放射性物探方法在塘湾地区铀矿找矿中的应用
时间：2020-05-09 08:52:30 来源：达达文档网 本文已影响 人 
胡守玉
摘要：文章简要介绍了放射性物探方法——地面γ能谱剖面测量的基本原理及工作方法，通过对测区内的测线进行地质物探综合剖面测量分析，发现有明显的地面γ能谱铀及铀钍比值异常。实践证明，该放射性物探方法在寻找浅覆盖隐伏构造及铀成矿有利部位有较好的效果。
关键词：放射性物探;γ能谱剖面测量;综合剖面;铀钍比值;隐伏构造
地面伽马能谱测量主要是通过测量地表浅部土壤（或岩石）中的铀、钍、钾元素含量，研究其分布特征，从而圈定区内的异常范围，并结合地质构造、矿化特征和其他物探、化探异常，预测区内找矿远景区的一种放射性物探测量方法[l]。
1.基本原理及工作方法
侵入岩体中铀、钍、钾等放射性元素的分布与岩浆侵入过程及构造活动等有关。不同侵入阶段，不同岩相的岩石中，放射性元素的分布存在一定的差异，因此放射性元素在岩浆岩中的分布规律，反映了形成侵入岩体的某些地质条件。由于γ强度的分布特征能够指示岩石中铀、钍、钾等放射性元素的分布规律和特征，因此地面γ能谱测量多用在铀钍混合地区，通过测定岩石或矿石的铀、钍含量有效地区分异常性质，以此研究区内铀、钍、钾的分布规律[2]。
地面γ能谱剖面测量的野外工作方法主要步骤如下：
（1）工作前要测定仪器放射性的本底;（2）选择基点，按规范要求对仪器进行短期稳定性检查、长期稳定性检查和一致性检查;（3）按规范要求，在工作区布设γ能谱一地质剖面测线。剖面位置应选在基岩露头好，地层（岩性）出露齐全，接触关系清楚的地段;（4）测点要选择在比较平坦的基岩露头或地面上，在一条剖面上，每一地质单元或岩性（段）不少于3个测点，测点最大距离不超过相应工作精度的最大点距;（5）在测点上每次测量取120s读数，一般取一次读数，当发现异常时，测量两次以上取其平均值。读数均记录在记录本上，并记录岩性、构造、浮土情况以及测量几何条件等;（6）测量过程中遇到下雨，立即停止测量，雨停后3h-8h方可继续测量;（7）对各种地层单元或主要岩性，采集不少于30个有代表性的岩石样品，用于分析铀、镭、钍、钾等元素含量;（8）为了保证测量质量，采用一同三不同（即相同点位、不同仪器、不同测量人员和不同时间）方式检查测点，检查工作量区调阶段不少于总工作的5%，普查、详查阶段不少于总工作量的10%。
其室内铀、钍、钾含量计算主要步骤如下：（1）计算含量之前，对野外记录要逐项核对;（2）仪器放射本底的扣除;（3）直读含量的仪器可直接使用显示的含量;（4）铀、钍含量单位用10-6表示;钾含量单位用百分数（%）表示。[1]
2.工作区概况及工作布设
工作区位于诸广岩体南部成公坳断裂以南地区，岩体东南部边缘。在大地构造位置上，位于闽赣后加里东隆起西南缘与湘、桂、粤北海西～印支拗陷的接触部位，处在九峰～大余东西向隆起、万洋～诸广南北向隆起和北东向万长山隆起的复合部位。
2.1地层
区域内岩体外带出露的地层主要为下古生界寒武系八村群和新生界第四系地层。其中寒武系位于诸广岩体外围，为岩体侵入围岩，岩性为变质砂岩、粉砂岩夹页岩等，含铀量高（ 5.8×10-6～8.8×10-6），是富铀老地层。
2.2岩浆岩
区内出露的岩体主要为燕山早期花岗岩及中基性侵入岩脉，根据岩浆活动期次可划分为三个阶段：燕山早期第一阶段（γ5）粗中粒斑状黑云母花岗岩、燕山早期第二阶段（γ5）中粒斑状二云母花岗岩、燕山早期第三阶段（γ5）细粒斑状黑云母花岗岩及燕山晚期（γ5）细粒二云母花岗岩。区内燕山期花岗岩与南岭地区其他有利于铀成矿花岗岩对比，有很多共同的特征，即多期多阶段的侵入;晚期补体及碱交代发育;化学成分，高硅、富碱、贫钙镁、铝过饱合、钾大于钠、铀含量较高等。
2.3构造
区内断裂构造十分发育，按走向基本上可为北东东向和北北东两组。其中北东东向的城口断裂是区域内的一条主要控矿构造，在矿床范围内又是最主要的容矿构造。
2.4变质作用
工作区变质作用主要为动力变质作用，主要伴随断裂构造活动，动力变质作用也随之发生，使原岩变形、压碎、破碎，且伴有轻微变质作用。动力变质岩在空间上严格受断裂构造控制，多呈狭长带状展布，主要有（花岗）碎裂岩、构造角砾岩等。
2.5工作布设
测线的布设遵循垂直于断裂构造走向的方向。在塘灣地区的城口断裂构造带上布置了2条剖面进行地质一地面伽马能谱综合剖面测量，测量方位165°，点距20m，总长度l.OOkm。
3.数据处理及应用分析
3.1数据处理
3.1.1平均值及标准偏差
地面^y能谱测量野外采集的数据，检查无误后，输入计算机进行数据处理。不同地质单元、不同地层、不同岩性反映的γ场特征不同，但大多数放射性元素理论上应服从于正态分布，采用算术法对测量数据进行统计，计算其背景值、标准偏差及变异系数，公式如下：
计算X、S时，采用稳健统计方法，即逐次去掉测量值小于X- 3S和测量值大于X+3S的点，直至合格为止，且最终样本数n大于30。
3.1.2异常分级
由公式T=X+kS确定，其中T为异常分级，X、S为背景值和标准偏差，k为经验系数，本文取值k为1，2、3，分别代表偏高场、高场及异常场。
3.2应用效果分析
根据塘湾地区两条剖面测量数据统计结果，大致了解粗中粒斑状二云母花岗岩（γ2）和细粒斑状黑云母花岗岩（γ2-3）放射性特征。铀的化学性质比较活泼，易与氧化，当地球化学环境改变后，易发生活化、迁移、沉淀和再分配。钍则不易氧化，在氧化带中较稳定，所以在氧化带中铀、钍产生了分离。本次剖面测量未见明显的铀异常点、带，初步圈定2处铀偏高场（图1），其中①号铀偏高场受燕山早期第一阶段粗中粒斑状二云母花岗岩（γ，2-1）中辉绿岩控制。该辉绿岩沿走向往NEE与NNE向凹背断裂交汇部位，前人发现并揭露一个铀异常带（8号）;②号铀偏高场处于燕山早期第一阶段粗中粒斑状二云母花岗岩（γ2-1）中城口断裂上盘，显示城口断裂深部具有铀矿化富集，这与后期钻孔揭露情况较吻合。
4.结论
（1）地面伽马能谱测量的铀含量及铀钍含量比值、铀钾含量比值异常对浅部铀矿化有较好地反映，可提高找矿效果。
（2）地面伽马能谱测量既能圈定成矿远景区，又能定量地测定岩石和矿石中铀、钍、钾的含量，直接指示矿化部位，为深部找矿提供了有利的依据。
（3）地面伽马能谱测量和地质调查紧密配合或同步进行，这样既有利于提高找矿效果，又有利于对找到的放射性异常及时处理。
参考文献：
[1]地面伽马能谱测量规范（EJ/T 363-2012）[S].
[2]石玉春，吴燕玉.放射性物探[M].原子能出版社，1986.
[3]姚东红，陈佰超，孙煜哲，等.广东省仁化县塘湾铀多金属矿普查2014年度地质工作总结[R].广东省核工业地质局291大队.内部资料.2017.
[4]李业强，杨有泽，肖畅，等.土壤天然热释光与地面γ能谱在铀矿勘查中对比试验[J].西部资源，2013（01）：115-116.
[5]武兴隆，田丰冰.放射性物探方法在深部找矿中的应用[J].海峡科技与产业，2018（05）29-30.
[6]邢立民，张江旭.地面伽玛能谱测量在实际工作中的应用[J].西部资源，2017 （01）：140-141+143.
