学堂坳地区铀矿物探方法找矿应用效果探讨

陈文财

摘要：在诸广山岩体南部学堂坳地区开展了土壤天然热释光、Po法和伽马总量综合物探剖面找铀矿方法试验，通过三条剖面综合物探测量数据的统计分析，发现三方法的剖面曲线比对性较好。土壤天然热释光、Po法用在寻找铀矿方面，异常峰值明显，与已知含矿构造对应较好，同时具有找矿灵敏度高、适应性强、野外工作方法简单、相对影响因素少等优点，是找深部铀矿的一种较为直接的方法，尤其在大面积覆盖区进行铀矿找矿上可取得较好的找矿效果。

关键词：铀矿（化）；土壤天然热释光；Po法；伽马总量；断裂构造；应用效果

研究区处于我国重要的南岭成矿带中段、诸广山岩体南部的长江矿田之211矿区内东部，是我国最为重要的花岗岩铀矿床聚集地。20世纪70年代初以来，前人在诸广山地区开展了大量的铀矿勘查工作。

傳统的放射性物探方法在铀矿找矿工作中得到了广泛的应用，并取得了很好的找矿效果。但传统的放射性物探方法如伽马总量测量法测量深度较浅，尤其在第四系覆盖层厚度地区，其找矿效果受到较大影响。在厚覆盖区，攻深找盲是一个非常重要的研究领域，也是国内外力图解决的热点问题。为了寻找区内深部可能存在的隐伏铀矿床，选择何种攻深找盲的方法是关键。由于穿透能力较强的土壤天然热释光法（TL）和po法在寻找隐伏花岗岩及砂岩型铀矿床中已取得了较好的应用效果。为此，2015年作者在广东省仁化县学堂坳地区211矿床外围有利成矿地段开展了试验性的土壤天然热释光、po法和伽马总量综合物探剖面测量工作，结果显示然热释光法（TL）和po法方法是切实可行的攻深找盲方法。

1.研究区地质概况

在区域铀成矿位置中，处于华夏活动带铀成矿省的北东向桃山—诸广铀成矿带的南段产有丰富矿产的大型诸广岩体的南东缘。

区内仅出露第四系，主要分布于山间低洼区与河沟阶地，主要冲洪积的砾、砂及砂质粘土组成。区内岩浆活动频繁，主要有印支期第三阶段侵入岩及燕山期三个阶段侵入岩。各期岩浆岩与铀矿化的关系，从时间上看，印支期和燕山早期形成在铀成矿以前，为主要的铀源体；燕山晚期花岗岩和各类脉岩，与铀成矿同期活动，与铀矿化关系密切。

区内断裂构造发育，按构造的展布方向可分为近东西向、北东向、北北西向、北西向等组，其中近东西和近南北向组构成“十”字形构造。北西、北东向组为共扼结构，构成勘查区及附近地段最早的构造轮廓。铀矿化主要受北北西向和北西向断裂构造带控制。区内基性岩脉较发育，以辉绿岩、煌斑岩为主，成脉状产出，走向主要为北东向、近东西向，发育于中粒二云母花岗岩和中粒黑云母花岗岩中。脉岩具有明显的分枝现象，长几百米至几千米，当成矿期的赤铁矿化硅化岩穿插煌斑岩时，常有铀矿（化）富集。

2.方法原理

2.1土壤天然热释光法

所谓热释光是指绝缘体或半导体物质被辐射，在吸收辐射能之后热激发光。热释光测量是一种总量测量方法，具有稳定性强和灵敏度高的特点。土壤天然热释光方法是指采集地表一定深度的土壤或砂样品，用高灵敏度的热释光测量装置测量样品中天然矿物在漫长的地质年代内长期接受放射性核素（尤其是氡及其子体）辐射而产生的热释光强度进行的一种找矿方法，它属于累积测氡方法的范畴。该方法的灵敏度和异常的重现性远比一般累积测氡及其子体方法好。

2.2Po法po是氡经过3次a衰变和2次β衰变后形成铅（pb），再经2次β衰变而形成的。在氡的衰变子体中铅（pb）的半衰期最长，为22.3年。由于氡在迁移过程中不断衰变与积累，长时间后就形成了与氡基本处于放射性平衡的pb晕。此pb晕可用于反映该处长时间里氡浓度的平均值。与氡浓度不同的是，即使在近地表，pb的浓度也不受气候变化的影响。若采取土壤样品测量其中pb的浓度，换算成pb的含量将可能直接反映取样点的氡浓度。在这个意义上，pb法找矿实质上也是氡法找矿，可应用它寻找深部铀矿。土壤中pb的量可以通过测定它的衰变子体210Bi的β射线强度或po的a射线强度的方法来确定。由于po的半衰期较长（T=133.4d），是较强的a辐射体，可以用电化学置换方法将盐酸溶液中的po有效地置换出来。

3.方法应用及效果分析

3.1方法应用

测线的布设遵循垂直于断层走向的原则。在黄溪水断裂构造带上布置了3两条剖面进行po、土壤热释光和伽马总量测量。野外取样按照土壤地球化学规范（DZ/T0145-94）的要求进行。土壤样品主要取自B层土壤样，取样点距10m。样重不少于150g，重复样不少于5%。对野外采集的土壤样品进行风干后，过80目筛，称重。

（1）土壤天然热释光法

提取lmg样品放入托盘后要均匀的铺开，尽量使样品同一厚度测量。用高灵敏度的热释光测量仪器（FJ-427A1型）测量样品的热释光强度（单位为辐射剂量单位：/xGy）。

（2）po法

提取5g样品与按规格配置的浓液（0.3g抗坏血酸加16.7%浓度盐酸配置），加上标记铜片，在摇床上摇3h以上。取出来，清洗，最后通过仪器WAY-5B五通道a仪进行不换算测量5min。

3.2应用效果分析

根据学堂坳地区三条综合物探剖面测量数据统计结果，po活度和土壤热释光强度以及y强度的背景值、标准差、变异系数均较高（图1）。po活度极值变化11.53Bq/kg～1027.1Bq/kg，变异系数49.39%。异常点达16个，占总测点5%以上；土壤热释光强度变化31.2Cy～1031/zGv，变异系数46.39%。异常点达14个，占总测点5%以上。众多的增高点、异常点的分布，反映了该地区存在较大的离散性，其分布特征与母体铀元素分布密切相关。

图1为1-1综合物探剖面图，从图中可看出三种物探方法的剖面曲线变化基本一致，相比较而言，y曲线变化较平缓，土壤热释光强度和po活度异常峰值更为突出。剖面中210po活度一般在64.62Bq/kg～330.3Bq/kg之间，最大值985.86Bq/kg。异常曲线变化表现为：在0～400m测段，po活度为相对低值（53.02Bq/kg～325.48Bq/kg），且变化平缓；由南向北，即420m～520m的测段，Po活度急剧增高，出现幅值为985.86Bq/kg的异常主峰，此处为含铀矿断裂构造部位；在570m～610m测段，出现次一级po活度异常峰，推测此处存在隐伏含矿构造。

土壤热释光强度一般在61.2/zGy～387.3/zGy之间，最大值1031/xGy。异常曲线变化表现为：基本与2mpo活度异常一致，在0～400m测段，土壤热释光强度锯齿状；由南向北，即450m～510m的测段，土壤热释光强度急剧增高，呈现幅值为1031/xGy的异常主峰，与含矿构造对应；在580m～620m测段，出现次级异常峰值，推测此处存在隐伏含矿构造。

4.结论

（1）本次po土壤测量、天然热释光测量和伽马总量综合剖面测量三种测量方式所反应的异常分布特征大致吻合，比对性好，说明三种方法测量数据可靠，均真实反映了深部放射性场特征。

（2）热释光测量方法、po法用在寻找铀矿方面，异常峰值明显，与已知含矿构造对应较好，具很好的找矿效果。同时找矿灵敏度高、适应性强、野外工作方法简单、相对影响因素少等优点，是找深部铀矿的一种较为直接的方法。

（3）在大面积覆盖区进行放射性测量找矿上，采用多种物探方法组合，可以更好地寻找新的放射性异常点、带，提取深部铀矿化信息，为深部找矿预测提供更多有用信息。