地面伽馬總量測量在施灣礦區(qū)的應(yīng)用分析

張玉輝

摘要：礦區(qū)主要為石英正長巖分布區(qū)，對(duì)礦區(qū)采用地面伽馬總量剖面測量，基本查明各巖石單元γ劑量率，圈定了放射性水平異常點(diǎn)、帶的規(guī)模和空間分布特征，并對(duì)γ劑量率各值域內(nèi)巖礦石進(jìn)行ⅠRa、Ⅰγ采樣分析，通過內(nèi)、外照射指數(shù)分析結(jié)果與地面γ總量劑量率對(duì)比，大致劃分出礦區(qū)內(nèi)巖礦石用于建筑石料的各個(gè)類別，為礦區(qū)的進(jìn)一步開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：地面伽馬；γ劑量率；施灣礦區(qū)

施灣礦區(qū)位于安徽省銅陵市境內(nèi)，礦區(qū)地形東西高中部低，為長江沿岸低山丘陵平原區(qū)，東南部為沿江沖積平原；西部為低山丘陵區(qū)，山系呈近東西向展布。

通過地面γ總量剖面測量，基本查明各巖石單元γ劑量率，圈定放射性水平異常點(diǎn)、帶的規(guī)模和空間分布特征，并對(duì)γ劑量率各值域內(nèi)巖礦石進(jìn)行ⅠRa、Ⅰγ采樣分析，初步評(píng)價(jià)礦區(qū)內(nèi)用于建筑石料的石英正長巖放射性水平。

1.礦區(qū)地質(zhì)背景

1.1地質(zhì)概況

礦區(qū)位于揚(yáng)子陸塊下?lián)P子地塊沿江褶斷帶廬樅火山巖盆地東緣，地層僅出露第四系，第四系覆蓋層厚度0.1m～ 0.6m不等。構(gòu)造發(fā)育不明顯，外圍有北西、東西向斷裂，均未延伸至礦區(qū)。

礦區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，侵入巖為黃梅尖復(fù)式巖體，呈東寬西窄的次橢圓狀巖基，可劃分為四個(gè)侵入階段，由早到晚分別為第Ⅰ階段黑云母石英正長巖、第Ⅱ階段正長斑巖、第Ⅲ階段石英正長巖、第Ⅳ階段堿性長石花崗巖，礦區(qū)內(nèi)主要為第Ⅲ階段石英正長巖。

1.2礦體特征

圈定建筑石料用石英正長巖礦體一個(gè)（擬設(shè)采礦權(quán)范圍均為礦體），賦存于黃梅尖復(fù)式巖體中，裸露地表，巖性主要為石英正長巖。受勘查范圍限制，礦體平面上呈東西長、南北短的不規(guī)則多邊形，東西向長約3680m，南北向?qū)?230m～1890m不等；賦存標(biāo)高+35m～+370m。

礦體基本無頂板，第四系覆蓋層厚度0.1m～0.6m不等。礦體地表風(fēng)化層厚度一般4.8m～5.5m。底板為石英正長巖。

1.3礦石質(zhì)量特征

礦石巖性為石英正長巖，表面呈淺灰紅—肉紅色，以細(xì)—中粒結(jié)構(gòu)為主，少量粗?；虬郀罱Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要成分為正長石、石英及角閃石等。礦石全分析結(jié)果（%）：SiO2平均含量63.71%；TiO2平均含量0.47%；Al2O3平均含量17.89%；CaO平均含量1.16%；MgO平均含量0.37%；K2O平均含量5.05%；Na2O平均含量4.79%；Fe2O3平均含量2.16%；FeO平均含量0.91%；P2O5平均含量0.87%；Cl-平均含量0.004%；燒失量平均2.61%。

礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀、斑狀、似斑狀結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造為塊狀構(gòu)造。

礦石自然類型為石英正長巖，工業(yè)類型為建筑石料用石英正長巖。

2.地面伽馬總量測量工作及數(shù)據(jù)處理分析

2.1工作方法

本次礦區(qū)工作采用1∶5000地面伽馬總量測量，線距200m，點(diǎn)距20m，采用HD-2000智能化γ輻射儀，要求輻射儀探測垂直地面，確保測量幾何條件相一致，計(jì)數(shù)時(shí)間30s。按3s時(shí)間間隔，連續(xù)讀數(shù)2次，取其平均值；詳細(xì)記錄測點(diǎn)地理坐標(biāo)、測量結(jié)果和巖性地質(zhì)信息；測點(diǎn)采用GPS+羅盤定位，定位誤差小于2m。測區(qū)共布設(shè)測量剖面線14條，對(duì)疑似高輻射區(qū)進(jìn)行加密測量，見圖1。

2.2數(shù)據(jù)處理分析

2.2.1查區(qū)內(nèi)γ總量劑量率分布特征

通過對(duì)施灣查區(qū)內(nèi)各剖面γ總量劑量率數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（見表1），基本查明區(qū)內(nèi)地面γ劑量率輻射分布狀況，由表1可知：查區(qū)內(nèi)γ總量劑量率范圍在95nGy/h～996nGy/h間，統(tǒng)計(jì)平均值為283nGy/h，變化系數(shù)為18%；對(duì)比巖性γ劑量率特征，其中石英正長巖測量值在135nGy/h～996nGy/h，平均值為287nGy/h，γ劑量率平均值為區(qū)內(nèi)最高；細(xì)?；◢弾r測量值在186nGy/h～579nGy/h，平均值為279nGy/h，平均值僅次于石英正長巖；第四系測量值在95nGy/h～283nGy/h，平均值為215nGy/h，平均值為查區(qū)內(nèi)最低，因此：查區(qū)內(nèi)γ輻射水平由高到低依次為石英正長巖、細(xì)?；◢弾r、第四系。

2.2.2查區(qū)內(nèi)γ總量劑量率等值線特征

由剖面測量點(diǎn)與巖礦樣測量點(diǎn)γ劑量率值繪制γ總量劑量率測量等值線圖（圖2）。據(jù)等值線圖分析可知：查區(qū)內(nèi)γ總量劑量率一般在238nGy/h～315nGy/h之間，γ總量劑量率低值區(qū)（≤238nGy/h）主要位于燕山以南區(qū)域，該區(qū)域主要為第四系覆蓋與石英正長巖，唐家村東北與西北方石英正長巖均有低值區(qū)域分布，但低值區(qū)面積較小。γ總量劑量率偏高值區(qū)（≥348nGy/h）主要有6處，分別編號(hào)為：唐家村Ⅰ號(hào)、唐家村以東480m處Ⅱ號(hào)、唐家村以西900m處Ⅲ號(hào)、唐家村東南850m處Ⅳ號(hào)、唐家村西北980m處Ⅴ號(hào)、唐家村以北660m處Ⅵ號(hào)。

2.2.3測區(qū)內(nèi)γ輻射IRa、Ir分析

通過對(duì)γ劑量率各值域內(nèi)25件巖礦石樣進(jìn)行ⅠRa（內(nèi)照射指數(shù)）、Ⅰγ（外照射指數(shù)）檢測分析結(jié)果（見表2）：內(nèi)照射（IRa）最高1.2，最低0.2，平均值0.7，一般為0.4～0.9；外照射（Ir）最高2.6，最低0.3，平均值1.8，一般為1.4～2.0。根據(jù)《建筑材料放射性核素限量》（GB 6566-2010）分類標(biāo)準(zhǔn)（見表3）判斷得出結(jié)論：IRa≤1.0，Ir≤1.3的巖礦樣為A類有6件：分別為J4、J11、J18、J19、J21、J25；IRa≤1.3，Ir≤1.9的巖礦樣為B類有9件：分別為J5、J10、J12、J13、J17、J20、J22、J23、J24；Ir≤2.8的巖礦樣為C類有10件：分別為J1、J2、J3、J6、J7、J8、J9、J14、J15、J16。

2.2.4γ劑量率測量與IRa、Ir值對(duì)比分析

將礦區(qū)石英正長巖γ總量劑量率等值線圖和γ輻射IRa（內(nèi)照射指數(shù)）、Ir（外照射指數(shù)）進(jìn)行對(duì)比分析可知：唐家村Ⅰ異常偏高處，該處內(nèi)J16巖礦樣經(jīng)放射性水平分析IRa值為1.2，Ir值為2.1，屬C類建筑材料；唐家村以東Ⅱ號(hào)處異常，在該處測得工區(qū)內(nèi)γ劑量率最高值，最高值約為996nGy/h，異常處于構(gòu)造破碎帶內(nèi)，破碎帶內(nèi)蝕變強(qiáng)烈，該處內(nèi)J13巖礦樣經(jīng)放射性水平分析IRa值為0.9，Ir值為1.6，屬B類建筑材料，照理論上講，該處為γ劑量率最高值區(qū)，放射性水平分析應(yīng)為C類建筑材料，而實(shí)際分析為B類建筑材料，這可能是由于γ異常嚴(yán)格受構(gòu)造裂隙控制，導(dǎo)致取樣過程中未完全取到放射性水平高值巖礦樣；唐家村以西Ⅲ號(hào)異常偏高處，該處J10巖礦樣經(jīng)放射性水平分析IRa值為0.9，Ir值為1.7，屬B類建材；唐家村東南Ⅳ號(hào)異常偏高處，該處巖礦樣經(jīng)放射性水平分析IRa值為0.7，Ir值為2.0，屬C類建材；唐家村西北Ⅴ號(hào)異常偏高處分了3小處，該處J12巖礦樣經(jīng)放射性水平分析IRa值為1.0，Ir值為1.9，屬B類建材；唐家村以北Ⅵ號(hào)異常偏高處，該處巖礦樣經(jīng)放射性水平分析結(jié)果為：J22、J23屬B類建材，J2、J3、J6、J7為C類建材。

綜上，γ總量劑量率≤258nGy/h低值區(qū)大致為A類建筑石料；γ總量劑量率在258nGy/h-387nGy/h范圍內(nèi)大致為B類建筑石料；γ總量劑量率≥387nGy/h偏高區(qū)大致為C類建筑石料。

2.3認(rèn)識(shí)

（1）查區(qū)內(nèi)IRa、Ir巖礦樣件分析相對(duì)偏少，不能全面準(zhǔn)確地反映出礦區(qū)γ輻射水平。

（2）地面γ總量測量只能反映地表放射性水平，而對(duì)于石英正長巖礦深部γ輻射水平需要進(jìn)一步地質(zhì)工作。

3.結(jié)論

（1）施灣礦區(qū)石英正長巖γ總量劑量率測量值一般為135nGy/h～996nGy/h，平均值為287nGy/h，γ劑量率較區(qū)內(nèi)細(xì)?；◢弾r高。

（2）根據(jù)γ總量劑量率等值圖，圈定了區(qū)內(nèi)6處γ總量劑量率偏高區(qū)。

（3）根據(jù)25件巖礦樣IRa（內(nèi)照射指數(shù)）、Ir（外照射指數(shù)）的檢測結(jié)果顯示：A類6件，B類8件，C類11件。

（4）通過內(nèi)、外照射分析結(jié)果與地面γ總量劑量率對(duì)比大致可以劃分：γ劑量率≤258nGy/h低值區(qū)大致為A類建筑石料；γ劑量率在258nGy/h-387nGy/h范圍內(nèi)大致為B類建筑石料；γ劑量率≥387nGy/h偏高區(qū)大致為C類建筑石料。需要說明的是，A、B、C類建筑石料最終劃分以IRa（內(nèi)照射指數(shù)）和Ir（外照射指數(shù)）分析結(jié)果為準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

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