浅谈放射性物探方法在深部找矿中的应用

李傲

摘 要：近年来，随着地质勘查找矿工作的不断深入，人们获取矿产资源的深度不断增加，而在地表深部的找矿工作中，常规物探方法往往会受到各种因素的限制，只有放射性物探方法能够有效解决部分放射性矿种和特殊地质问题的探测工作，基于此，文章首先对放射性物探方法进行了简单介绍了，然后以铀矿探测为例，讨论了当前较为常用的集中放射性物探方法，希望对我国深部找矿事业的发展有所帮助。

关键词：放射性物探方法；深部找矿；铀矿；应用

引言

近年来，随着矿产资源开采事业的不断推进，我国地表浅部和近地表区域的矿产资源已逐渐接近枯竭，这就要求新一轮的找矿工作需要向地表深部转移。而随着找矿深度的不断增加，一些常规的矿产资源探勘方式的勘探效果愈加削弱，需要一种新的勘探方式来进行对地表深部矿产资源的勘测工作，因此，放射性物探方法的研究与应用逐渐受到相关地质工作者的重视。

1放射性物探方法概述

放射性勘探又称放射性测量或“伽玛法”。借助于地壳内天然放射性元素衰变放出的α、β、γ射线，穿过物质时，将产生游离、荧光等特殊的物理现象，人们根据放射性射线的物理性质利用专门仪器（如辐射仪、射气仪等），通过测量放射性元素的射线强度或射气浓度来寻找放射性矿床以及解决有关地质问题的一种物探方法。也是寻找与放射性元素共生的稀有元素、稀土元素以及多金属元素矿床的辅助手段。铀矿探测中较为常用的放射性物探方法有γ测量、X荧光测量、氡及其子体测量及中子测量等。

2主要放射性物探方法及应用

2.1伽马测量

伽马测量是利用γ射线强度来对找矿或辐射环境进行评价，其主要原理是通过仪器对岩层中放射性元素衰变时释放的γ射线进行测量，然后综合区域地质背景与矿石成矿条件，以此来进行铀异常或矿化远景区的圈定以及地质填图等。航空和车载γ能谱信息测量是当前新兴的两种伽马能谱测量方式，能够涵盖全国大部分面积，在铀矿找矿工作中发挥出了重要作用，但是随着铀矿找矿深度的不断增加，这两种伽马测量方式由于探测深度较浅，其未来发展受到了一定的限制。

2.2 X荧光测量

X荧光测量是一种新的放射性物探技术，是基于放射性同位素源发出的X射线照射到介质的原子上，从原子层逐出电子，形成电子空位被邻近壳层的电子补充所发射X射线。在实际测量时，根据能量大小特征可以对元素进行区分，并且根据X荧光强度对其含量进行测定与定量分析。按照探测原理的不同，X荧光测量技术可分为波长色散荧光分析和能量色散荧光技术，其中波长色散荧光仪体积大、结构复杂、抗震性差，不适合野外使用。一般野外使用的便携式荧光仪采用的是能量色散荧光分析技术。X荧光技术主要优点是能快速检测多种元素，但是，X荧光测量虽然能够分析大部分地球化学指示成矿元素，却无法对U、Th和K含量进行准确测定，因此在利用X荧光测量技术进行铀矿找矿时，需要將其与其他放射性方法结合使用，以此得到更好地测量效果。

2.3氡气测量

氡是镭的第一代衰变子体，直接反映镭的存在特征。而在铀矿找矿工作中，由于铀矿体头部和尾部的铀镭平衡多严重偏镭，因此，氡气测量在铀矿找矿中具有明显的应用优势。但是，由于部分卷状铀矿体内部镭量不足，铀镭平衡严重偏铀，因此氡气测量也会受到一定的影响。卷状矿体矿化富集与铀镭变化这种特征表明，利用氡及其子体测量技术可对矿体进行定位。目前在砂岩型铀矿中利用氡及其子体测量常用的方法有土壤天然热释光法、210Po法及218Po法、活性炭测氡法等。

2.4中子测量

脉冲中子测井是中子测量技术的主要测量方法，并且根据探测对象的不同，可将其分为瞬发中子测井和缓发中子测井两种。两者都是采用脉冲式中子源，利用3He管中子探测器记录地层中的铀发生裂变产生超热中子范围的瞬发裂变中子和缓发裂变中子，得到地层中铀矿含量的测井方法。理想状态下，即地层裂变中子测井计数为零且周围地层环境不变，此时地层含铀量与测井计数呈正比。但在实际操作中，地层因素对中子分布有着较大的影响，因此需要进行环境校正。

3案例分析

3.1放射性场特征

工作区位于和平县某地区浰源岩体中心部位，通过对工作区主要岩性背景参数特征的分析可以发现，该工作区内正常放射性场比较稳定，因此推断区内放射性异常场主要是由放射性矿物所引起。QF-9609、QF-2064为前人标识的伽马异常点编号，其中，QF-9609下方无放射性异常场，因此推测该点不含放射性矿构造。

3.2资料整理

3.2.1伽马能谱测量

一，确定地面伽马能谱平均值。采用稳健统计方法，按照不同岩性分别进行统计。其中，测区内C0为铀、钍、钾含量的背景平均值、S0为标准偏差、Cv为变异系数。

二，确定地面伽马能谱异常上下限。根据计算出的平均值C0和标准偏差S_0，本测区异常值确定为3C0，偏高场为C0+S0；高场为C0+2S0；异常场为C0+3S0。据此圈定测区铀偏高场、高场、异常场等值线。

3.2.2氡气测量

一，氡气浓度异常晕圈圈定。该工作主要是利用计算机对野外测量原始数据进行处理，然后将氡气浓度分别标注到地质地形底图图上，最后再用数理统计方法进行氡气浓度计算。统计公式如下：

式中：Xq用对数平均值作为背景值，其反对数作为实际值；n为样本数；Sq为对数的标准差，其反对数为标准差的实际值S，。Xq+Sq为异常晕分为下限，Xq+2Sq为偏高晕，Xq+3Sq为异常晕，偏高晕与异常晕之间的数值为高晕。

3.3成果及解释推断

图1为伽马能谱测量与氡气测量综合测量成果，通过对图1的分析可以发现，在实际测量中，两种放射性重叠性比较高，并且与前人铀矿点有很多重叠，说明该区控矿构造主要是QF-9609及QF-2064。同时，由于QF-9609与基坑交汇部位的异常面积较大，因此可以推测该部位为最有价值的铀矿找矿区域；而QF-9609与基坑北西向构造延伸部位具有良好的成矿空间，因此，该区域是较为明显的攻深找盲有利地段。

结束语

通过实际案例可以发现，放射性物探方法在铀矿找矿工作中有着广阔的应用空间，但是，由于不同的放射性物探方法也有其不足之处，因此在实际应用中可以将不同的方法结合应用，如伽马测量与氡气测量的结合应用，因此来确立地表深部找矿新模式，指导深部找矿工作的进行。

参考文献：

[1]朱喜庆.综合放射性物探方法在某地区中的应用[J].西部探矿工程，2017，29（03）：142-144.

[2]张凯，付锦，龚育龄，赵宁博，陈虎.主要放射性物探方法在砂岩型铀矿勘查中的应用分析[J].世界核地质科学，2015，32（01）：46-50.