氡气测量在川西北碳硅泥岩型铀矿找矿中的效果

张立军，陈田华，唐德明，李宏涛



氡气测量在川西北碳硅泥岩型铀矿找矿中的效果

张立军1，陈田华2，唐德明3，李宏涛2

（1.四川省核工业地质局，成都 610061；2.四川省核工业地质调查院，成都 610061；3.四川省核工业辐射测试防护院，成都 610061）

介绍了氡气测量的基本原理，通过在川西北地区碳硅泥岩型铀矿床己知矿床的氡气测量结果、对比分析，结果显示，氡气测量是寻找深部隐伏铀矿体的有效手段。

氡气测量；铀矿体；找矿；川西北

氡有三个同位素， 222Rn、220Rn和219Rn，均属隋性气体。它们只放出α射线，半衰期分别为3.825d、54.5s、3.96s。220Rn和219Rn的半衰期较短，在自然界含量很低，在应用中往往可以忽略，因此氡气测量的主要对象是222Rn。氡气测量的应用范围较广，它不仅是寻找深部隐伏铀矿体和构造的有效手段，同时也可用于研究地质构造运动，解决水文地质和工程地质有关问题及预报地震等。

1 地质背景

川西北地区碳硅泥岩型铀矿产于白依背斜北翼，区内地层主要为下志留统羊肠沟组（S1y）、塔尔组（S1t）和拉垅组（S1l），岩性为浅变质粉砂岩、粉砂质板岩、炭质板岩夹硅灰岩透镜体。含矿岩层呈单斜产出，次级断裂构造发育，以近东西向为主，北东向次之，产状较陡。

铀矿体主要赋存于羊肠沟组上段、塔尔组上段和拉垅组上段的硅灰岩层中，受断层控制，顺层产出，矿体和围岩无明显界线。矿体似层状、透镜状，多以定向排列的矿体群出现，有膨胀收缩、尖灭再现、分支复合等变化。矿体展布总体趋势与岩层产状一致，与层间断裂构造基本吻合，沿走向延伸不清，沿倾向延深大于400m，较稳定；矿体倾角63°～83°，见矿标高2 800～3 300m。

区内铀矿化受岩性、构造及层间破碎带控制，地表覆盖层较厚，这为氡气的运移提供了较好的空间条件，具有较好开展氡气测量的条件。氡气测量分为累积测量和瞬时测量〔3、4〕，目前工作中多采用瞬时氡气测量方法，使用FD－3 017RaA测氡仪确定土壤中氡浓度，其优点是探测器无污染，不存在钍射气的干扰，具有较高灵敏度、简捷快速等优点。

2 应用效果分析

为验证氡气测量找矿效果，在已知区和未知区各布置了1条精测试验剖面（A号线和B号线）。已知X号矿体的氡气测量曲线形态比较复杂（A号线），呈较大幅度的跳跃式起伏变化。线上有6个明显的异常峰（图1-a），在250～350m间出现的⑤～⑥号为相对微弱异常峰，均出现在含矿层上盘塔尔组下段变质砂岩中；在400～590m间出现了①～④号为陡变的高值异常峰，最高峰氡浓度达800Bq/L，出现在硅灰岩层的层间破碎带中，组成2个主异常。根据氡异常特征及出现异常及其产出的地质体特征，可认为它们是由同一个（组）深部矿体引起的一对斜向异常和垂向异常（统称对偶异常〔5〕）。①~④号峰组成斜向异常，⑤~⑥号峰为垂向异常。根据对偶异常的形成机理，用作图法可大致推测其深部矿体的位置。分别通过斜向异常和垂向异常的中心点（C、C1；D、D1）作斜线和垂线（其倾角与层间断裂的倾角一致）交于G、G1点，该交点便是推测矿体的位置（图1-a）。作图推测矿体埋深在标高2 800～3 300m左右。

根据己知钻孔地质物探资料，ZKA-2钻孔在标高3 050m处见F1、标高2 800~2 900m处见矿体和F2（图1-b）。见矿位置与氡气测量预测矿体的位置基本吻合。

位于A号勘探线以东×××m处的B号勘探线有6个异常峰（图2-a）。该线氡气曲线异常变化较为明显，在235～300m之间出现⑤～⑥号为相对微弱异常峰，均产于含矿层上盘塔尔组下段变质砂岩中；在370～520m之间出现了①～④峰陡变明显高值异常峰，其主峰氡浓度达750Bq/L，均产在硅灰岩层的层间破碎带中，组成2个主异常。根据氡异常特征及其产出的地质体特征，同样采用A号勘探线推测方法，推测矿体的位置（图2-a）。推测矿体埋深在标高2 820～3 000m左右。根据氡异常推测位置设计了ZKB-4钻孔，经过钻孔揭露验证在标高3 180m处见F1、标高2 840～2 980m处见矿体和F2（图2-b）。见矿位置与氡气测量推测矿体的位置基本吻合。

综上所述，根据氡气异常峰位推测矿体位置与钻孔见矿情况对比基本吻合。因此，在川西北碳硅泥岩型铀矿床利用氡气测量来寻找深部隐伏铀矿体和构造是可行的。

3 结论

通过上述分析：①氡气异常的出现部位不但能显示地下深部可能存在隐伏铀矿体或隐伏构造。而且在一定程度上能推测铀矿体或构造的埋深。②在川西北地区碳硅泥岩型铀矿床开展氡气测量是一种寻找深部隐伏铀矿体和构造的有效手段。

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[2] 吴慧山，白云生，林云飞，等．氡迁移的接力传递作用[J]．地球物理学报，1997，40（1）。

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[5] 游云飞，汞法找矿[M]. 北京: 原子能出版社1996.8.

The Results of the Application of Radon Survey to Prospecting of Black Shale Uranium Deposits in Northwest Sichuan

ZHANG Li-jun1CHEN Tian-hua2TANG De-ming3LI Hong-tao2

(1-Sichuan Bureau of Uranium Geology, Chengdu 610061; 2-Sichuan Institute of Uranium Geology, Chengdu 610061; 3-Research Institute for Geoanalysis and Protection, Sichuan Bureau of Uranium Geology, Chengdu 610503)

This paper describes the fundamental principles of radon survey. Radon survey for black shale uranium ore fields in Zoigê, northwest Sichuan indicated that it is an effective means for searching for uranium ore.

radon survey; uranium ore; prospecting; northwest Sichuan

P632+.5

A

1006-0995（2015）01-0132-02

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.01.031

2013-10-08

张立军（1980-），男，内蒙古人，高级工程师，主要从事地质调查与矿产勘查研究工作