放射性水化学在地质找矿中的应用

2021-10-30张森

世界有色金属 2021年9期

张森

（广东省核工业地质局二九二大队，广东河源 517001）

放射性水化学测量是通过系统采集天然水样，测定水中铀、镭、氡、常量组分及其它铀矿化指示元素，查明它们的分布特征、迁移、富集规律及其与铀矿化关系的方法。由于地下水可带来潜水面附件的矿化信息，因此具有找深部盲矿的优势[1]。放射性水化学找矿的原理：铀矿体及其原生晕或次生晕中的元素通过溶解作用、氧化作用、电化学作用、碳酸作用、生物作用以及胶体的作用进入水中，水中铀、氡元素的含量将会增高（可能为原先的数百倍，在个别情况下甚至超过数千倍），水的其他化学成分也会发生变化。如果我们对所在地区的水进行取样，进行水化学分析，一旦发现水异常，我们就可以根据所在地区的矿床特征、围岩性质、水文地质条件、地下水的矿化度、有机物对PH值的影响、水迁移系数与金属元素迁移系数的关系等来分析异常，对这一异常做出评价。若为矿异常则可结合土壤地球化学测量、岩石地化学测量、重力测量、电法测深等方法，大致确定矿体的位置[2]。

1 工作区地质概况

1.1 地层

工作区出露地层：震旦系、泥盆系、二叠系、侏罗系、白垩系、古近系、第四系，而以侏罗系上统火山岩地层最发育。

1.2 构造

调查区的构造以断裂构造为主，褶皱构造不明显。

褶皱：区内褶皱主要为大长沙向斜，位于勘查区中部，分布于矿山宝—野猪嶂一带，呈不规则椭圆形分布，核部主要为上侏罗统高基坪群的中酸性火山岩，核部西侧倾向135°，倾角58°,东侧倾向245°,倾角35°。西翼、北翼为震旦系变质砂岩地层，东翼被花岗岩体侵吞，火山岩盆地遭岩体破坏，两翼地层产状凌乱，出露不完整。

断裂：区内断裂发育，以北东-北北东向为主，次为北西向、近东西向和近南北向。

1.3 岩浆岩

调查区内岩浆岩比较发育，为大东山－贵东EW向岩浆岩带产物，主要分布于大长沙盆地外围，以燕山期的岩浆作用为主，形成中酸性和酸性侵入岩及次火山岩，岩浆活动与矿产关系密切，燕山期岩浆活动是调查区铀矿和有色金属形成的重要时期。

调查区内燕山期岩浆侵入活动最强烈，发生了多期多阶段的侵入活动，主要出露有燕山期第二阶段的中粗粒黑云母花岗岩（γ52（2））和第三阶段的细粒黑（二）云母花岗岩（γ52（3）），属龙川--罗浮岩体。同时区内火山活动具多期次、多旋回特点，所以也有多期次次火山岩，空间上呈定向带状展布，受构造控制明显。主要出露的次火山岩有花岗斑岩(γπ)、次流纹斑岩(λπ)。

1.4 铀矿化特征

工作区被多个铀矿床、矿点包围，成因大多为花岗岩型、火山岩型、沉积型，规模不等，其中北边白面石火山盆地铀矿田达大型。据前人资料，本区震旦系混合岩地层具有高于正常地层的铀丰度值，底数为47ppm，且岩体重融改造强烈，岩体贯入穿插活动较强，伴随区域应力作用，是为非常有利于成矿物质活化、迁移的岩性。花岗斑岩（53（2））受火山边缘塌陷、环状构造控制，具有伽玛异常场晕分布广，岩性铀含量高，多金属异常集中等特点，是非常有利的铀多金属成矿场所。

2 放射性水化学的实施

2.1 野外取样

采用的工作方法是按比例尺要求、水系发育情况布置测线，三人为一个工作小组，由各个工作组根据地下水出露情况，按规范要求用扩散器采取铀、氡水样，做好记录，填好标签，利用FD—3017测氡仪现场测量，把铀水样带回室内分析。本次工作水中铀分析按规范《水中微量铀分析方法》（GB6768-1986）使用液体激光荧光法分析，检出限为0.02μg/L。分析结果未达到检出限的样品，按检出限的1/2（即0.01μg/L）参与统计计算。水中铀基本取样732个，水中氡取样333个。

2.2 背景值、异常值的确定

根据地层成因、岩性的差异以及取样点的分布位置（由于白垩系地层、石英斑岩脉出露区样品较少，不单独统计），把本区分成全区混合和J-K-Q、M、γ等三个地质单元（见表1），进行水中铀、氡数值统计。统计方法为迭代法，统计结果见表2。

表1 地质单元划分表

表2 水中铀、氡数据统计结果表

2.3 克里格等值线的分布

铀估值等值线间距为0.05μg/L，起始值为0μg/L，；氡估值等值线间距为50Bq/L，起始值为50Bq/L。将数据整理后，用MAPGIS软件的DTM分析功能作Kring泛克里格法网格化处理，再用作平面等值线图的绘制。

铀含量克里格小于0.05μg/L的估值等值线，大面积的分布在全区；0.10μg/L的估值等值线面积则大为缩小，主要分布于工作区北部天堂山、东部的流田水、南部的小长沙村及中部的富洲村一带，分别呈近东西向线状、北东向线状、北西向线状及团状分布，且大于0.10μg/L的等值线线距变小，具明显的浓集现象；大于0.50μg/L的估值等值线零星的分布于浓集中心，由少量的点控制。

氡浓度为100Bq/L的克里格估值等值线，较均匀的分布与全区；200Bq/L的等值线，主要分布于工作区北部天堂山、东部流田水村、南部黄沙桥、南中部小长沙村-富洲村及北西部上盘村一带；大于500Bq/L的等值线分布于北部、东部及南部的浓集中心。相较于铀含量克里格等值线分布，氡浓度具有跨度大，低背景场分布均匀，高倍景场浓集点多的特征。

2.4 水异常点和放射性水晕

根据《铀矿水化学找矿规范》EJ/T276-1998中水异常划分标准和上述水中铀、氡底数、异常值的计算结果，将0.06μg/L≤铀含量<0.17μg/L、0.17μg/L≤铀含量<0.45μg/L、铀含量≥0.45μg/L区间值分别圈定为铀偏高点、铀增高点、铀异常点；将213.80Bq/L≤氡浓度<389.05Bq/L、389.05Bq/L≤氡浓度<707.95Bq/L、氡浓度≥707.95/L区间值分别圈定为氡偏高点、氡增高点、氡异常点。

根据《铀矿水化学找矿规范》EJ/T276-1998中水异常划分标准和水异常点的分布特征来进行放射性水晕的圈定。

根据上述原则，本区圈出3个铀异常片、3个铀异常晕及2个氡异常晕（见表3）。各异常晕圈主要分布于盆地边缘的地层岩性整合与不整合接触界面及构造周边，其中Ua-1和Rna-1、Ua-3和Rna-2套合度高，附近分别发育有吊子潭断裂、铁坑断裂及次一级断裂构造，各晕圈位置分属该地段地下水迳流排泄区。