钻孔放射性水化学找矿效果及问题探讨

2021-11-30庞文静陈贝贝

世界有色金属 2021年19期

庞文静，陈贝贝

（1.江西省地质局二六一大队，江西鹰潭 335001；2.江西省能源矿产地质调查研究院，江西南昌 330103）

钻孔放射性水化学找矿工作可以充分结合所在地区地质条件及水文环境特征，明确矿体实际存储位置，对后续找矿工作进行指导，保障找矿质量与效率。为充分发挥出钻孔放射性水化学找矿实际应用水平，应当着重关注钻孔放射性水化学找矿应用效果，发现钻孔放射性水化学找矿实际应用过程中存在的各类不足之处，对钻孔放射性水化学找矿应用流程进行不断优化。

1 钻孔放射性水化学找矿原理与流程

1.1 钻孔放射性水化学找矿原理

钻孔放射性水化学找矿应用原理主要就是遵照地下水在空隙或裂缝中的运动规律，预判矿产资源所在位置。由于地下水流过富含矿产资源的地段时，水体内部会携带丰富的放射物质，借助钻孔抽水的方式，可以对此些放射性物质进行细致检验，借助检验结果判断放射物质元素含量以及含量实际变化规律。结合当地地质条件、水文特征，判断矿产资源实际分布情况，以便有效找寻出盲矿体所在位置。

1.2 钻孔放射性水化学找矿流程

在钻孔放射性水化学找矿实际应用期间，需要首先在钻进过程中进行简易的水文地质观察，要求钻进尺度应当为15m～20m[1]。在返回冲洗液期间，需要着重关注矿段、破碎带、接触带等加密取样管理工作。

其次，在终孔钻进完毕后，还需要进行测井作业处理。注重测量井液电阻率，以及冲孔情况；

此后，在钻孔放射性水化学找矿抽水环节，实际水位会降低三次。一般性钻孔过程中，降低深度最大，能够延续的时间长度为8～15小时，最大降低深度为24～32小时。在实际抽水过程中需要注重细致观测静止水位，在静止水位0.5米的位置处选取构造带、岩性等取样值。在抽水没有稳定的情况下，需要缩短抽水取样时间，并在抽水稳定的最后阶段分别对检测对象进行再次取样。着重关注矿产地区含水带、含矿带等深入采样工作。在实际抽水期间，需要采集水文地球化学环境指标、伴生元素样品。采样后所得到的数值需要绘制成相应的元素分布以及变化曲线图，确保该图纸能够在保障后续找矿工作高质高效开展过程中发挥出重要作用。

最后，在钻孔放射性水化学找矿开展工作中，还需要重点检测异常水所在位置、天然状态下的异常浓度、异常水与矿体之间的内部关联。在实际抽水过程中，需要将抽水后的水位恢复到原有静止水位置，并对该位置进行深度取样。要求取样深度应当由上至下深入开展，在矿化位置与水异常位置处，需要进行加密取样工作。

2 钻孔放射性水化学找矿成果分析

为确保抽水前后的放射性物质含量变化情况可以得到充分对比分析，还需要确保地下水天然状态下的放射元素含量值测量全面精准。获得检测含量后，才可以确定深度取样平均值。

对抽水过程中不同物质含量的曲线图进行解释。由于矿体所在位置、方向以及钻孔取水手段存在较大差异，还需要着重关注不同物质含量曲线图的解释工作。结合巴兰诺夫数学公式应用原理，优化富集公式内容。依照地下水动力学原理，充分解释抽水曲线类型。结合抽水后取样情况以及长期动态检测结果，判断矿产资源所在位置。同时，在分析钻孔放射性水化学找矿成果过程中，还需要着重关注抽水时的深度、长期动态观测结果、井液电阻率、物探资料等内容，使钻孔放射性水化学找矿成果能够得到精准解释。

在实际抽水过程中，水体内化学放射物质含量的曲线形态可以分为上升形态、平缓形态、起伏形态与下落形态。如发现曲线形态具有上升性特征的情况下，则说明该地区存在盲矿，且盲矿的位置主要位于上游地段。盲矿位置在钻孔上游处、侧上方等情况下，可表现出急剧上升形态。而盲矿位置位于下游或侧下方的情况下，曲线呈现出突跃上升特征；在矿体位于钻孔侧向的情况下，曲线呈现出缓跃上升形态。

如绘制曲线具有平滑性特征的情况下，则说明抽水时间延长，内部化学放射性物质的绝对含量值不高，在抽水影响范围之内没有矿产资源；如果化学放射物质的绝对值含量较高，则说明钻孔周边或附近处具有大规模矿化情况，相应的化学放射物质气体聚集在周边。

在电力找矿曲线呈现出起伏较大的情况下，则说明钻孔附近有矿，但是矿产规模较小，主要为多个远距离小矿体组成。

在电力找矿曲线为下落形态，说明矿体规模较小，水体内化学物质放射含量减少，抽水期间大量放射物质被水冲淡。

3 钻孔放射性水化学找矿抽水前后观测结果

对比分析钻孔放射性水化学找矿，抽水前后化学放射物质含量较低，由于矿体位于抽水孔下游或侧面阶段，在抽水期间放射性水物质进入到孔内。停止抽水后，放射性物质的含量降低或者停留在第4系潜水处。对比分析抽水过程中的取样观测结果，发现在化学放射物质含量增高的情况下，矿体主要位于中上游阶段。受到抽水作用影响，钻孔4周的非放射性水冲淡了放射性水。同时，如果矿体规模较小，在实际抽水过程中的放射性水也会容易被冲淡，在不冲水的情况下又恢复到原有物质含量情况。

抽水前与抽水后，如化学放射物质的含量始终保持在较高阶段，则说明钻孔在规模较大的矿体中间，钻孔深部或上部位置含有高品质的含矿层。在抽水前与抽水后，如化学放射物质的含量始终保持在较低阶段，则说明在钻孔抽水的影响范围之内不存在高品质矿体。如抽水前抽水后发现化学放射物质含量变化情况并不稳定，则说明受降水作用影响，不含化学放射物质的水冲淡了放射性水，导致水内部的化学发射物质含量逐步下降。在潜体上部存在矿体的情况下，降水会导致抗体结构出现淋滤情况，导致水内放射物质化学元素明显升高。

借助化学放射物质含量曲线图，分析曲线形态特征与化学放射物质含量的基本关系。采用定深取样手段，发现化学放射物质曲线形态多呈现出锯齿状特征，曲线峰值与钻口附近的矿化情况基本位于同一位置。通过此曲线变化结果，可以作为分析水异常以及矿化赋存位置的重要依据。同时，在测量化学放射物质相对含量变化结果的情况下，还可以将该结果作为判断异常水文位置以及矿体埋藏位置的重要指导依据。

在实际抽水工作开展期间，如果抽水曲线为上升形态，化学物质的含量偏高或者异常情况，则说明定深取样位置主要位于含水层部位化学放射物质的含量进一步提升，异常水源主要位于含水层方向。如果定深取样实际含水层内部的化学放射物质含量下降，则说明异常水源位置主要位于非补给方向，实际矿化规模不大，可开采率不高。

钻孔放射性水化学找矿运行期间，化学放射物质含量曲线较为平滑，并没有出现相对异常情况，说明化学放射物质含量不大。如果数值曲线较为平滑、部分测点含量较高，表明钻孔及钻孔周边没有富含矿藏。在化学放射物质检测值异常或者检测含量较高的情况下，说明钻孔上游方向存在矿化情况，并在实际抽水过程中没有影响到水体中的化学放射物质含量情况。在停止抽水后，上游水晕会向钻口方向移动，导致定深取样后的化学放射物质含量进一步增长。如果在实际抽水检验过程中发现化学放射物质为平缓的高值曲线，说明化学放射物质在水体中的含量较高，且钻孔可能位于矿体中心位置，这些矿化规模较大。

结合抽水化学放射性物质检测成果，注重对盲矿的距离以及实际规模进行验证。注重推算盲矿距离以及实际规模，现阶段应用的各类经验公式尚不完善，因此需要采用抽水时间曲线中的峰值到达时间以及峰值延续时间作为实际推算要点。