淺談放射性物探方法在深部找礦中的應(yīng)用

1、<p>　　淺談放射性物探方法在深部找礦中的應(yīng)用</p><p>　　[摘 要]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量越來越大，但人們獲取礦產(chǎn)資源的主要渠道―地表礦、淺部礦和易開采礦已漸趨枯竭，這就要求在新的成礦理論指導(dǎo)下開展新一輪找礦，而新一輪找礦的方向必然轉(zhuǎn)向地殼深部。深部找礦工作已經(jīng)成為未來地質(zhì)找礦工作的發(fā)展方向，近幾年來，普通物探方法技術(shù)和儀器設(shè)備都更新迅猛，依然是地質(zhì)找礦工

2、作的主要方法。但在干旱、沼澤濕地及巖石完全裸露等特殊條件下，常規(guī)的電法工作受到了限制，在某些放射性礦種和解決特殊地質(zhì)問題方面，放射性物探的應(yīng)用還是十分廣泛的，通過在實(shí)際工作中對(duì)比幾種簡(jiǎn)單而適用的放射性物探方法技術(shù)，從而能初步解決這一限制，具有比較重要的實(shí)際應(yīng)用意義。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]地質(zhì)礦產(chǎn) 物探方法 技術(shù) 實(shí)際應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類號(hào)：P631 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：

3、A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）05-0332-01 </p><p><b>　　一、方法原理 </b></p><p>　　在放射性物探中，主要考慮的是天然放射性核素的衰變方式及其衰變產(chǎn)物，而放射性物探儀器主要用來記錄α、β粒子及γ光子的數(shù)目，測(cè)定射線的能量，確定射線的種類等等，從而對(duì)所探測(cè)物質(zhì)中的組成、含量等特點(diǎn)進(jìn)行分析。放射性物探方法也隨之不斷進(jìn)步

4、，如：α徑跡法、α卡法、坑中γ等方法，均在地質(zhì)工作、礦產(chǎn)普查和信息科技等眾多領(lǐng)域中得以廣泛應(yīng)用。該方法基本理論為：放射性元素在衰變過程中產(chǎn)生的放射性氣體氡氣在進(jìn)一步衰變時(shí)產(chǎn)生α射線，又稱α粒子，會(huì)以一定速度撞擊到經(jīng)過處理的膠片上，形成痕跡。痕跡經(jīng)過化學(xué)試劑蝕刻放大后，形成應(yīng)用生物顯微鏡可以觀察到的徑跡點(diǎn)，通過觀察每平方毫米徑跡點(diǎn)的密度，判斷氡氣的濃度，達(dá)到解決地質(zhì)找礦問題目的。該方法操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)適用，優(yōu)點(diǎn)為觀測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，異常明顯，

5、設(shè)備投入少，主要設(shè)備只有一臺(tái)生物顯微鏡，簡(jiǎn)單易學(xué)。在解決深部構(gòu)造及尋找放射性元素礦體方面效果明顯。缺點(diǎn)為數(shù)據(jù)不能現(xiàn)場(chǎng)直讀，觀測(cè)時(shí)間周期長(zhǎng)。方法適用于剖面性研究工作，不適用面積性工作。 </p><p><b>　　1、基片 </b></p><p>　　采用上海產(chǎn)舊黑白電影膠片。使用前首先將舊電影膠片放入4N濃度的NaOH溶液中，加溫30°～40°

6、C，侵泡15分鐘，去掉舊膠片上的明膠和感光涂層，用清水清洗干凈，晾干后裁成3.6×1.5cm，用鐵筆刻好號(hào)碼以備用。注意在操作過程中盡可能避免膠片出現(xiàn)人為擦痕。探杯：探杯用特制的塑料杯，規(guī)格φ9×10cm，杯底有放卡片的卡口，探杯使用前先清洗干凈，統(tǒng)一編號(hào)。埋杯、取杯：將基片掛在探杯內(nèi)底部，然后杯口朝下。放入事先挖好的坑中，探坑要求規(guī)格φ12×40cm，坑底及四壁平整，探杯放入后上面蓋上60×60

7、cm的塑料布，然后蓋土壓實(shí)，以防氡氣泄露。經(jīng)過多次試驗(yàn)確定，埋杯時(shí)間20天為宜（遇到特殊情況可適當(dāng)推遲1天）。取出基片時(shí)，細(xì)心清理干凈，謹(jǐn)防相互摩擦，造成機(jī)機(jī)械傷痕，做好各項(xiàng)記錄。蝕刻：取回的基片應(yīng)立即蝕刻（七天以內(nèi)）。其方法為首先將基片對(duì)半截成正負(fù)樣品，負(fù)樣保存?zhèn)溆?，正樣蝕刻。蝕刻化學(xué)試劑配方為：（40gKOH+5gKMn0+100gH0）。鏡下觀測(cè)：使用400倍的生物顯微鏡，鏡下采用統(tǒng)一的方法觀測(cè)，讀數(shù)單位為j/mm。 </p

8、><p><b>　　2、α卡法 </b></p><p>　　該方法靈敏度高，工作周期短，數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，缺點(diǎn)為儀器設(shè)備投資較大，進(jìn)口的α卡卡片價(jià)格高，致使材料費(fèi)消耗較大。 埋杯、取杯：應(yīng)用專用的探杯和進(jìn)口的α卡卡片，探坑規(guī)格為φ20×40cm，埋杯方法與α徑跡相同。取杯時(shí)間為17小時(shí)，卡片取出后，使用加拿大生產(chǎn)的300型α儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，讀數(shù)時(shí)間為5分鐘。為消除釷

9、氣的干擾，5小時(shí)后進(jìn)行第二次讀數(shù)。純氡強(qiáng)度計(jì)算公式：IRn=I-I÷0.864（式中：I為第一次讀數(shù)；I為第二次讀數(shù)；IRn單位：脈沖/小時(shí)）。 </p><p><b>　　3、坑中γ法 </b></p><p>　　應(yīng)用放射性輻射儀對(duì)α徑跡或α卡探坑在取杯的同時(shí)進(jìn)行測(cè)量，其他要求與地面伽瑪相同。優(yōu)點(diǎn)是讀數(shù)穩(wěn)定，異常曲線跳動(dòng)小，峰值明顯。 </p&g

10、t;<p><b>　　二、應(yīng)用實(shí)例 </b></p><p>　　1、工區(qū)地質(zhì)及地球物理概況 </p><p>　　本工作地區(qū)屬黑龍江省小興安嶺南麓的漫崗丘陵區(qū)，地形西北高，東南低，山地平緩，山谷開闊，低地多為森林沼澤。第四系覆蓋較厚，地表水十分豐富。 </p><p>　　應(yīng)用常規(guī)的地質(zhì)及物化探方法找礦工作難度很大，為解決找礦

11、方法難題，在該地區(qū)進(jìn)行了放射性物探新方法試驗(yàn)工作，并投入生產(chǎn)，取得了良好的地質(zhì)成果。 地質(zhì)特征：測(cè)區(qū)出露地層有：古生界石炭系上統(tǒng)唐家屯組（Ct）、楊木剛組（Cy）；中生界上侏羅建興組（Jj）；白堊系下統(tǒng)鰲頭組（K）淘淇河組（K），及新生界第四系全新統(tǒng)現(xiàn)代沉積。 </p><p>　　侵入巖主要有兩期：華力西晚期花崗巖（γ）和燕 山早期花崗閃長(zhǎng)巖（γδ），前者規(guī)模較大，常呈巖基產(chǎn)出，后者規(guī)模較小常呈巖株產(chǎn)出。 構(gòu)造

12、位置屬于東北華力西晚期褶皺帶，小興安嶺褶皺帶與松遼拗陷接觸部位，隸屬小興安嶺褶皺帶的山前盆地。 應(yīng)用上述三種新方法配合常規(guī)的放射性物探方法，發(fā)現(xiàn)有意義的Ⅰ類組合異常帶一處，Ⅱ類異常多處。 </p><p>　　2、Ⅰ類組合異常帶 </p><p>　　異常帶面積大，強(qiáng)度高。長(zhǎng)約6km，寬約2km。呈南北向帶狀分布。該異常由Fr-1、Fr-2、Fr-4、Fr-5伽瑪異常，F(xiàn)r-K1坑中伽瑪異

13、常，F(xiàn)Q-1、FQ-5射氣異常，F(xiàn)α-1α卡異常，F(xiàn)J-1、FJ-6徑跡異常，F(xiàn)u-1鈾量異常及Po-1異常組成，各類物探方法均有反映。 異常強(qiáng)度大，峰值高，兩翼基本對(duì)稱。一般伽瑪強(qiáng)度30―35伽瑪，最高100伽瑪，坑中伽瑪最高128伽瑪，探槽118伽瑪（戴瓶）；射氣濃度一般為15～30愛曼，最高43愛曼；α卡一般強(qiáng)度為40～60脈沖/小時(shí)，最高71脈沖/小時(shí)；α徑跡一般強(qiáng)度為300～500j/mm，最高可達(dá)1950j/mm；鈾量一般為

14、20ppm，最高為45ppm。 </p><p>　　異常產(chǎn)于侏羅系建興組及白堊系淘淇河組的砂礫巖，花崗質(zhì)砂礫巖、建興組的砂礫巖、細(xì)砂巖、粉砂巖及泥巖層中，異常主要反映在粉砂巖、泥巖層中，強(qiáng)度（濃度）高。 工程揭露雖然沒有見到明顯的礦化蝕變，但具有良好的控礦條件，地表刻槽取樣及鉆孔取樣，化學(xué)分析，地表平均U0.02%，最高U0.074%，Th平均0.005%，最高Th0.009%。鉆孔巖石平均U0.0063%，最

15、高鈾品位0.05%，Th平均0.0053%，最高Th0.01%。 該異常北部為已知礦床，南部為新發(fā)現(xiàn)異常，雖然未經(jīng)工程驗(yàn)證，對(duì)異常沒有做出結(jié)論評(píng)價(jià)，從異常特征反映及成礦、控礦條件分析，該異常帶具有很大前景。 </p><p>　　3、Ⅱ類綜合異常群 </p><p>　　該組合異常群由Fγk-2、Fγk-3坑中伽瑪異常，F(xiàn)α-2、Fα-3α異常，F(xiàn)j-2、Fj-3、Fj-4、Fj-5、Fj

16、-7α徑跡異常組成。異常范圍大，長(zhǎng)約2.0km，寬1.5km。 </p><p>　　異常產(chǎn)于海西期花崗巖與白堊系淘淇河組花崗質(zhì)砂礫巖、砂礫巖、砂巖及火山巖中，異常大部沒有驗(yàn)證，僅對(duì)異常較集中的Fα-2進(jìn)行了地表揭露及爭(zhēng)光鉆取樣，其他尚需進(jìn)一步工作。 </p><p>　　Fα-2異常，長(zhǎng)140m，寬70m，形狀為橢圓形。背景值13脈沖/分，異常一般40脈沖/分，最高達(dá)71脈沖/分。異常產(chǎn)

17、于白堊系淘淇河組砂礫巖中。經(jīng)工程揭露，未見蝕變，取樣分析，U、Th品位均低于0.002%，而取樣鉆樣品平均U品位0.0192%，最高可達(dá)0.0252%，Th平均品位0.0043%，最高0.005%。 </p><p><b>　　三、結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　隨著地質(zhì)礦產(chǎn)事業(yè)的迅猛發(fā)展，地表礦、淺部礦和易開采礦已漸趨枯竭，而僅限于這類礦產(chǎn)資源的開發(fā)，對(duì)于滿足

18、當(dāng)今國(guó)民生產(chǎn)的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前的找礦工作已轉(zhuǎn)向深部礦體，在眾多的物探方法中，放射性物探方法是尋找礦床的有效方法，如：α徑跡法；α卡法；坑中γ等方法。常規(guī)的物探方法在本工區(qū)進(jìn)行找礦工作難度較大，為解決找礦方法難題，在該工區(qū)進(jìn)行了放射性物探新方法試驗(yàn)工作，應(yīng)用上述三種新方法配合常規(guī)的放射性物探方法并投入生產(chǎn)，取得了良好的地質(zhì)成果。 綜上所述，以上三種方法均與探坑有關(guān)，在實(shí)際工作中，可設(shè)一個(gè)綜合組同時(shí)工作，該方法對(duì)尋找以a射線為主的放射性礦