陈渝罗

（广东省核工业地质局二九三大队， 广东广州 510800）

下庄矿田位于广东省翁源县，主要有五种矿化类型，分别是硅化带大脉型、密集裂隙带型、“交点”型、蚀变碎裂岩型、花岗岩外带型，其中硅化带大脉型和“交点”型矿储量占矿田已控制总储量的70%以上［1］。在下庄矿田找矿初期，正是通过放射性物探方法圈定放射性异常区域，提供找矿远景区，确定找矿靶区。在下庄矿田六十多年的找矿史上，放射性物探方法得到了广泛的应用。

1 放射性物探方法的应用

放射性物探方法主要是利用天然放射性核素的衰变特征，通过物探仪器对衰变过程产生的粒子和射线（α、β、γ）进行采集，达到找矿的目的。放射性物探方法主要有伽玛测量、伽玛能谱测量、射气测量、α径迹测量、钋210测量、土壤热释光测量等。在下庄矿田找矿开展过不同大小比例尺的放射性物探方法，其中以伽玛测量、伽玛能谱测量、射气测量、α径迹测量、钋210测量为主，近十年仍广泛应用的方法主要有伽玛测量、伽玛能谱测量、射气测量。

1.1 伽玛测量

1.1.1 基本原理

伽玛测量是利用仪器探测地质体中铀及其衰变子体释放出的γ射线来找矿的［2］。在自然界中，当铀镭含量处于放射性平衡的状态下，铀元素释放出来的γ射线占总量的2.1%，镭元素占97.9%，因此伽玛测量实际上是通过测量铀的衰变产物镭的γ射线来实现的。

伽玛测量一般选择岩石露头良好，浮土厚度不超过2m，分散晕发育及地质条件对成矿有利的地区。野外工作按照规范选择规则或不规则测网进行数据采集。室内对数据进行数理统计，计算平均值、标准差、确定异常等级值，绘制成果图件，圈定出异常区域供进一步找矿利用［3］。

1.1.2 应用举例

前人在下庄矿田东部坪田地区开展了1:5000伽玛测量，圈出伽玛偏高场晕圈4个，伽玛高场晕圈11个，异常场晕圈10个（图1）。结果显示，伽玛高场和异常场晕圈重合较好，异常晕圈由北往南延伸连续性好，异常轴向分布与构造带、岩性分界面的接触带走向一致，推测伽玛异常晕圈部位具有较好的找矿前景。前人在异常区域共施工40多个钻孔进行揭露，其中多数钻孔揭露到厚度和品位较好的隐伏工业矿体。

图1 坪田地区伽玛测量成果图

成果表明，伽玛测量在铀矿勘查中对圈定找矿远景区，寻找隐伏铀矿体的效果显著，加上其操作简单有效的优势，在铀矿勘查中得到最为广泛的应用。

1.2 伽玛能谱测量

1.2.1 基本原理

伽玛能谱测量是通过测量地质体中的伽玛射线强度和铀、钍、钾含量的关系来寻找铀矿体的放射性测量方法［2］。伽玛能谱测量是在野外现场定量测定天然状态下岩石中铀、钍、钾的含量，一方面减少了大量繁重的野外取样、加工，室内物理、化学分析工作；另一方面由于岩石的物理、化学状态没有被破坏，测量数据代表性强。伽玛能谱测量野外工作方法与伽玛测量基本一致，室内对数据进行数理统计，计算铀、钍、钾含量的平均值、标准差、确定异常等级值，绘制综合成果图件，圈定出各类异常晕圈［4］。

1.2.2 应用举例

2015年笔者所在工作组在下庄矿田西部黄沙坑地区开展了伽玛能谱测量和射气测量工作，主要目的是探索区内主构造带黄陂石英断裂带的成矿部位。共圈出铀异常晕圈7个（U1-U7）（图2）。其中U7号铀异常晕规模较大，异常连续性较好，铀含量为18.55×10-6～67.45×10-6，为背景值得3～8倍，异常所处位置是辉绿岩与构造带的交汇部位，具有较好的“交点”型铀矿的成矿条件。

图2 黄沙坑地区伽玛能谱和射气测量成果图

由于工作区工作程度较低，暂未开展揭露工程进行验证，结合该地区的地质条件与周边矿床的成矿规律对比，下一步工作可在伽玛能谱测量圈定的异常部位开展适当的山地揭露工程进行异常查证。

1.3 射气测量

1.3.1 基本原理

射气测量是通过测量土壤中的氡气浓度，通过研究其分布特征来寻找铀矿体的放射性测量方法［2］。在地质条件有利的情况下，射气测量探测深度最深可达到100m左右。因此射气测量在深部找矿中具有较大的优势，但工作效率偏低，影响因素较多，异常的解释比较复杂。野外工作中，抽气测量的深度不一般为0.8m左右，通过高压收集氡子体后经探测器测量计数。室内对数据进行处理，计算氡气浓度平均值、标准差、确定异常等级值，绘制异常晕圈图件［5］。

1.3.2 应用举例

同样以黄沙坑地区的射气测量为例，共圈定出射气异常晕圈11个（R1-R11）（图2）。其中R6、R7、R8三个异常晕圈规模较大，异常连续性较好，氡气浓度子在81.7～1344.6Bq/L之间，异常峰值最高可达背景值的50倍。与伽玛能谱测量的U7号异常对应一致，异常所处位置是辉绿岩与构造带的交汇部位，进一步验证了"交点"型成矿的可能。

1.4 α径迹测量

1.4.1 基本原理

α径迹测量的工作原理与射气测量基本一致，是放射性元素在衰变过程中产生的氡气再衰变时产生α粒子，撞击到经过处理的胶片上形成痕迹［6］，通过观察径迹点的密度，判断氡气的浓度，达到找矿的目的。该方法在解决深部构造及寻找放射性元素矿体方面效果明显，适用于剖面性研究工作。野外工作中，在测量点进行挖坑埋探测杯装置，要求坑底平整，坑深一般为0.5m。15～30天后对探测装置进行回收，在室内观测、换算氡气浓度，绘制异常等级晕圈图件等。

1.4.2 应用举例

前人在下庄矿田湖子铀矿床开展了大量的伽玛、径迹、钋210、射气测量等工作，圈定出一系列异常晕圈，异常主要受构造带和辉绿岩的“交点”控制。在205、205-1及205-2号带与g11辉绿岩交汇的部位圈定出伽玛晕圈11个、径迹晕圈5个、钋210晕圈4个、射气晕圈7个，其中α径迹晕圈主要集中在205号带与辉绿岩的交汇部位，与其他物探方法异常晕圈的分布特征一致（图3）。

经钻探验证揭露，在该段控制的矿体是湖子铀矿床内最富的“交点”型矿体，在晕圈范围内共圈定17个矿体，提交了丰富的资源量，α径迹晕圈的长轴方向与矿体的走向基本一致。

1.5 钋210测量

1.5.1 基本原理

钋210测量通过测量岩石和土壤中氡衰变的子体钋210的α射线强度，达到找矿的目的。野外工作中在测量点进行土壤取样，要求所取土层为新鲜土壤层，取样坑深约0.5m。对样品进行风干处理后送实验室进行钋210提取，经仪器测量α射线强度，绘制异常成果图件等。

1.5.2 应用举例

以下庄矿田湖子铀矿床为例，在205与g11辉绿岩交汇的部位附近圈定出钋210晕圈4个（图3）。钋210晕圈与α径迹晕圈重合性较好，钋210晕圈的长轴方向与矿体的走向也基本一致。

图3 湖子地区物探综合晕圈图

1.6 土壤天然热释光测量

1.6.1 基本原理

土壤天然热释光测量是采集地表一定深度的土壤样品，用高灵敏度的热释光测量装置测量样品中天然矿物的热释光强度，通过对热释光强度的分析利用，达到寻找铀矿体的目的［7］。土壤天然热释光也是属于累积测氡方法的范畴。野外工作中要求采取新鲜的土壤，每个样品重量约为150g。样品采集完成后，室内进行自然风干、磨碎、过筛等预处理后，在用热释光测量装置进行热释光强的测量。

1.6.2 应用举例

前人在下庄矿田科研工作中开展过该方法的实验研究，验证了该方法可以作为寻找隐伏铀矿体的一种工作手段。在此以东华理工大学吴信民教授及团队在下庄矿田开展土壤天然热释光的研究为例［7］，共进行了两条剖面测量，剖面选择在已知深部存在隐伏矿体的地方进行。结果显示，土壤天然热释光强度曲线的异常部位与深部隐伏的含矿构造带对应一致（图4）。

图4 土壤天然热释光成果图

2 放射性物探方法的思考

下庄矿田经历了六十多年的找矿历史，放射性物探方法发挥了重要的作用。随着工作程度越来越高，浅部的矿体已基本得到工程控制，“攻深找盲”已成为下庄矿田找矿的重要指导思想之一，急需在深部寻求新的找矿突破口。放射性物探方法在深部找矿中的应用难以达到预期目的，如何在深部找矿中继续发挥作用，是一个急需思考的问题。

放射性物探方法的理论是建立在核素衰变的基础上，通过仪器对衰变子体的采集来实现的，目前主要是对伽玛射线、氡及其衰变子体进行测量，这种方法往往对矿体有直接的指导作用，但探测范围及深度有限。随着科学技术的创新，普通物探方法在深部找矿中得到了广泛的应用，如电磁测深、重力、地震等方法能够有效反应地下数百米乃至数公里的地质情况，但解释的多解性太强、抗干扰能力弱、工作成本高，同时在推断的矿体埋深较大的情况下，实施揭露工程验证的风险较大。近十年矿田内累计完成电磁测深方法约25km，推断出大量的异常点带，但通过钻探揭露验证取得的效果并不理想。近年，国内多所地质院校和科研机构在下庄矿田也开展了大量的科研工作，目前仍未总结出有效的方法组合。因此，如何结合放射性物探方法的优势和普通物探测量深度大的特点，寻求有效实用的铀矿勘查深部找矿的方法组合，对找矿突破至关重要。

3 结语

通过放射性物探方法在下庄矿田铀矿勘查中的应用，取得了显著的找矿成果，为我国的铀矿事业做出了突出贡献。面临当前找矿遇到的困难，要充分总结以往的工作经验，合理选择有效的方法手段。在原有理论认识的基础上，积极寻求理论创新，提高放射性方法的利用效率，联合其他工作方法，发挥各自的优势和特点。同时，坚定不移的做好基础地质工作，充分发挥各专业各学科的作用，积极引用新方法、新技术，总结经验教训，共同寻求找矿突破。