放射性水化學在地質找礦中的應用

張 森

（廣東省核工業地質局二九二大隊，廣東 河源 517001）

放射性水化學測量是通過系統采集天然水樣，測定水中鈾、鐳、氡、常量組分及其它鈾礦化指示元素，查明它們的分布特征、遷移、富集規律及其與鈾礦化關系的方法。由于地下水可帶來潛水面附件的礦化信息，因此具有找深部盲礦的優勢[1]。放射性水化學找礦的原理：鈾礦體及其原生暈或次生暈中的元素通過溶解作用、氧化作用、電化學作用、碳酸作用、生物作用以及膠體的作用進入水中，水中鈾、氡元素的含量將會增高（可能為原先的數百倍，在個別情況下甚至超過數千倍），水的其他化學成分也會發生變化。如果我們對所在地區的水進行取樣，進行水化學分析，一旦發現水異常，我們就可以根據所在地區的礦床特征、圍巖性質、水文地質條件、地下水的礦化度、有機物對PH值的影響、水遷移系數與金屬元素遷移系數的關系等來分析異常，對這一異常做出評價。若為礦異常則可結合土壤地球化學測量、巖石地化學測量、重力測量、電法測深等方法，大致確定礦體的位置[2]。

1 工作區地質概況

1.1 地層

工作區出露地層：震旦系、泥盆系、二疊系、侏羅系、白堊系、古近系、第四系，而以侏羅系上統火山巖地層最發育。

1.2 構造

調查區的構造以斷裂構造為主，褶皺構造不明顯。

褶皺：區內褶皺主要為大長沙向斜，位于勘查區中部，分布于礦山寶—野豬嶂一帶，呈不規則橢圓形分布，核部主要為上侏羅統高基坪群的中酸性火山巖，核部西側傾向135°，傾角58°,東側傾向245°,傾角35°。西翼、北翼為震旦系變質砂巖地層，東翼被花崗巖體侵吞，火山巖盆地遭巖體破壞，兩翼地層產狀凌亂，出露不完整。

斷裂：區內斷裂發育，以北東-北北東向為主，次為北西向、近東西向和近南北向。

1.3 巖漿巖

調查區內巖漿巖比較發育，為大東山－貴東EW向巖漿巖帶產物，主要分布于大長沙盆地外圍，以燕山期的巖漿作用為主，形成中酸性和酸性侵入巖及次火山巖，巖漿活動與礦產關系密切，燕山期巖漿活動是調查區鈾礦和有色金屬形成的重要時期。

調查區內燕山期巖漿侵入活動最強烈，發生了多期多階段的侵入活動，主要出露有燕山期第二階段的中粗粒黑云母花崗巖（γ52（2））和第三階段的細粒黑（二）云母花崗巖（γ52（3）），屬龍川--羅浮巖體。同時區內火山活動具多期次、多旋回特點，所以也有多期次次火山巖，空間上呈定向帶狀展布，受構造控制明顯。主要出露的次火山巖有花崗斑巖(γπ)、次流紋斑巖(λπ)。

1.4 鈾礦化特征

工作區被多個鈾礦床、礦點包圍，成因大多為花崗巖型、火山巖型、沉積型，規模不等，其中北邊白面石火山盆地鈾礦田達大型。據前人資料，本區震旦系混合巖地層具有高于正常地層的鈾豐度值，底數為47ppm，且巖體重融改造強烈，巖體貫入穿插活動較強，伴隨區域應力作用，是為非常有利于成礦物質活化、遷移的巖性。花崗斑巖（53（2））受火山邊緣塌陷、環狀構造控制，具有伽瑪異常場暈分布廣，巖性鈾含量高，多金屬異常集中等特點，是非常有利的鈾多金屬成礦場所。

2 放射性水化學的實施

2.1 野外取樣

采用的工作方法是按比例尺要求、水系發育情況布置測線，三人為一個工作小組，由各個工作組根據地下水出露情況，按規范要求用擴散器采取鈾、氡水樣，做好記錄，填好標簽，利用FD—3017測氡儀現場測量，把鈾水樣帶回室內分析。本次工作水中鈾分析按規范《水中微量鈾分析方法》（GB6768-1986）使用液體激光熒光法分析，檢出限為0.02μg/L。分析結果未達到檢出限的樣品，按檢出限的1/2（即0.01μg/L）參與統計計算。水中鈾基本取樣732個，水中氡取樣333個。

2.2 背景值、異常值的確定

根據地層成因、巖性的差異以及取樣點的分布位置（由于白堊系地層、石英斑巖脈出露區樣品較少，不單獨統計），把本區分成全區混合和J-K-Q、M、γ等三個地質單元（見表1），進行水中鈾、氡數值統計。統計方法為迭代法，統計結果見表2。

表1 地質單元劃分表

表2 水中鈾、氡數據統計結果表

2.3 克里格等值線的分布

鈾估值等值線間距為0.05μg/L，起始值為0μg/L，；氡估值等值線間距為50Bq/L，起始值為50Bq/L。將數據整理后，用MAPGIS軟件的DTM分析功能作Kring泛克里格法網格化處理，再用作平面等值線圖的繪制。

鈾含量克里格小于0.05μg/L的估值等值線，大面積的分布在全區；0.10μg/L的估值等值線面積則大為縮小，主要分布于工作區北部天堂山、東部的流田水、南部的小長沙村及中部的富洲村一帶，分別呈近東西向線狀、北東向線狀、北西向線狀及團狀分布，且大于0.10μg/L的等值線線距變小，具明顯的濃集現象；大于0.50μg/L的估值等值線零星的分布于濃集中心，由少量的點控制。

氡濃度為100Bq/L的克里格估值等值線，較均勻的分布與全區；200Bq/L的等值線，主要分布于工作區北部天堂山、東部流田水村、南部黃沙橋、南中部小長沙村-富洲村及北西部上盤村一帶；大于500Bq/L的等值線分布于北部、東部及南部的濃集中心。相較于鈾含量克里格等值線分布，氡濃度具有跨度大，低背景場分布均勻，高倍景場濃集點多的特征。

2.4 水異常點和放射性水暈

根據《鈾礦水化學找礦規范》EJ/T276-1998中水異常劃分標準和上述水中鈾、氡底數、異常值的計算結果，將0.06μg/L≤鈾含量<0.17μg/L、0.17μg/L≤鈾含量<0.45μg/L、鈾含量≥0.45μg/L區間值分別圈定為鈾偏高點、鈾增高點、鈾異常點；將213.80Bq/L≤氡濃度<389.05Bq/L、389.05Bq/L≤氡濃度<707.95Bq/L、氡濃度≥707.95/L區間值分別圈定為氡偏高點、氡增高點、氡異常點。

根據《鈾礦水化學找礦規范》EJ/T276-1998中水異常劃分標準和水異常點的分布特征來進行放射性水暈的圈定。

根據上述原則，本區圈出3個鈾異常片、3個鈾異常暈及2個氡異常暈（見表3）。各異常暈圈主要分布于盆地邊緣的地層巖性整合與不整合接觸界面及構造周邊，其中Ua-1和Rna-1、Ua-3和Rna-2套合度高，附近分別發育有吊子潭斷裂、鐵坑斷裂及次一級斷裂構造，各暈圈位置分屬該地段地下水逕流排泄區。

表3 大長沙地區放射性水化學找礦異常（片）暈統計表

異常系數[異常系數=片（暈）內水中鈾（氡）算數平均值/全區水中鈾（氡）底數]，異常系數越高表明該片（暈）礦化情況越好。

本區鈾水異常點（鈾含量≥0.45μg/L）5個，最高含量0.80μg/L（水源點號22375）；氡水異常點（氡含量≥707.95Bq/L）4個，最高濃度1331.90Bq/L（水源點號29441）；鈾氡混合水異常點兩個（水源點號29441、33341），分布于侏羅系上統高基坪群地層中。

2.5 成礦遠景預測

通過本次放射性水化學測量，結合前人資料的綜合研究，共圈出3個Ⅲ級遠景片(見表4)，整體分布特征為主要沿盆地邊緣分布，盆地中間分布零星且成果差，具體分述如表4所示。

表4 大長沙盆地放射性水化學測量遠景段特征表

3 放射性水化學找礦方法的幾個問題

（1）放射性水化學找礦取樣，必須按規范嚴格控制，包括不同比例尺的取樣密度、取樣容器、送樣及時性等。

（2）分析儀器必須按規定進行檢查和標定，盡量減小誤差。

（3）應用放射性水化學找礦方法，應與其他綜合找礦方法配合運用。

4 結語

放射性水化學找礦方法是經濟簡便的找礦方法之一，應予重視個大力推廣。

我國放射性水化學找礦方法雖起步較晚，但近年發展迅速，逐漸體現出其優勢，特別是這種方法配合其他綜合找礦方法（土壤地球化學測量、水系沉積物地球化學測量、伽瑪、愛曼等）綜合使用時，更能收到顯著的效果。