放射性礦產(chǎn)找礦中物探方法的綜合應(yīng)用

劉琨

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，人們對于礦產(chǎn)這一天然資源的需求越來越大。其中，各行業(yè)對于放射性元素的需求也是越來越大。伴隨著礦產(chǎn)也的發(fā)展，礦產(chǎn)的勘探技術(shù)也發(fā)展迅速。其中，物探這一方法應(yīng)用最為廣泛。本文對放射性礦產(chǎn)找礦所用的物探方法進(jìn)行了梳理與研究，為放射性礦產(chǎn)應(yīng)用物探方法進(jìn)行找礦提供了一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：放射性；礦產(chǎn)；找礦；物探

1 引言

經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，不斷擴(kuò)大了人們對于礦產(chǎn)這一自然資源的需求。以礦產(chǎn)為核心的一整條礦產(chǎn)行業(yè)鏈都得到了長足的進(jìn)步。人們對放射性物質(zhì)的需求也越來越大，放射性礦產(chǎn)領(lǐng)域也得到了長足的發(fā)展。為了保證需求，我們勢必要加大對放射性礦產(chǎn)資源的勘探與開采的研究。而在在眾多勘探技術(shù)中，地球物理勘探，又稱物探，由于技術(shù)方便，分辨力較高，在礦產(chǎn)勘探中應(yīng)用十分廣泛。本文針對放射性礦產(chǎn)中應(yīng)用的物探進(jìn)行了深入研究，旨在為后續(xù)的放射性礦產(chǎn)的物探找礦提供一定的指導(dǎo)作用。

2 物探的概念及種類

2.1什么是物探

地球物理勘探，簡稱物探，總的來說，物探就是一種用物理手段進(jìn)行勘探的探測方法與理論。詳細(xì)分析物探的概念可知，物探是以不同的巖、礦、土（介質(zhì)）之間的物理特性上的差異為基礎(chǔ)，利用物理學(xué)的原理和方式，通過觀測和研究地球物理場的時(shí)間和空間分布規(guī)律，從而來解決例如礦產(chǎn)分布、介質(zhì)物理特性空間分布等地質(zhì)問題[1]。

2.2 物探的分類

經(jīng)過多年的研究與發(fā)展，物探的種類、方式越來越多。按不同的標(biāo)準(zhǔn)，可以有不同的物探分類。比如，按物探所處的空間來劃分，物探可以分為航空物探、地面物探、地下物探以及海洋物探。其中，在地面及地下的勘探應(yīng)用得最為廣泛。按所勘探的地質(zhì)目標(biāo)來劃分，可分為金屬非金屬礦物探、石油與天然氣物探、煤田物探、工程與環(huán)境物探以及城市與環(huán)境物探等。目前，最為常用的物探分類還是按探測物的目標(biāo)物項(xiàng)參數(shù)來劃分，按此標(biāo)準(zhǔn)，可將物探可以分為重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、放射性勘探以及地?zé)峥碧降萚2]。其中，重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探以及放射性勘探在金屬礦物勘探中應(yīng)用的最為廣泛。

2.2.1 重力勘探法

重力勘探主要是以不同物質(zhì)之間的密度差為測量的基礎(chǔ)，通過觀測和研究重力場的變化規(guī)律來處理地質(zhì)問題。這種方法主要用在地質(zhì)構(gòu)造、圈定巖體、航天問題、水文工程環(huán)境地質(zhì)，以及與周圍物質(zhì)存在較大密度差的礦產(chǎn)的勘探中。

2.2.2 磁法勘探

這種方法是以不同物質(zhì)間的磁性差異為基礎(chǔ)，通過觀測和研究目標(biāo)空間中磁場的變化規(guī)律來處理地質(zhì)問題。這種方法主要用在具有磁性的礦產(chǎn)勘探，與磁性礦物相關(guān)的各種礦產(chǎn)的勘探，地質(zhì)填圖以及圈定巖體等方面的物探中。這一方法的特點(diǎn)就是理論成熟，勘探便捷快速，成本低，但同樣的應(yīng)用范圍不廣。

2.2.3 電法勘探

這種方法主要以不同物質(zhì)間的電性差異為基礎(chǔ)，通過觀測和研究目標(biāo)電磁場的時(shí)空變化規(guī)律來處理地質(zhì)問題。這種方法主要用在地質(zhì)構(gòu)造、尋找油氣田煤田、尋找金屬與非金屬礦產(chǎn)等地質(zhì)勘探中。這一方法具有典型的三多二廣的特點(diǎn)，即參數(shù)多、場源多和方法多，應(yīng)用空間廣和應(yīng)用領(lǐng)域廣。但是它最大的局限性在于容易受到地形以及外部電磁場的干擾。

2.2.4 地震勘探

這一方法主要是以不同物質(zhì)之間的比如彈性波速等彈性差異為基礎(chǔ)，通過觀測和研究目標(biāo)地震波的規(guī)律來處理地質(zhì)問題。

2.2.5 放射性勘探

放射性勘探主要是以某些元素的放射性性能作為基礎(chǔ)，通過觀測研究放射性場的時(shí)空變化規(guī)律來處理地質(zhì)問題。最為典型的用途就是用在鈾、釷等放射性元素礦或者伴生有放射性元素的稀土礦產(chǎn)的勘探中。這一方法有著明顯的不受環(huán)境干擾、探測效率高、成本低，可以確定礦石品位的優(yōu)點(diǎn)。

3 常用的放射性物探方法

對于放射性礦產(chǎn)而言，最為常用的勘探方法就是放射性物探法。在放射性物探方法中，又具體分為了兩大類，一類是天然放射性物探法，包括γ射線法、α射氣法；另一類是人工放射性物探法，包括了X射線熒光法、中子法、光核反應(yīng)法等[3]。其中較為常用的就是γ射線法和α射氣法。

3.1 γ射線法

在放射性物探法中，γ測量法可以分為γ總量測量法和γ能量譜測量法?？偭繙y量法主要是以γ射線的強(qiáng)度或者照射量率為判據(jù)來進(jìn)行勘探測量，能力譜法是通過γ射線的能量特征來確定放射性元素的含量、活度等性質(zhì)。兩者的測量目的不同，總量測量主要是用來綜合性評價(jià)目標(biāo)區(qū)域放射性礦產(chǎn)資源的豐富程度，能譜測量主要是用來分辨放射性礦產(chǎn)中具體的不同元素的含量問題。

3.2 α射氣法

α射氣法是一種以測量氡及其子體的技術(shù)，由于是主要測量氡及其子體的α衰變過程，因此也叫α射氣法。這種測量方法有兩種途徑，一種瞬時(shí)測量，一種累積測量。瞬時(shí)測量主要是測氡的短壽命衰變產(chǎn)物，累積測量是測氡的長壽命衰變產(chǎn)物。具體的方式主要有α徑跡法和α卡法等，前者主要是通過α粒子撞擊膠片所留下的徑跡點(diǎn)濃度來判斷放射性物質(zhì)的多少，后者是通過α測量儀對α卡卡片上進(jìn)行讀數(shù)、強(qiáng)度計(jì)算來獲得放射性物質(zhì)的多少。

4 放射性礦產(chǎn)的綜合物探方法

在實(shí)際的放射性礦產(chǎn)的勘探中，往往面臨著環(huán)境、地質(zhì)等條件很復(fù)雜，現(xiàn)場干擾項(xiàng)多等問題。并且，實(shí)際的礦產(chǎn)勘探是一個(gè)漫長而復(fù)雜的策略過程。此外，對于物探來說，其存在著多解性、間接性以及誤差性等必不可免的缺陷與局限性[4]。每一種探測方法都有著自己的應(yīng)用條件，不能適用于所有情況。因此，在實(shí)際的放射性礦產(chǎn)的勘探中，我們不能單一的使用一種物探方法，也不能單一的選擇某一種物探方法的工序。我們在整個(gè)礦產(chǎn)的勘探過程匯總，應(yīng)該充分利用不同種類物探方法的獨(dú)特特性，針對不同的勘探階段，選取不同的物探方式，對整個(gè)礦產(chǎn)勘探過程實(shí)施綜合的物探技術(shù)手段。

例如，對于一個(gè)完整的放射性礦產(chǎn)的勘探過程來說。第一步，我們應(yīng)該通過航空測量手段，開展大范圍的重力、磁法、兩者結(jié)合的重磁法以及放射性勘探技術(shù)進(jìn)行大范圍的初步勘探，用以確定放射性礦產(chǎn)的大致覆蓋范圍。第二步，我們要針對上一步初步確定的航放異常區(qū)域?yàn)閷ο?，采用以地面放射性測量為主的勘探技術(shù)手段，進(jìn)行地面的γ總量及能量譜測量，進(jìn)一步縮小放射性測量異常區(qū)域。第三步，我們在第二部的地面放射性普查的結(jié)果上，對重點(diǎn)區(qū)域開展放射性物探的詳細(xì)測量?？梢圆捎酶泳_的γ測量、氡氣測量以及α徑跡測量等物探方法，對這些放射性區(qū)域進(jìn)行進(jìn)一步的元素種類、含量等詳細(xì)的勘探測量。

5 總結(jié)

隨著對放射性礦產(chǎn)資源需求的增加，放射性礦產(chǎn)的找礦勘探技術(shù)越來越重要。當(dāng)前有重力、電法、磁法、放射性法等多種物探方法可用于礦產(chǎn)的勘探。但是每種方法都有著自己的局限性，我們必須針對實(shí)際的勘探環(huán)境以及勘探過程，綜合應(yīng)用多種物探方法，對放射性礦產(chǎn)進(jìn)行勘探測量。

參考文獻(xiàn)

[1] 李旭.物探在地質(zhì)勘探中的應(yīng)用與研究[J].山西建筑，2014，40（08）：96-97.

[2] 桑建.常用地球物理方法勘探深度研究[J].世界有色金屬，2019（04）：294-295.

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

[4] 華天月.綜合物探方法在多金屬礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用分析[J].西部資源，2017（01）：128-129.