淺談放射性物探方法在深部找礦中的應用

1、<p>　　淺談放射性物探方法在深部找礦中的應用</p><p>　　[摘 要]隨著科學技術的發(fā)展和人類社會的進步，人們對礦產(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下開展新一輪找礦，而新一輪找礦的方向必然轉向地殼深部。深部找礦工作已經(jīng)成為未來地質找礦工作的發(fā)展方向，近幾年來，普通物探方法技術和儀器設備都更新迅猛，依然是地質找礦工

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問題方面，放射性物探的應用還是十分廣泛的，通過在實際工作中對比幾種簡單而適用的放射性物探方法技術，從而能初步解決這一限制，具有比較重要的實際應用意義。 </p><p>　　[關鍵詞]地質礦產(chǎn) 物探方法 技術 實際應用 </p><p>　　中圖分類號：P631 文獻標識碼：

3、A 文章編號：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，測定射線的能量，確定射線的種類等等，從而對所探測物質中的組成、含量等特點進行分析。放射性物探方法也隨之不斷進步

4、，如：α徑跡法、α卡法、坑中γ等方法，均在地質工作、礦產(chǎn)普查和信息科技等眾多領域中得以廣泛應用。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一步衰變時產(chǎn)生α射線，又稱α粒子，會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)過化學試劑蝕刻放大后，形成應用生物顯微鏡可以觀察到的徑跡點，通過觀察每平方毫米徑跡點的密度，判斷氡氣的濃度，達到解決地質找礦問題目的。該方法操作簡單，經(jīng)濟適用，優(yōu)點為觀測數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，異常明顯，

5、設備投入少，主要設備只有一臺生物顯微鏡，簡單易學。在解決深部構造及尋找放射性元素礦體方面效果明顯。缺點為數(shù)據(jù)不能現(xiàn)場直讀，觀測時間周期長。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。埋杯、取杯：將基片掛在探杯內底部，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，以防氡氣泄露。經(jīng)過多次試驗確定，埋杯時間20天為宜（遇到特殊情況可適當推遲1天）。取出基片時，細心清理干凈，謹防相互摩擦，造成機機械傷痕，做好各項記錄。蝕刻：取回的基片應立即蝕刻（七天以內）。其方法為首先將基片對半截成正負樣品，負樣保存?zhèn)溆茫龢游g刻。蝕刻化學試劑配方為：（40gKOH+5gKMn0+100gH0）。鏡下觀測：使用400倍的生物顯微鏡，鏡下采用統(tǒng)一的方法觀測，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，缺點為儀器設備投資較大，進口的α卡卡片價格高，致使材料費消耗較大。 埋杯、取杯：應用專用的探杯和進口的α卡卡片，探坑規(guī)格為φ20×40cm，埋杯方法與α徑跡相同。取杯時間為17小時，卡片取出后，使用加拿大生產(chǎn)的300型α儀現(xiàn)場測量，讀數(shù)時間為5分鐘。為消除釷

9、氣的干擾，5小時后進行第二次讀數(shù)。純氡強度計算公式：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）。 </p><p><b>　　3、坑中γ法 </b></p><p>　　應用放射性輻射儀對α徑跡或α卡探坑在取杯的同時進行測量，其他要求與地面伽瑪相同。優(yōu)點是讀數(shù)穩(wěn)定，異常曲線跳動小，峰值明顯。 </p&g

10、t;<p><b>　　二、應用實例 </b></p><p>　　1、工區(qū)地質及地球物理概況 </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>　　應用常規(guī)的地質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)進行了放射性物探新方法試驗工作，并投入生產(chǎn)，取得了良好的地質成果。 地質特征：測區(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，強度高。長約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。 異常強度大，峰值高，兩翼基本對稱。一般伽瑪強度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卡一般強度為40～60脈沖/小時，最高71脈沖/小時；α徑跡一般強度為300～500j/mm，最高可達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，花崗質砂礫巖、建興組的砂礫巖、細砂巖、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)工程驗證，對異常沒有做出結論評價，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砂礫巖、砂礫巖、砂巖及火山巖中，異常大部沒有驗證，僅對異常較集中的Fα-2進行了地表揭露及爭光鉆取樣，其他尚需進一步工作。 </p><p>　　Fα-2異常，長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0.0252%，Th平均品位0.0043%，最高0.005%。 </p><p><b>　　三、結語 </b></p><p>　　隨著地質礦產(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)，對于滿足

18、當今國民生產(chǎn)的需求遠遠不夠。目前的找礦工作已轉向深部礦體，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)進行找礦工作難度較大，為解決找礦方法難題，在該工區(qū)進行了放射性物探新方法試驗工作，應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)，取得了良好的地質成果。 綜上所述，以上三種方法均與探坑有關，在實際工作中，可設一個綜合組同時工作，該方法對尋找以a射線為主的放射性礦