土壤氡测量在连山关祁家堡子地区铀矿勘查中的应用

艾虎，王泽霞，李茂

土壤氡测量在连山关祁家堡子地区铀矿勘查中的应用

艾虎，王泽霞，李茂

（核工业航测遥感中心，铀资源地球物理勘查技术中心重点实验室，石家庄050002）

连山关祁家堡子地区岩体接触带为一条重要的控矿构造带，由于地表第四系覆盖较厚以及矿体埋藏较深，前人开展的地面γ能谱测量未能发现有意义的异常。通过土壤氡测量，发现了5条氡浓度异常带，其中P-5号氡浓度异常带已经钻探查证，发现铀异常孔2个、矿化孔1个。

祁家堡子地区；土壤氡测量；铀矿勘查

连山关岩体接触带为辽东—吉南古元古代裂谷北缘的一条重要的成矿带，区域上已发现和提交的铀矿床、矿点均沿岩体与辽河群浪子山组接触带分布［1］，但其地表第四系覆盖较厚，深部构造展布形态复杂，加大了区内地质找矿工作难度。为寻找铀矿勘查突破口，经对区内地质条件分析和前人应用地面γ能谱测量效果不佳的经验，选择了覆盖条件下能探索深部铀源信息的土壤氡测量方法，采用由点、线到面的分析原则，总结了研究区岩体接触带的氡浓度异常分布特征。测量结果表明该区氡浓度异常峰值高、连续性好，总体呈NW走向，主要沿岩体接触带走向分布，其分布形态、规模明显受岩体接触带控制，圈定了氡浓度异常带5条，编号分别为P-1、P-2、P-3、P-4和P-5，其中P-5号氡浓度异常带经后期钻探查证，发现铀异常孔2个、矿化孔1个，为本区铀矿勘查提供了深部找矿信息，取得了较好的应用效果。

1 地质概况及铀矿化特征

1.1 地质概况

研究区位于连山关岩体接触带南翼的中东段（图1），该接触带走向NW，其南部被古元古代辽河群沉积变质岩系所覆盖。岩体的核部为新太古代连山关钾质混合花岗杂岩体。

岩体：连山关岩体主体由红色钾质混合花岗岩（Mγ2）组成，其间有少量早期钠质花岗片麻岩残留体，并大量分布古太古界鞍山群残留体，边部分布有在韧性剪切背景下发生的动态部分熔融作用形成的白色重熔混合岩（Mγ2b）。白色重熔混合岩分布在红色混合花岗岩与辽河群浪子山组之间，与围岩呈和谐的过渡关系［2］。

地层：主要由辽河群组成，为一套浅海相、碎屑黏土以及火山岩相、碳酸盐相沉积，自下而上分为4个组，即浪子山组（Pt1l）、里尔峪组（Pt1lr）、高家峪组（Pt1g）和大石桥组（Pt1d）。其中浪子山组直接与岩体呈不整合接触。

构造：区内构造以EW、NW向为主，NE向其次，多为密集压性、压扭性构造及层间构造，地层倾角较缓，局部地段较陡，个别地段具倒转现象。

1.2 铀矿化特征

区内铀矿化主要受连山关岩体与辽河群浪子山组接触带、NE向次级褶皱以及NE、NNE向断裂构造控制，铀主要充填在NEE向的挤压破碎带和压扭性构造所产生的低次序构造中［3］。矿化产状与地层产状基本一致，走向呈NWW—SEE，倾向S，倾角30°～60°。围岩蚀变有钠长石化、绢云母化、绢英岩化、硅化、碳酸盐化和绿泥石化等。

2 土壤氡测量野外工作方法及测线布置

2.1 土壤氡测量野外工作方法

本次土壤氡测量使用HDC-120401型测氡仪，使用前对仪器进行标定以确定仪器读数值（CPS）和氡浓度值（Bq·L-1）之间的换算系数。每日出工前收工后对测氡仪进行稳定性检查，确保仪器早晚测试相对于平均值变化偏差不大于±10%。

数据采集：先在测点上用钢钎打一个深约0.8m的孔，然后插入取样器，将周围土壤压实，用橡皮管连接取样器和仪器，放入探测片，打开仪器，先排尽取样器中的空气后抽取地下气样，使取样器中压力达到0.15 MPa值开始采样，等待2 min，使氡子体在带负高压的探测片上沉积。最后将探测片取出，放入探测室中，测量218Po的α射线的计数率，测量结束后仪器根据标定系数自动转换为氡浓度值，最终将结果记入野外班报中。

为保证测量数据的一致性，同一测区内的取样深度、取样方式尽量保持一致。对处于断崖、河沟、基岩出露的取样点，无法采集时，采用移动点位的办法，即在不大于10%点距范围内进行取样，同时在野外记录本上注明。

2.2 测线布置

研究区岩体接触带走向NW，据此，垂直其走向共布置土壤氡测量探测剖面23条，其中L09剖面穿过3个已知钻孔［2］，点距20m，线距400m，测线方位N35°E。

3 数据处理

3.1 原始数据特征

为确定区内氡浓度背景值及异常下限，首先对研究区的原始数据分布特征进行了统计分析，基本符合正态分布规律（图2）。

3.2 氡浓度背景值、异常晕及异常点下限的确定

为了对研究区氡浓度特征进行分析，根据异常与平均值及标准方差之间的关系，进行了数据统计。数据统计中，为避免氡浓度特高值对背景值及异常晕下限的影响，采用平均值加（减）3倍标准方差的方法对数据进行剔除，直至无氡浓度特高值存在为止，求出最终的平均值和标准方差。以平均值作为研究区的背景值，以平均值加1倍标准方差为偏高晕下限，平均值加2倍标准方差为高晕下限，平均值加3倍标准方差作为异常晕的下限，平均值的5倍作为异常点的下限［4］。研究区氡异常及晕级下限见表1。

4 氡浓度异常分析

4.1 氡浓度曲线典型剖面分析

研究区各剖面氡浓度曲线形态及异常分布特征基本一致［5］，下面以L03剖面为例来进行概述。

图3为L03线地质物探综合剖面，该剖面位于研究区北西端及北沟西侧，向NE方向依次穿过的地层及岩体为辽河群浪子山组二云片岩、石英岩及白色重熔混合岩；构造有F1断层、岩体接触带，剖面长度720 m，剖面方位N35°E。

由图3可见，辽河群浪子山组与岩体的氡浓度主要表现以背景值分布为特征（剖面背景值19.00 Bq·L-1），但在剖面平距20 m，即F1断层上盘附近的下坡方向以及390～430、660 m附近出现氡浓度异常晕；平距200～300、400 m附近出现氡浓度异常段。其中平距200～300 m的异常段最为醒目，峰值为183.88 Bq·L-1，异常宽度大、峰值高。由地质剖面可见，异常主要由浪子山组片岩、石英岩与岩体接触带引起；平距20 m浪子山组片岩中的氡浓度异常峰值稍低，主要由F1断裂构造引起；平距390～430、660 m处反映的氡浓度异常晕，其峰值不高，主要由岩体局部铀含量偏高引起。由剖面分析可见，辽河群浪子山组与岩体中氡浓度总体以背景值分布为特征，而岩体接触带、断裂构造部位则表现为明显的异常特征。

4.2 氡浓度异常段/点评价

为评价氡浓度异常强度，对区内的异常段点进行了统计，每条剖面的统计结果见表2。主要利用异常峰值和异常衬度等参数进行异常评价。各异常段的异常峰值与平均氡浓度的比值为其异常衬度。单剖面异常评价时，依据异常区段的异常衬度≥1.5、≥1.3～＜1.5和≥1.0～＜1.3分别划分出异常强度为较高、中等和较弱［6］。可以看出大部分异常衬度都大于1.5，其异常强度较高。在主要异常段内，异常点个数一般大于5，异常宽度一般大于100 m，连续性较好，特别是L20线的3～38号点异常段内，其异常点数为36个，宽度达700 m，连续性好且异常衬度高达3.61，异常峰值最高达384.94 Bq·L-1，异常显著。

4.3 氡浓度异常解释

根据异常划分原则，区内圈定氡浓度异常带5条，编号分别为P-1、P-2、P-3、P-4、P-5。由图4可见，全区氡浓度异常分布为5条带，均呈NW走向，受控于岩体接触带及断层。5条异常带中，长轴状异常带4条（P-1、P-2、P-3、P-4），不规则等轴状异常带一条（P-5），下面结合区内地质资料分别进行综合分析。

P-1号氡浓度异常带：位于区内北沟的北西侧L02～L04线之间，呈NW向长轴状形态展布。异常清晰度以及连续性好，具北西窄、南东宽特征，长950m，宽60～200m。

该异常带与辽河群浪子山组片岩、石英岩及重熔混合岩相对应，异常展布方向与接触带走向一致，分布范围明显受该构造控制。

P-2号氡浓度异常带：位于测区中部北沟东侧L07～L09线之间，呈NW向长轴豆角状形态展布。异常连续性较好，长910 m，宽20～130 m。

该异常带与辽河群浪子山组片岩、石英岩及混合花岗岩相对应，异常展布方向和分布范围主要受岩体接触带及F1断层共同控制。区内已知的铀矿点就位于该异常带内。

P-3号氡浓度异常带：位于L07～L08线的南西端辽河群浪子山组片岩中，呈NW向展布。该异常带未封闭，有向SW方向延伸的趋势，异常展布方向和分布范围主要受F1断层控制。

P-4号氡浓度异常带：位于测区中部云盘沟西侧L13～L14线之间，呈NW向马鞍状形态展布。异常清晰度及连续性较好，长870m，宽40～200m，与辽河群浪子山组片岩、石英岩及重熔混合岩相对应，异常展布方向和分布范围主要受岩体接触带及F4、F5断层共同控制。

P-5号氡浓度异常带：位于测区东南部小北沟L19～L21线之间，呈不规则等轴状展布。异常连续醒目，最大长度约1 000 m，最大宽度为800m，与辽河群浪子山组片岩、石英岩及重熔混合岩相对应，异常展布方向和分布范围主要受岩体接触带及F9、F10断层共同控制。

综上所述，全区氡浓度异常带主要沿岩体接触带走向分布，其分布形态、规模主要受岩体接触带控制。究其原因：岩体接触带为区内铀成矿聚集区，氡气源充足；其次，岩体接触带基本上沿辽河群浪子山组与太古宙结晶基底间原始角度不整合面—两者结合薄弱带形成，次级断裂构造发育，为氡气的运移提供了良好通道，从而形成了沿接触带分布十分醒目的氡浓度异常。

前人在该地区开展过地面γ能谱测量，由于地表第四系覆盖较厚以及矿体埋藏较深，未发现有意义的异常［5］。因此，上述沿接触带分布的氡浓度异常说明来自深部，指示了区内深部存在有利的铀矿化信息。

5 结论

1）通过本次土壤氡测量圈定了5条氡浓度异常带，其连续性较好，峰值高、宽度大，主要沿岩体接触带走向分布。其中P-2号氡浓度异常带内有前人发现的铀矿点，经钻探查证，已发现工业孔一个；P-5号氡浓度异常带经后期钻探查证发现铀异常孔两个、矿化孔一个。因此，区内氡浓度异常带的分布范围可作为本区具有铀矿找矿意义的远景片或有勘查前景的地段加以重视以及作为开展后续地质、钻探工作的依据。

2）区内第四系覆盖较厚，分布范围较广，土壤氡测量方法在连山关祁家堡子地区应用效果良好，表明该方法在区域铀矿勘查工作中，对表层覆盖较厚，其他方法难于获取有效信息的地段是行之有效的，可以推广应用。

［1］刘德正.辽东连山关地区古元古代富铀矿床的主导赋矿因素与找矿方向［J］.铀矿地质，1990，6（4）:193-201.

［2］庄廷新.辽宁省本溪县黄沟地区铀矿普查报告［R］.沈阳:核工业240研究所，2010.

［3］徐国庆.3075铀矿床成矿作用研究［R］.北京:核工业北京地质研究院，1990.

［4］EJ/T605—1991《氡及其子体测量规范》［S］.北京：中国核工业集团公司，1991.

［5］李茂.辽宁省本溪县连山关—祁家堡子地区物探测量报告［R］.石家庄:核工业航测遥感中心，2012.

［6］韩娟，刘汉彬，孙晔，等.土壤氡测量在呼斯梁—柴登壕地区砂岩型铀矿勘查中的应用［J］.世界核地质科学，2013，30（1）:38-43.

App lication of soil radon survey for uranium exp loration in Qijiabuzi area of Lianshanguan

AIHu，WANG Zexia，LIMao

（Key Laboratory for Geophysical Exploration Technology Center of Uranium Resources，Airborne Survey and Remote Sensing Center of Nuclear Industry，Shijiazhuang 050002，China）

In Qijiabuzi area of Lianshanguan，the contact zone of Lianshanguan complex rock is an importantmetallogenic belt.Because the surface is covered by thick Quaternary and the orebody was buried in depth，ground gamma spectrometry of previous survey failed to find significant anomalies.By the survey of soil radon，five radon concentration anomalieswere delineated，and the P-5 anomaly belt hasbeen verified by drilling，which found two uranium anomaly holesand onemineralization hole.

Qijiabuziarea；soil radon survey；uranium exploration

P632＋.1；P619.14

A

1672-0636（2014）03-0536-06

10.3969/j.issn.1672-0636.2014.03.008

2013-07-09；

2013-10-09

艾虎（1987—），男，湖北武汉人，助理工程师，主要从事铀矿勘查工作。

E-mail:272097207@qq.com