地质勘查放射性测量方法的应用探析

武兴隆　石宗户

摘要：地质勘查放射性测量方法是探测地表岩土天然放射性异常的分布，研究确定地质构造的工程地球物理勘探方法。通过地面放射性勘探发现这种异常，再结合有关地质资料进行综合分析，做出定性的地质推断。文章对地质勘查放射性测量方法的应用方法和效果进行了综述分析。

关键词：地质勘查；放射性测量；应用方法；地表岩土；地质构造 文献标识码：A

中图分类号：TD167 文章编号：1009-2374（2016）23-0151-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.23.075

放射性勘探用于地质工作，始于20世纪20～30年代，而用于工程物探领域则从50年代后期开始。放射性测量技术能够根据不同的找矿阶段，将其具体划分为矿山测量、勘探、详查和普查等内容。根据需要解决的地质任务的区别又可以将其分为室内分析、辐射取样、r测井、射气法、r法等，通过对相关文献资料的查找、分析、处理和整理，对强度异常变化等值线图进行编制，定性分析异常情况及其发生原因，定量分析其解决方法等。

1 放射性法在地质填图中的应用

放射性与不同的构造破碎情况和岩性等存在直接联系，所以可以将放射性技术用于地质填图。在地质填图过程中，通常应用放射性法r对氡气和能谱等进行测量。通过对比分析第四系沉积物图件、化探图件、地质图件、岩性分类及与钾、钍、铀的多参考图件，能够为成矿远景评价、侵入体内部构造研究岩体划分等工作提供参考，尤其是随着近年来计算机技术的广泛应用以及数据处理技术的逐渐发展完善，r能谱测量过程中获取的数据，能够在野外进行即时的现场处理，并形成资料图，从而为后续的地质填图工作提供可靠的指导。

2 放射性法在地质年代、密度、温度等参数测定中的应用

2.1 地质年代的确定

对岩样的地质年代和地球的年龄进行测定，长期以来一直是地质研究人员关注的焦点，也是地质勘查的主要难点。在放射性蜕变规律面世后，通过关系式对比分析经历一段时间之后尚存的原子数和初始原子数目，能够对该样品的存在时间加以确定。蜕变常数一般是固定的，仅取决于核素的不同，这就能够获得一个相对较为准确且有效的地质年代测定方法。在理想的情况下，按照公式能够对岩矿样品的绝对年龄进行相对准确的计算。现阶段常用的地质年代计算方法包括铀-铅法和铷-锶法等，其主要用于古矿物和岩石绝对年龄的测算，而年轻的岩、矿样品则主要通过碳-1法和镤-锾法等加以检测，也可通过热释光法对地质的年代进行测算。利用不同的方式，其检测结果也存在不同的特征，因而可以通过不同的方式进行计算并互为佐证。

2.2 密度、温度等参数的测定

通过物质相互作用的过程和r射线技术，能够通过吸收法或散射法对土壤和岩石的密度加以测定，并能够对大范围岩石的平均密度进行计算。中子吸收法是现阶段较为常用的一种土壤的温度和孔隙度检测技术，而热释汞法则能够对其温度信息进行准确的测定。

3 放射性法在普查石油和天然气中的应用

尽管放射性法早期仅仅用于油气田的勘探与开发，同时也是石油测井中的关键技术，然而在油气田普查中应用放射性法却存在较大的不稳定性，其主要原因在于：一方面是油气田上方放射性异常的形成机制仍然不十分完全；另一方面是地震勘探发展速度十分迅速。但是相关的研究和探索却并未因此而止步，并获得了长足的发展。实践结果表明，油气田上方通常存在微弱的低值放射性异常现象，且基本上平面上的与油气田轮廓相互对应。在油气田的边缘，则通常存在高值放射性

异常。

4 放射性法在水文地质和工程地质中的应用

4.1 放射性法在工程地质勘探中的应用

放射性法可以用于滑坡、岩石塌陷等现象的研究，岩溶的分布也与构造断裂之间存在直接联系，各种地质工程中的过程和现象都会诱发岩石的断裂和破碎，进而加速氡释放与运移，并产生氡的异常。

4.2 放射性法在开发基岩地下水中的应用

通过天然放射性法对基岩地下水蓄水构造进行探索，蓄水构造附近可见放射性异常原因的主要包括：第一，水的地球化学作用诱发放射性异常；第二，岩石的断裂带、裂隙带、破碎带逸出放射性气体进而形成放射性异常；第三，隔水层与含水层的岩性存在差异，进而诱发放射性异常。

5 放射性法在铀矿地质中的应用

在铀矿的采选、勘探和普查过程中，应用最为广泛的技术就是放射性法，且大部分铀矿床也是以放射性法为基础发现的，氡气测量与r测量均为目前常用的应用技术，且效果较为理想。

随着地质勘探工作的日渐完善和发展，其异常表现也较为明显，地表的铀矿藏量大大减少，这就大大增加了铀矿的开发难度，需要应用精度更高、灵敏性更好的综合技术进行深部盲矿体的勘探。

6 放射性法在普查非放射性固体矿产中的应用

第一，在普查金伯利岩金刚石矿以及铌、钽、稀土元素矿勘探中的应用。铌、钽和稀土元素矿床的矿物组合与成因类型均较多且复杂，通过r能谱测量技术，能够准确判断这些矿床的相关放射性异常现象。超基性金伯利岩是原生金刚石矿床的主岩，通常存在于火山道、岩墙及岩脉中。

第二，在金矿勘探中的应用。金矿的分类较为复杂且种类繁多，常见类型包括砂矿型、沉积变质型、热液型等金矿。其中热液型金矿的产生主要受到断裂带和构造带等因素的影响，可以通过氡气测量技术对其断裂构造带加以确定，从而提高含金构造带的勘探效率。在沉积变质型含金砾岩的勘探中，金与放射性元素通常相伴而生，在探查这种金铀共生的矿床时，放射性法具有较高的应用价值。含金砂矿也常伴有放射性矿物，可以通过金伴生的某些元素经X荧光法加以测定。

第三，在有色金属矿床勘探中的应用。汞、砷、铋、钨、钼、锰、镍、锑、钴、锡、钒、铝、铜、铅、锌等均为常见且含量较大的有色金属矿床元素，且各类元素之间通常具有共生性。需要关注的是，上述各类元素也通常是与放射性元素伴生的，主要伴生类型包括钍锡、铀铜、钍铅铈、铀钼钒等，部分放射性元素的含量相对较高，能够达到工业品位的级别，因而能够形成共生的矿床。通常可以通过X荧光测量、累积法测氡技术、r能谱测量等技术对这些矿床的有关地质问题加以解决。

7 结语

综上所述，地质勘查计量制度建立之初，我国的年检定/校准能力仅为数十台，而经过长期的发展完善，我国2010年度检定/校准/测试服务达1100余台件，并实现了全国范围内环保、科研、资源勘查等130余家单位的各类放射性测量核素检测、剂量仪表校准和仪器的检定，也为我国社会经济的快速发展和国民安全提供了可靠的基础。

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（责任编辑：秦逊玉）