伽瑪總量測量與X射線熒光測量在湖北省竹溪縣某放射性
——稀有金屬礦勘查區(qū)中的應(yīng)用

李孝坤

（湖北省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，湖北 孝感 432000）

南秦嶺竹溪地區(qū)出露大量加里東期粗面質(zhì)火山巖，整體呈北西-南東向展布，與區(qū)域構(gòu)造線方向一致。出露寬度一般為數(shù)百米至數(shù)千米，延伸長度數(shù)千米至數(shù)十千米，北西延伸至陜西平利到安康一線，南東延伸至湖北省竹山縣。隨著近幾年地質(zhì)礦產(chǎn)工作的不斷深入，竹溪地區(qū)發(fā)現(xiàn)了天寶、野虎寨、黑山等多個的放射性-稀有金屬（床）點。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，從局部入手，利用伽瑪總量測量與熒光測量的方法，大致了解了竹溪地區(qū)某放射性-稀有金屬礦勘查區(qū)的放射性場和鈮元素的分布規(guī)律，結(jié)合地質(zhì)情況，分析了勘查區(qū)內(nèi)放射性-鈮礦找礦前景，為竹溪地區(qū)放射性-稀有金屬礦產(chǎn)勘查提供了新的思路。

一、勘查區(qū)地質(zhì)特征

勘查區(qū)位于秦嶺褶皺系之東南段印支冒地槽褶皺帶。次級構(gòu)造單元為武當(dāng)山復(fù)背斜與北大巴山—隨南復(fù)向斜西翼的北大巴山褶皺束。

勘查區(qū)內(nèi)主要是大峽超單元的石門溝單元的侵入巖，石門溝單元（SSm）巖性為粗面巖，具斑晶結(jié)構(gòu)，斑晶主要為鉀長石，亦見有鈉閃石，含量一般1-5%，局部可達(dá)10%左右，自形或半自形，大小1.5×5mm±,基質(zhì)為隱晶質(zhì)粗面結(jié)構(gòu)，由巖體邊部至中心，斑晶程度逐漸增高，自形程增強。按照巖性可細(xì)分為①SSm1：粗面質(zhì)火山角礫巖② SSm2：黑云母斜長粗面巖③SSm3：石英粗面巖,黑云母變質(zhì)晶屑凝灰?guī)r④SSm4：角閃石粗面巖；勘查區(qū)內(nèi)出露的地層主要為大貴坪組（S1d），其巖性為灰黑色炭質(zhì)板巖，含炭硅質(zhì)板巖夾含炭粉砂質(zhì)泥質(zhì)板巖；勘查區(qū)位于竹溪復(fù)式向斜西南翼的次級構(gòu)造鐵心寨——紅廟子倒轉(zhuǎn)背斜內(nèi)，該背斜軸向北西，南西翼地層倒轉(zhuǎn)，地層傾向北東，傾角40°～60°。因受北東—南西水平擠壓力的作用，褶皺的東西部位往往產(chǎn)生張扭性大斷裂。區(qū)內(nèi)構(gòu)造較發(fā)育，內(nèi)部有2條斷裂，分別編號為F1與F2?？辈閰^(qū)地質(zhì)圖如上。

二、野外工作方法

本次勘查選用方法為伽瑪總量測量與熒光測量，勘查比例尺采用1:10000，依據(jù)《地面伽瑪總量測量規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范的要求，測線垂直于區(qū)內(nèi)主要探測對象的走向布置，且系統(tǒng)編號，測線間距為100米，點距為20米。

本次物化探測量一共完成了25條測線的物化探工作，工作內(nèi)容包括面積性1:10000伽瑪總量測量，1:10000熒光測量。主要工作量見表1。

表1 物化探工作量匯總表

在工作中，嚴(yán)格按照各項測量的規(guī)范來操作。針對伽瑪總量測量，對伽瑪輻射儀進(jìn)行準(zhǔn)確性、一致性、穩(wěn)定性等檢查，經(jīng)過核查，儀器三性良好。熒光測量時，我們嚴(yán)格按照DZ/T0203-2002《稀有金屬礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》來執(zhí)行，遇到設(shè)計測點落到浮土中時，操作員會偏移一定距離選擇有基巖出露的地點測量，當(dāng)儀器顯示Nb含量大于或者等于0.03%時，操作員會對該點進(jìn)行重復(fù)測量，以規(guī)避儀器誤差，確保熒光測量數(shù)據(jù)的可靠性。以上各種措施，嚴(yán)格確保了野外采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

三、數(shù)據(jù)處理與圖件編制

野外采集回來的數(shù)據(jù)資料，首先應(yīng)進(jìn)行原始資料的整理，待整理完畢，才能轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)處理階段。

（一）資料整理的內(nèi)容包括：1.檢查整理儀器校準(zhǔn)資料；2.檢查整理野外記錄本、物探路線圖和其他原始資料；3.檢查核對測量原始數(shù)據(jù)，并準(zhǔn)確清繪實際材料圖；4.對各種原始記錄、表冊進(jìn)行整理、裝訂成冊、編目和編號、編制原始資料索引；5.統(tǒng)計各地質(zhì)體的兩項測量值的背景值、標(biāo)準(zhǔn)偏差。資料整理時，需要嚴(yán)格按照規(guī)范要求來操作。

（二）數(shù)據(jù)處理與圖件編制階段，主要工作內(nèi)容有：1.編制物化探測量實際材料圖；2.編制各項元素含量等值線圖。實際材料的編制，底圖采用1:10000地形圖，圖件內(nèi)容包括：測量線路和編號；檢查線的位置、編號；測點位置和測量值；異常點、帶的位置、編號、測量值。需要注意的是基本測量成果用黑色字體表示，檢查測量用紅色字體表示。本次實際材料圖的制作利用AutoCAD軟件，采用人機交互方式完成；等值線圖編制，先利用Surfer軟件，人機交互半自動方式完成初步制圖，再將自動成圖結(jié)果輸出為.dxf格式，放在CAD軟件中來處理完成。為了與地質(zhì)圖相配套，出圖比例尺為1:5000。

四、異常分布及特征

（一）伽瑪異常場的分布及特征

通過數(shù)據(jù)處理，結(jié)合規(guī)范圈定異常原則，擬定伽瑪總量≥50伽瑪時，伽瑪場劃定為異常帶。依據(jù)這一原則，得勘查區(qū)伽瑪總量等值線圖，見圖2。

由圖可以明顯看出，伽瑪異常帶呈現(xiàn)西北-東南向分布，在平面上出露的范圍較大，異常帶依次編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號。異常帶介紹如下：

1.Ⅰ號異常帶，該異常帶位于勘查區(qū)的西北角，呈橢圓狀。長約160m，寬100m，長軸方向近東北-西南向。2.Ⅱ號異常帶位于勘查區(qū)的中部偏上，呈狹長橢圓狀，長約850m，寬100m-200m，長軸方向近西北-東南向，該異常帶在勘查區(qū)內(nèi)規(guī)模最大。3.Ⅲ異常帶位于勘查區(qū)的東南部，位于Ⅱ號異常帶的東南位，呈橢圓狀；長約170m，寬100m，長軸方向近西北-東南向，該異常帶在勘查區(qū)內(nèi)規(guī)模較小。4.Ⅳ異常帶位于勘查區(qū)的東南角，位于Ⅲ異常帶的東南位，呈橢圓狀；長約250m，寬約100m，長軸方向近東西向，該異常帶規(guī)模較小，有三個較小的異常峰值。5.Ⅴ異常帶位于勘查區(qū)的中部偏下，位于Ⅲ異常帶的西南位，離Ⅲ異常帶200米遠(yuǎn)，平面上呈橢圓狀；長約260m，寬約90m，長軸方向近西北-東南向，該異常帶規(guī)模較小，有兩個較小的異常峰值。6.Ⅵ異常帶，其規(guī)模較小，對于成礦意義不大。

（二）鈮含量異常帶分布特征

通過數(shù)據(jù)處理，結(jié)合鈮含量分布空間規(guī)律，擬定鈮含量≥0.03%時，鈮元素分布場劃定為異常帶。依據(jù)這一原則，得勘查區(qū)鈮元素含量等值線圖，見圖3。

由圖可知，鈮元素異常帶呈西北-東南向分布，在平面上出露的范圍較大，異常帶依次編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號。六異常帶介紹如下：1.Ⅰ號異常帶，該異常帶位于勘查區(qū)的西北角，呈橢圓狀。長約100m，寬60m，長軸方向近西北-東南向，異常圈內(nèi)數(shù)值較平滑。2.Ⅱ號異常帶，該異常帶位于勘查區(qū)的中部偏上，呈狹長條帶狀，長軸方向近西北-東南向。長約850m，寬30m-130m。Ⅱ號異常帶內(nèi)有兩個鈮異常峰值，最大值為0.04%，還有幾個次峰值。3.Ⅲ號異常帶，該異常帶位于勘查區(qū)的西南部，呈近似橢圓狀。長約50m，寬30m，長軸方向近南北向，Ⅲ號異常帶內(nèi)礦化較均勻，鈮元素含量一般為0.03%。其規(guī)模較小。4.Ⅳ號異常帶，該異常帶長約170m，寬約110m，長軸方向近西北-東南向，該帶位于Ⅲ號異常帶的東南位，為勘查區(qū)內(nèi)規(guī)模較大的鈮異常帶；其內(nèi)礦化不均勻，鈮元素含量一般在0.03%以上，最高值達(dá)0.1%以上。5.Ⅴ號異常帶，該異常帶長約60m，寬約50m，呈近似橢圓狀。長軸方向近南-北向，該帶位于Ⅱ號異常帶中心位的西北側(cè)，異常帶內(nèi)鈮礦化不均勻，最高值達(dá)0.045%以上。6.Ⅵ異常帶，該異常帶長約140m，寬約60m，呈近似橢圓狀。長軸方向近西北-東南向，該帶位于Ⅱ號異常帶中心位的西南位，異常帶內(nèi)有一個異常峰值，達(dá)0.045%以上，一個次峰值，達(dá)0.035%。

（三）伽瑪異常場與鈮含量異常帶的關(guān)系

在野外作業(yè)中，初步發(fā)現(xiàn)了該區(qū)的鈮礦化與伽瑪異常場之間存在某種關(guān)系，即鈮礦化較好的部位，伽瑪總量也呈現(xiàn)出高值。室內(nèi)作業(yè)時，通過套合《伽瑪總量等值線圖》與《鈮元素含量等值線圖》，更加證實了這種規(guī)律：鈮礦化較好的Ⅱ異常帶皆落于伽瑪異常Ⅱ號帶內(nèi)，其他鈮異常帶與伽瑪異常帶的空間關(guān)系吻合亦較好。

五、異常的解釋

通過本次勘查，初步發(fā)現(xiàn)了6個伽瑪異常帶，尤其是Ⅱ號異常帶，其出露的面積大，且伽瑪值較高，異常帶出露地帶沒有構(gòu)造影響，異常帶形成原因為所處地質(zhì)體SSm3賦存有較豐富的核素。本次勘查，初步發(fā)現(xiàn)了6個規(guī)模較大的鈮含量異常帶，尤其是Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ號異常帶，其出露的面積較大；最好的異常帶為Ⅱ號帶，不僅長度和寬度較大，而且礦化順走向方向較連續(xù)，將鈮含量等值線圖與勘查區(qū)地質(zhì)圖套合，發(fā)現(xiàn)該帶位于火山巖中巖性SSm3與SSm2的接觸帶附近；推測其成因為：由于巖漿活動的影響，鈮元素被活化遷移到兩種巖性的接觸帶附近，形成富集區(qū)。

六、結(jié)論與建議

本次野外作業(yè)，其方法可靠，完全達(dá)到了設(shè)計的質(zhì)量要求；室內(nèi)數(shù)據(jù)處理和資料解釋，采用方法和軟件可靠，處理過程嚴(yán)格按照規(guī)范要求，一絲不茍，其結(jié)果可信。本次勘查取得了對該區(qū)放射性場和鈮礦化空間分布規(guī)律的初步認(rèn)識，重點圈定了6個放射性異常帶和6個鈮礦化帶，認(rèn)為其找礦前景較好。通過熒光測量，也初步認(rèn)識了該區(qū)其他金屬元素的分布規(guī)律，其他金屬元素包括Fe、Mn、Ti、Zr等，這些元素在該區(qū)地質(zhì)體種含量較少，不能構(gòu)成成礦的遠(yuǎn)景區(qū)。建議下步工作時加密物化探測量的網(wǎng)度，提高到50m×20m；建議把放射性異常場和鈮礦化較好的區(qū)段作為下步工作的詳查區(qū)，以期能取得更好的找礦效果。