地面伽瑪能譜測量在實(shí)際工作中的應(yīng)用

邢立民　張江旭

摘 要： 地面伽瑪能譜測量，是伽瑪能譜用儀器直接測定巖石（土壤）和礦石中鈾（鐳）、釷、鉀的含量。通過對地面伽瑪能譜測量數(shù)據(jù)綜合處理，除了可以直接尋找近地表鈾異常外，它還提供了地層巖石中鈾、釷、鉀含量信息。利用鈾元素在氧化帶的化學(xué)性質(zhì)活潑和釷元素的氧化物非常穩(wěn)定的特性[1]，也為我們提供了地層中鈾、釷、鉀放射性元素的遷移和富集規(guī)律，對下一步找礦工作具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞： 地面伽馬能譜測量； 含量； 鈾異常； 遷移和富集

1. 引言

鈾礦找礦工作始于20世紀(jì)五、六十年代，大面積找礦工作到目前已開展了七十多年，經(jīng)過地質(zhì)工作者的辛苦努力，淺部礦產(chǎn)基本被完全發(fā)掘，近地表礦產(chǎn)資源已近枯竭，開始了鈾礦找礦攻深找盲階段，并取得豐碩成果，進(jìn)入二十一世紀(jì)，為更好的找礦、找大礦，整合財力和人力資源，國土資源部設(shè)立了鄂爾多斯盆地砂巖型鈾礦整裝勘查區(qū)，開展了地表物、化探找礦工作，其主要工作方法有地面伽瑪能譜測量、氡氣測量、音頻大地電磁測深及Po法找礦。2016年度，根據(jù)國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局的項目要求在鄂爾多斯盆地北東部達(dá)拉特旗耳字壕幅開展了150000地面能譜測量工作。

2. 地質(zhì)概況[2]

工作區(qū)位于鄂爾多斯盆地北東部，地質(zhì)構(gòu)造為鄂爾多斯盆地三級構(gòu)造單元伊陜斜坡，伊陜斜坡是鄂爾多斯盆地的主要構(gòu)造單元，占據(jù)了盆地的絕大部分地區(qū)，鄂爾多斯整裝勘查區(qū)位于伊盟隆起和伊陜斜坡的東勝—靖邊單斜，二者對中生代沉積作用和鈾成礦作用有直接的影響。出露地層主要有中新生界三疊系（T）、侏羅系（J）、白堊系下統(tǒng)（K1）、第四系（Q）。其中北部主要為白堊系下統(tǒng)（K1）東勝組，三疊系（T）的灰白、灰綠含礫砂巖二馬營組、棕紅色粉砂巖、泥巖和尚溝組及第四系（Q）地層；南部主要為侏羅系（J）延安組、直羅組和第四系（Q）地層。延安組巖性主要為黑灰色、灰色、灰白色砂巖和、泥巖和煤層；目的層直羅組的分布范圍較小，只在工作區(qū)南部小面積出露。直羅組巖性主要為灰綠、灰黃、紫紅色中細(xì)砂巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖和煤。

3. 鈾、釷、鉀元素異常分布特征

3.1 鈾元素異常分布特征

從鈾元素地球化學(xué)異常分布圖來看（圖1），鈾元素高值區(qū)位于工作區(qū)南西部，出露地層主要侏羅系（J）延安組、直羅組；北部及北東部為鈾元素含量低值區(qū)，僅有部分增高點(diǎn)零星分布，出露地層主要為三疊系（T）的二馬營組、和尚溝組、白堊系下統(tǒng)東勝組（K1dn1）和第四系（Q）地層；鈾元素異常區(qū)大的有兩處，異常點(diǎn)有三處。Ⅰ異常區(qū)位于工作區(qū)中部，其地層主要為三疊系（T）的灰白、灰綠含礫砂巖二馬營組；Ⅱ號異常區(qū)異常高點(diǎn)位于工作區(qū)南部邊界，其地層主要為侏羅系（J）直羅組黃色中砂巖，該區(qū)直羅組地層出露地表，說明本區(qū)異常中巖性異常。

3.2 釷元素異常分布特征

從釷元素地球化學(xué)異常分布圖來看（圖2），釷元素含量異常暈（帶）位于工作區(qū)北東部，呈帶狀北西—南東向展布，主要有三條異常暈（帶），分別編為Ⅰ號、Ⅱ號和Ⅲ號，分別為杜家圪塄—白家梁一線、可圖梁向南東向展布和郭家渠向南東向展布；異常的展布方向與地層及構(gòu)造的方向基本一致，異常區(qū)出露的地層均為白堊系下統(tǒng)東勝組第一巖段、三疊系的二馬營組、和尚溝組地層；低值區(qū)主要位于工作區(qū)的西部和西南部，其對應(yīng)出露地層西部主要為白堊系下統(tǒng)東勝組第二巖段、三疊系的二馬營組、和尚溝組地層，西南部主要為侏羅系延安組和直羅組地層。

3.3 鉀元素異常分布特征

從釷元素地球化學(xué)異常分布圖來看（圖3），鉀元素含量異常暈（帶）有兩條，編號分別為Ⅰ號和Ⅱ號。異常暈（帶）位于工作區(qū)北東部康家灣—杜家疙楞—沙嵩塔—李家渠—郭家渠之間，呈帶狀北西—南東向展布，其展布方向與地層及構(gòu)造的方向基本一致。異常區(qū)出露的地層大部分為河道、邊灘及第四系（Q）覆蓋農(nóng)田，少部分為三疊系（T）的二馬營組、和尚溝組地層。低值區(qū)位于工作區(qū)西部和西南部，出露地層西部主要為白堊系下統(tǒng)（K1）東勝組第二巖段、三疊系（T）的二馬營組、和尚溝組地層，西南部主要為侏羅系（J）延安組和直羅組地層。

3.4 鈾元素遷移特征

從釷鈾比數(shù)據(jù)可得出，釷鈾比高值區(qū)（Th/U≥3.3）位于工作區(qū)北東部，基本上以康家灣—杜家疙楞—孫家渠一線為分界線，該區(qū)出露的地層主要有白堊系下統(tǒng)（K1）東勝組第一巖段、三疊系（T）的二馬營組、和尚溝組地層；釷鈾比低值區(qū)（Th/U<3.3）位于工作區(qū)南西部，其主要出露的為侏羅系（J）延安組和直羅組地層。在鄂爾多斯盆地，侏羅系（J）直羅組地層為要找礦目的層，延安組為次要找礦目的層，從以上可得出，鈾元素主要從北東向南西方向遷移，在地層上主要從白堊系下統(tǒng)（K1）東勝組第一巖段、三疊系（T）的二馬營組、和尚溝組地層向侏羅系（J）延安組和直羅組地層遷移，這對于成礦是非常有利的。

4. 結(jié)論

（1）通過伽瑪能譜測量，大體掌握了鈾、釷、鉀元素在工作區(qū)的分布規(guī)律及變化特征，新發(fā)現(xiàn)鈾異常暈（點(diǎn)）6處；釷異常暈（帶）3處、鉀異常暈（帶）2條。鈾異常高值區(qū)分布于工作區(qū)南部，主要地層為延安組和直羅組，低值區(qū)分布于工作區(qū)北部，主要地層為白堊系（K）下統(tǒng)東勝組和第四系（Q）；釷元素含量異常暈（帶）呈帶狀北東向展布，主要有三條異常暈（帶），分別為杜家圪塄—白家梁一線、可圖梁向南東向展布和郭家渠向南東向展布；鉀元素含量高值區(qū)異常暈（帶）分布于工作區(qū)的北東部的哈什拉川和可圖溝河谷地帶，主要地層為白堊系（K）下統(tǒng)東勝組、第四系（Q）。

（2）基本查明了鈾異常成因，Ⅰ號區(qū)鈾異常暈由侏羅系（J）延安組地層經(jīng)煤層燒燃后形成的燒變巖所致，屬巖性異常；Ⅱ號區(qū)鈾異常暈高點(diǎn)位于侏羅系（J）直羅組地層出露地表或覆蓋層較薄黃色中細(xì)砂巖上，且兩片異常的釷鈾比較小，屬鈾異常。

（3）基本了解了工作區(qū)鈾元素的遷移規(guī)律。鈾元素遷出區(qū)為工作區(qū)的北部和北東部，遷入?yún)^(qū)為工作區(qū)的南西部，南西部地層主要為找礦目的層直羅組和次要找礦目的層延安組，這也充分說明侏羅系（J）直羅組，延安組地層具有有利于富集成礦作用的巖性巖相條件。這也符合區(qū)域上層間氧化帶從北東向南西展布的規(guī)律。

（4）地面伽瑪能譜的測量，需要和其它方法（Po法測量、氡氣測量、音頻大地電磁測深和高精度磁法測量）測量成果有機(jī)的結(jié)合起來，分析構(gòu)造及構(gòu)造與各種異常的關(guān)系、異常成因。達(dá)到攻深找盲的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李運(yùn)跋，趙元洪，童純涵等.放射性勘探方法[M]。北京：原子能出版社， 1978。

[2] 苗愛生，王貴等.內(nèi)蒙古鄂爾多斯市納嶺溝鈾礦床（N37～N88線）鈾礦勘查地質(zhì)報告，2015.12。

[3] 祁占虎， 蔣艷春. 鄂爾多斯盆地西部砂巖型鈾礦目的層中侏羅世古壓榨水頭探討[J]. 西部資源， 2015（2）：129-130.

[4] 王強(qiáng)， 薛偉. 核桃壩地區(qū)火山巖型鈾礦成礦過程及成礦條件分析研究[J]. 西部資源， 2016（5）：88-90.