第六章放射性方法在地学中的应用..doc

第六章 放射性方法在地学中的应用 第一节 放射性方法找矿 一．放射性方法找铀矿 利用铀矿体本身的最大特点——具有放射性来寻找铀矿，是应用最广、经济效果最佳的找矿方法。按探测铀及其衰变子体所产生的辐射种类，找铀的放射性方法可以大致分为下列数类。 ①γ法 航空γ测量，汽车γ测量，步行γ测量，孔中γ测量，水中γ测量 ②α径迹蚀刻测量，210Po量测量，α卡测量，α杯测量，226Ra测量等等 ③β法 单独使用β测量来找铀的方法尚为少见，多半采用β＋γ测量法，如孔中β＋γ测量，岩芯β＋γ测量等。 此外，热释光、铀同位素法、铅同位素、He气测量、Hg蒸汽测量等，也是在某些特定地质条件下所采用的找铀方法。 应用放射性方法找铀矿的一个实例 l 方法技术 1.1γ能谱测量基本原理 地面γ能谱测量是一种地面地球物理勘探方法。它利用铀系、钍系和钾-40的γ射线能谱存在一定的差异，利用这种差异选择几个合适的谱段作地面γ能谱测量，以推算出地面岩石（矿石）中的铀、钍、钾的含量。 在野外通常采用四道能谱仪。为了推算岩石中铀、钍和钾的含量，分别选择铀系214Bi的1.76MeV的光电峰、钍系208Tl2.62MeV的光电峰和40K的1.46MeV的光电峰；并分别选择相应的能谱段为1.66-1.86MeV、2.52-2.72MeV和1.36-156MeV,再按能量测量结果列出三元一次方程组: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3-1） 式中，、、（＝1,2，3）为换算系数，该组系数需要在已知模型上对能谱进行标定后求出；为能谱仪在相应道测得的计数率（减去底数后）；、、分别为需要获得的岩石或土壤中的铀、钍和钾的含量。 解方程组（3-1）即可求出岩石或土壤中的铀、钍和钾的含量。 γ能谱测量工作方法 地面γ能谱测量主要用于测定浮土、岩石和矿体中铀、钍和钾的含量，确定异常的性质。其工作方法简述为： A．在正式工作之前，对γ能谱仪进行性能检查，选择测量谱段，标定仪器等。 B．测线线垂直地层和构造的主要走向。 C．在每个测点上，γ能谱仪作定时计数，测定铀、钍和钾道的计数率。 D．根据野外测量结果，在室内计算铀、钍和钾的含量，并绘制各种图件。 1．2土壤天然热释光测量方法 方法原理 土壤天然热释光测量方法是采集地表一定深度的土壤样品，用高灵敏度热释光测量装置测量样品中天然矿物在最后一次热事件以来的热释光强度，利用其强度差异解决铀矿找矿及有关地质问题的一种方法。 工作方法 (1)野外取样 野外取样按照土壤地球化学规范（DZ/T 0145-94）的要求，采集野外样品，按规范要求土壤样品应取自B层土壤样。取样点距10米，每个测点取土壤样80-100g。 (2)室内测量 对样品过筛后，用高灵敏度的热释光测量仪器（RGD-3A型）测量样品的热释光强度(单位为辐射剂量单位：μGy/g)。 在工作过程中应注意，必须采取新鲜的B层土壤样品。样品采集后用黑色布袋或纸袋装好，避光、避高温、避辐射保存。另外样品必须自然风干，既不能加热烘干，也不能日晒。 1．3氡气测量方法 Rn是铀系的唯一气态元素，直接母体是镭( Ra)。母体元素的含量在一定程度上决定了岩石、土壤中氡浓度的高低。氡的物理性质十分活泼，表现出很强的迁移能力，较容易从地下经过数米到数百米的岩石进入地表土壤中。因此，在铀、镭富集地段，或地质构造破碎带上都可能形成氡的富集，而在其附近地段，氡含量明显减少。根据氡异常的高低，可以寻找铀矿体和构造破碎带。 工作方法 氡气测量分为累积测量和瞬时测量两种方法。累积氡测量就是将取样器（如α径迹片、氡管等）埋置在土壤中，采样时间一般为二十天至一个月，异常稳定性、重现性较好，但工作效率较低；瞬时氡测量是在现场打孔、抽气进行测量，其工作效率高，方法灵敏度相对于累积测量并不差。本次野外工作采用瞬时的氡气测量。 野外测量工作按照氡气测量规范（EJ/T 605-91）进行。在测量点上用钢钎打出一个0.5-0.7 m深的小孔，然后把取样器插入孔内抽气，最后用FD-3017仪器进行测量。 2 下庄花岗岩型铀矿田研究实例（方法选用热释光测量和氡气测量结合） 2.1 330矿床的试验结果 330矿床(又名希望矿床)是我国发现的第1个花岗岩型铀矿床，它属于硅化破碎带型铀矿床。该矿床已有多年的开采历史，为了扩大其范围，布置了32条测线，其中3条测线在已知区，29条测线在未知区。21号测线位于矿床的已知区，测线长240 m。氡气测量、土壤天然热释光测量凹线基本相似(图1)。从图1(b)中可看出， 在-20～2O号点处出现了两种方法重叠的异常，是92号构造带在地表的反映， 由于热释光和氡气测量凹线的幅度小， 因此推测该地的含矿性不好；在3O～5O号点处，氡气测量的异常明显，但热释光测量没