淺談放射性物探方法在深部找礦中的應用

李傲

摘 要：近年來，隨著地質勘查找礦工作的不斷深入，人們獲取礦產資源的深度不斷增加，而在地表深部的找礦工作中，常規(guī)物探方法往往會受到各種因素的限制，只有放射性物探方法能夠有效解決部分放射性礦種和特殊地質問題的探測工作，基于此，文章首先對放射性物探方法進行了簡單介紹了，然后以鈾礦探測為例，討論了當前較為常用的集中放射性物探方法，希望對我國深部找礦事業(yè)的發(fā)展有所幫助。

關鍵詞：放射性物探方法；深部找礦；鈾礦；應用

引言

近年來，隨著礦產資源開采事業(yè)的不斷推進，我國地表淺部和近地表區(qū)域的礦產資源已逐漸接近枯竭，這就要求新一輪的找礦工作需要向地表深部轉移。而隨著找礦深度的不斷增加，一些常規(guī)的礦產資源探勘方式的勘探效果愈加削弱，需要一種新的勘探方式來進行對地表深部礦產資源的勘測工作，因此，放射性物探方法的研究與應用逐漸受到相關地質工作者的重視。

1放射性物探方法概述

放射性勘探又稱放射性測量或“伽瑪法”。借助于地殼內天然放射性元素衰變放出的α、β、γ射線，穿過物質時，將產生游離、熒光等特殊的物理現(xiàn)象，人們根據放射性射線的物理性質利用專門儀器（如輻射儀、射氣儀等），通過測量放射性元素的射線強度或射氣濃度來尋找放射性礦床以及解決有關地質問題的一種物探方法。也是尋找與放射性元素共生的稀有元素、稀土元素以及多金屬元素礦床的輔助手段。鈾礦探測中較為常用的放射性物探方法有γ測量、X熒光測量、氡及其子體測量及中子測量等。

2主要放射性物探方法及應用

2.1伽馬測量

伽馬測量是利用γ射線強度來對找礦或輻射環(huán)境進行評價，其主要原理是通過儀器對巖層中放射性元素衰變時釋放的γ射線進行測量，然后綜合區(qū)域地質背景與礦石成礦條件，以此來進行鈾異?；虻V化遠景區(qū)的圈定以及地質填圖等。航空和車載γ能譜信息測量是當前新興的兩種伽馬能譜測量方式，能夠涵蓋全國大部分面積，在鈾礦找礦工作中發(fā)揮出了重要作用，但是隨著鈾礦找礦深度的不斷增加，這兩種伽馬測量方式由于探測深度較淺，其未來發(fā)展受到了一定的限制。

2.2 X熒光測量

X熒光測量是一種新的放射性物探技術，是基于放射性同位素源發(fā)出的X射線照射到介質的原子上，從原子層逐出電子，形成電子空位被鄰近殼層的電子補充所發(fā)射X射線。在實際測量時，根據能量大小特征可以對元素進行區(qū)分，并且根據X熒光強度對其含量進行測定與定量分析。按照探測原理的不同，X熒光測量技術可分為波長色散熒光分析和能量色散熒光技術，其中波長色散熒光儀體積大、結構復雜、抗震性差，不適合野外使用。一般野外使用的便攜式熒光儀采用的是能量色散熒光分析技術。X熒光技術主要優(yōu)點是能快速檢測多種元素，但是，X熒光測量雖然能夠分析大部分地球化學指示成礦元素，卻無法對U、Th和K含量進行準確測定，因此在利用X熒光測量技術進行鈾礦找礦時，需要將其與其他放射性方法結合使用，以此得到更好地測量效果。

2.3氡氣測量

氡是鐳的第一代衰變子體，直接反映鐳的存在特征。而在鈾礦找礦工作中，由于鈾礦體頭部和尾部的鈾鐳平衡多嚴重偏鐳，因此，氡氣測量在鈾礦找礦中具有明顯的應用優(yōu)勢。但是，由于部分卷狀鈾礦體內部鐳量不足，鈾鐳平衡嚴重偏鈾，因此氡氣測量也會受到一定的影響。卷狀礦體礦化富集與鈾鐳變化這種特征表明，利用氡及其子體測量技術可對礦體進行定位。目前在砂巖型鈾礦中利用氡及其子體測量常用的方法有土壤天然熱釋光法、210Po法及218Po法、活性炭測氡法等。

2.4中子測量

脈沖中子測井是中子測量技術的主要測量方法，并且根據探測對象的不同，可將其分為瞬發(fā)中子測井和緩發(fā)中子測井兩種。兩者都是采用脈沖式中子源，利用3He管中子探測器記錄地層中的鈾發(fā)生裂變產生超熱中子范圍的瞬發(fā)裂變中子和緩發(fā)裂變中子，得到地層中鈾礦含量的測井方法。理想狀態(tài)下，即地層裂變中子測井計數(shù)為零且周圍地層環(huán)境不變，此時地層含鈾量與測井計數(shù)呈正比。但在實際操作中，地層因素對中子分布有著較大的影響，因此需要進行環(huán)境校正。

3案例分析

3.1放射性場特征

工作區(qū)位于和平縣某地區(qū)浰源巖體中心部位，通過對工作區(qū)主要巖性背景參數(shù)特征的分析可以發(fā)現(xiàn)，該工作區(qū)內正常放射性場比較穩(wěn)定，因此推斷區(qū)內放射性異常場主要是由放射性礦物所引起。QF-9609、QF-2064為前人標識的伽馬異常點編號，其中，QF-9609下方無放射性異常場，因此推測該點不含放射性礦構造。

3.2資料整理

3.2.1伽馬能譜測量

一，確定地面伽馬能譜平均值。采用穩(wěn)健統(tǒng)計方法，按照不同巖性分別進行統(tǒng)計。其中，測區(qū)內C0為鈾、釷、鉀含量的背景平均值、S0為標準偏差、Cv為變異系數(shù)。

二，確定地面伽馬能譜異常上下限。根據計算出的平均值C0和標準偏差S_0，本測區(qū)異常值確定為3C0，偏高場為C0+S0；高場為C0+2S0；異常場為C0+3S0。據此圈定測區(qū)鈾偏高場、高場、異常場等值線。

3.2.2氡氣測量

一，氡氣濃度異常暈圈圈定。該工作主要是利用計算機對野外測量原始數(shù)據進行處理，然后將氡氣濃度分別標注到地質地形底圖圖上，最后再用數(shù)理統(tǒng)計方法進行氡氣濃度計算。統(tǒng)計公式如下：

式中：Xq用對數(shù)平均值作為背景值，其反對數(shù)作為實際值；n為樣本數(shù)；Sq為對數(shù)的標準差，其反對數(shù)為標準差的實際值S，。Xq+Sq為異常暈分為下限，Xq+2Sq為偏高暈，Xq+3Sq為異常暈，偏高暈與異常暈之間的數(shù)值為高暈。

3.3成果及解釋推斷

圖1為伽馬能譜測量與氡氣測量綜合測量成果，通過對圖1的分析可以發(fā)現(xiàn)，在實際測量中，兩種放射性重疊性比較高，并且與前人鈾礦點有很多重疊，說明該區(qū)控礦構造主要是QF-9609及QF-2064。同時，由于QF-9609與基坑交匯部位的異常面積較大，因此可以推測該部位為最有價值的鈾礦找礦區(qū)域；而QF-9609與基坑北西向構造延伸部位具有良好的成礦空間，因此，該區(qū)域是較為明顯的攻深找盲有利地段。

結束語

通過實際案例可以發(fā)現(xiàn)，放射性物探方法在鈾礦找礦工作中有著廣闊的應用空間，但是，由于不同的放射性物探方法也有其不足之處，因此在實際應用中可以將不同的方法結合應用，如伽馬測量與氡氣測量的結合應用，因此來確立地表深部找礦新模式，指導深部找礦工作的進行。

參考文獻：

[1]朱喜慶.綜合放射性物探方法在某地區(qū)中的應用[J].西部探礦工程，2017，29（03）：142-144.

[2]張凱，付錦，龔育齡，趙寧博，陳虎.主要放射性物探方法在砂巖型鈾礦勘查中的應用分析[J].世界核地質科學，2015，32（01）：46-50.