放射性物探方法在塘灣地區鈾礦找礦中的應用

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，通過對測區內的測線進行地質物探綜合剖面測量分析，發現有明顯的地面γ能譜鈾及鈾釷比值異常。實踐證明，該放射性物探方法在尋找淺覆蓋隱伏構造及鈾成礦有利部位有較好的效果。

關鍵詞：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，從而圈定區內的異常范圍，并結合地質構造、礦化特征和其他物探、化探異常，預測區內找礦遠景區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造活動等有關。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律，反映了形成侵入巖體的某些地質條件。由于γ強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律和特征，因此地面γ能譜測量多用在鈾釷混合地區，通過測定巖石或礦石的鈾、釷含量有效地區分異常性質，以此研究區內鈾、釷、鉀的分布規律[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，按規范要求對儀器進行短期穩定性檢查、長期穩定性檢查和一致性檢查;（3）按規范要求，在工作區布設γ能譜一地質剖面測線。剖面位置應選在基巖露頭好，地層（巖性）出露齊全，接觸關系清楚的地段;（4）測點要選擇在比較平坦的基巖露頭或地面上，在一條剖面上，每一地質單元或巖性（段）不少于3個測點，測點最大距離不超過相應工作精度的最大點距;（5）在測點上每次測量取120s讀數，一般取一次讀數，當發現異常時，測量兩次以上取其平均值。讀數均記錄在記錄本上，并記錄巖性、構造、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）為了保證測量質量，采用一同三不同（即相同點位、不同儀器、不同測量人員和不同時間）方式檢查測點，檢查工作量區調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;鉀含量單位用百分數（%）表示。[1]

2.工作區概況及工作布設

工作區位于諸廣巖體南部成公坳斷裂以南地區，巖體東南部邊緣。在大地構造位置上，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合部位。

2.1地層

區域內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

區內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）細粒斑狀黑云母花崗巖及燕山晚期（γ5）細粒二云母花崗巖。區內燕山期花崗巖與南嶺地區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;晚期補體及堿交代發育;化學成分，高硅、富堿、貧鈣鎂、鋁過飽合、鉀大于鈉、鈾含量較高等。

2.3構造

區內斷裂構造十分發育，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域內的一條主要控礦構造，在礦床范圍內又是最主要的容礦構造。

2.4變質作用

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

2.5工作布設

測線的布設遵循垂直于斷裂構造走向的方向。在塘灣地區的城口斷裂構造帶上布置了2條剖面進行地質一地面伽馬能譜綜合剖面測量，測量方位165°，點距20m，總長度l.OOkm。

3.數據處理及應用分析

3.1數據處理

3.1.1平均值及標準偏差

地面^y能譜測量野外采集的數據，檢查無誤后，輸入計算機進行數據處理。不同地質單元、不同地層、不同巖性反映的γ場特征不同，但大多數放射性元素理論上應服從于正態分布，采用算術法對測量數據進行統計，計算其背景值、標準偏差及變異系數，公式如下：

計算X、S時，采用穩健統計方法，即逐次去掉測量值小于X- 3S和測量值大于X+3S的點，直至合格為止，且最終樣本數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為背景值和標準偏差，k為經驗系數，本文取值k為1，2、3，分別代表偏高場、高場及異常場。

3.2應用效果分析

根據塘灣地區兩條剖面測量數據統計結果，大致了解粗中粒斑狀二云母花崗巖（γ2）和細粒斑狀黑云母花崗巖（γ2-3）放射性特征。鈾的化學性質比較活潑，易與氧化，當地球化學環境改變后，易發生活化、遷移、沉淀和再分配。釷則不易氧化，在氧化帶中較穩定，所以在氧化帶中鈾、釷產生了分離。本次剖面測量未見明顯的鈾異常點、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，前人發現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景區，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。

（3）地面伽馬能譜測量和地質調查緊密配合或同步進行，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：

[1]地面伽馬能譜測量規范（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年度地質工作總結[R].廣東省核工業地質局291大隊.內部資料.2017.

[4]李業強，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用[J].海峽科技與產業，2018（05）29-30.

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