)量數(shù)據(jù)可靠，均真實(shí)反映了深部放射性場(chǎng)特征。

（2）熱釋光測(cè)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(gòu)造對(duì)應(yīng)較好，具很好的找礦效果。同時(shí)找礦靈敏度高、適應(yīng)性強(qiáng)、野外工作方法簡(jiǎn)單、相對(duì)影響因素少等優(yōu)點(diǎn)，是找深部鈾礦的一種較為直接的方法。

（3）在大面積覆蓋區(qū)進(jìn)行放射性測(cè)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(diǎn)、帶，提取深部鈾礦化信息，為深部找礦預(yù)測(cè)提供更多有用信息。