氡氣測量在川西北碳硅泥巖型鈾礦找礦中的效果

張立軍，陳田華，唐德明，李宏濤

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氡氣測量在川西北碳硅泥巖型鈾礦找礦中的效果

張立軍1，陳田華2，唐德明3，李宏濤2

（1.四川省核工業(yè)地質(zhì)局，成都 610061；2.四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，成都 610061；3.四川省核工業(yè)輻射測試防護(hù)院，成都 610061）

介紹了氡氣測量的基本原理，通過在川西北地區(qū)碳硅泥巖型鈾礦床己知礦床的氡氣測量結(jié)果、對比分析，結(jié)果顯示，氡氣測量是尋找深部隱伏鈾礦體的有效手段。

氡氣測量；鈾礦體；找礦；川西北

氡有三個同位素， 222Rn、220Rn和219Rn，均屬隋性氣體。它們只放出α射線，半衰期分別為3.825d、54.5s、3.96s。220Rn和219Rn的半衰期較短，在自然界含量很低，在應(yīng)用中往往可以忽略，因此氡氣測量的主要對象是222Rn。氡氣測量的應(yīng)用范圍較廣，它不僅是尋找深部隱伏鈾礦體和構(gòu)造的有效手段，同時也可用于研究地質(zhì)構(gòu)造運動，解決水文地質(zhì)和工程地質(zhì)有關(guān)問題及預(yù)報地震等。

1 地質(zhì)背景

川西北地區(qū)碳硅泥巖型鈾礦產(chǎn)于白依背斜北翼，區(qū)內(nèi)地層主要為下志留統(tǒng)羊腸溝組（S1y）、塔爾組（S1t）和拉垅組（S1l），巖性為淺變質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)板巖、炭質(zhì)板巖夾硅灰?guī)r透鏡體。含礦巖層呈單斜產(chǎn)出，次級斷裂構(gòu)造發(fā)育，以近東西向為主，北東向次之，產(chǎn)狀較陡。

鈾礦體主要賦存于羊腸溝組上段、塔爾組上段和拉垅組上段的硅灰?guī)r層中，受斷層控制，順層產(chǎn)出，礦體和圍巖無明顯界線。礦體似層狀、透鏡狀，多以定向排列的礦體群出現(xiàn)，有膨脹收縮、尖滅再現(xiàn)、分支復(fù)合等變化。礦體展布總體趨勢與巖層產(chǎn)狀一致，與層間斷裂構(gòu)造基本吻合，沿走向延伸不清，沿傾向延深大于400m，較穩(wěn)定；礦體傾角63°～83°，見礦標(biāo)高2 800～3 300m。

區(qū)內(nèi)鈾礦化受巖性、構(gòu)造及層間破碎帶控制，地表覆蓋層較厚，這為氡氣的運移提供了較好的空間條件，具有較好開展氡氣測量的條件。氡氣測量分為累積測量和瞬時測量〔3、4〕，目前工作中多采用瞬時氡氣測量方法，使用FD－3 017RaA測氡儀確定土壤中氡濃度，其優(yōu)點是探測器無污染，不存在釷射氣的干擾，具有較高靈敏度、簡捷快速等優(yōu)點。

2 應(yīng)用效果分析

為驗證氡氣測量找礦效果，在已知區(qū)和未知區(qū)各布置了1條精測試驗剖面（A號線和B號線）。已知X號礦體的氡氣測量曲線形態(tài)比較復(fù)雜（A號線），呈較大幅度的跳躍式起伏變化。線上有6個明顯的異常峰（圖1-a），在250～350m間出現(xiàn)的⑤～⑥號為相對微弱異常峰，均出現(xiàn)在含礦層上盤塔爾組下段變質(zhì)砂巖中；在400～590m間出現(xiàn)了①～④號為陡變的高值異常峰，最高峰氡濃度達(dá)800Bq/L，出現(xiàn)在硅灰?guī)r層的層間破碎帶中，組成2個主異常。根據(jù)氡異常特征及出現(xiàn)異常及其產(chǎn)出的地質(zhì)體特征，可認(rèn)為它們是由同一個（組）深部礦體引起的一對斜向異常和垂向異常（統(tǒng)稱對偶異?！?〕）。①~④號峰組成斜向異常，⑤~⑥號峰為垂向異常。根據(jù)對偶異常的形成機(jī)理，用作圖法可大致推測其深部礦體的位置。分別通過斜向異常和垂向異常的中心點（C、C1；D、D1）作斜線和垂線（其傾角與層間斷裂的傾角一致）交于G、G1點，該交點便是推測礦體的位置（圖1-a）。作圖推測礦體埋深在標(biāo)高2 800～3 300m左右。

根據(jù)己知鉆孔地質(zhì)物探資料，ZKA-2鉆孔在標(biāo)高3 050m處見F1、標(biāo)高2 800~2 900m處見礦體和F2（圖1-b）。見礦位置與氡氣測量預(yù)測礦體的位置基本吻合。

位于A號勘探線以東×××m處的B號勘探線有6個異常峰（圖2-a）。該線氡氣曲線異常變化較為明顯，在235～300m之間出現(xiàn)⑤～⑥號為相對微弱異常峰，均產(chǎn)于含礦層上盤塔爾組下段變質(zhì)砂巖中；在370～520m之間出現(xiàn)了①～④峰陡變明顯高值異常峰，其主峰氡濃度達(dá)750Bq/L，均產(chǎn)在硅灰?guī)r層的層間破碎帶中，組成2個主異常。根據(jù)氡異常特征及其產(chǎn)出的地質(zhì)體特征，同樣采用A號勘探線推測方法，推測礦體的位置（圖2-a）。推測礦體埋深在標(biāo)高2 820～3 000m左右。根據(jù)氡異常推測位置設(shè)計了ZKB-4鉆孔，經(jīng)過鉆孔揭露驗證在標(biāo)高3 180m處見F1、標(biāo)高2 840～2 980m處見礦體和F2（圖2-b）。見礦位置與氡氣測量推測礦體的位置基本吻合。

綜上所述，根據(jù)氡氣異常峰位推測礦體位置與鉆孔見礦情況對比基本吻合。因此，在川西北碳硅泥巖型鈾礦床利用氡氣測量來尋找深部隱伏鈾礦體和構(gòu)造是可行的。

3 結(jié)論

通過上述分析：①氡氣異常的出現(xiàn)部位不但能顯示地下深部可能存在隱伏鈾礦體或隱伏構(gòu)造。而且在一定程度上能推測鈾礦體或構(gòu)造的埋深。②在川西北地區(qū)碳硅泥巖型鈾礦床開展氡氣測量是一種尋找深部隱伏鈾礦體和構(gòu)造的有效手段。

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[2] 吳慧山，白云生，林云飛，等．氡遷移的接力傳遞作用[J]．地球物理學(xué)報，1997，40（1）。

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[5] 游云飛，汞法找礦[M]. 北京: 原子能出版社1996.8.

The Results of the Application of Radon Survey to Prospecting of Black Shale Uranium Deposits in Northwest Sichuan

ZHANG Li-jun1CHEN Tian-hua2TANG De-ming3LI Hong-tao2

(1-Sichuan Bureau of Uranium Geology, Chengdu 610061; 2-Sichuan Institute of Uranium Geology, Chengdu 610061; 3-Research Institute for Geoanalysis and Protection, Sichuan Bureau of Uranium Geology, Chengdu 610503)

This paper describes the fundamental principles of radon survey. Radon survey for black shale uranium ore fields in Zoigê, northwest Sichuan indicated that it is an effective means for searching for uranium ore.

radon survey; uranium ore; prospecting; northwest Sichuan

P632+.5

A

1006-0995（2015）01-0132-02

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.01.031

2013-10-08

張立軍（1980-），男，內(nèi)蒙古人，高級工程師，主要從事地質(zhì)調(diào)查與礦產(chǎn)勘查研究工作