核地球物理勘探

ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY第六章放射性勘探利用巖石中天然放射性元素含量及種類的差別，以及在人工放射源激發(fā)下巖石核輻射特征的不同，尋找礦產(chǎn)資源及解決包括水文、工程、環(huán)境地質(zhì)在內(nèi)的某些地質(zhì)問題的地球物理方法。由于放射性元素的衰變不受其自身化學(xué)狀態(tài)、溫度、壓力和電磁場的影響，因此其探測成果比較直觀，容易解釋，成本低、效率高、方法簡便、不受環(huán)境干擾等突出優(yōu)點(diǎn)。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY§6.1放射性探測基本知識(shí)某些核素的原子核不穩(wěn)定，能自發(fā)放出射線面變成另一種核素的原子核，這種現(xiàn)象稱為放射性衰變，不穩(wěn)定原子核的核素稱為放射性核素。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY與地球同時(shí)生成的天然放射性核素，目前存在有180多種，主要是鈾、釷、錒系列和鉀的同位素。較高放射性元素含量出現(xiàn)在磁鐵礦、磷灰石、螢石和黃鐵礦等礦物中，較低含量常與富硅和堿金屬礦物有關(guān)。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY鈾礦產(chǎn)概述據(jù)估計(jì)世界鈾的地質(zhì)儲(chǔ)量229.59×10*8t，目前世界鈾礦探明儲(chǔ)量340×10*4t，人們的重點(diǎn)是尋找低成本開采礦山，即富礦或地浸開采的礦山，加拿大是世界產(chǎn)鈾大國，產(chǎn)量占世界三成左右。目前鈾資源的主要用途是核電站發(fā)電，我國至今已建成8個(gè)核電機(jī)組，有3個(gè)正在建設(shè)中，2005年發(fā)電量約為8.7×10*5KW·H，占全國總發(fā)電量的2.3%。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY§6.2放射性測量方法及其應(yīng)用自然界中放射性元素分布相當(dāng)廣泛，各種巖礦石中的放射性元素的含量也有差異，用專門儀器在野外探測巖礦石所輻射的射線強(qiáng)度、能量及其分布，便有可能發(fā)現(xiàn)漢放射性元素的礦床，并確定巖礦石中放射性物質(zhì)的含量。放射性探測方法可分為兩大類：天然放射性方法有γ測量法、α測量法人工放射性方法有X射線熒光法、中子法、光核反應(yīng)法ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY放射性勘查可以應(yīng)用于尋找地下裂隙水、油氣田、多金屬礦產(chǎn)以及探查滑坡、地裂縫、塌陷、地震預(yù)報(bào)以及環(huán)境監(jiān)測等。一、地面γ測量是利用記錄γ射線強(qiáng)度的輻射儀，對近地表巖石或土壤的γ射線強(qiáng)度進(jìn)行測量的一類野外工作方法。

注意：對異常起主要作用的是鐳而不是鈾。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY野外測量使用的輻射儀由探測器和記錄裝置兩個(gè)主要部分組成。

20世紀(jì)70年代至80年代初，我國地面輻射儀主要有重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的FD-802型和上海地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的FD-3006型兩種。這兩種儀器都是數(shù)字顯示型，都具有攜帶輕便、重量小并可連續(xù)測量等優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)行測量工作之前需要對輻射儀進(jìn)行儀器標(biāo)定。標(biāo)定在已知含量的平衡鈾飽和模型上進(jìn)行，標(biāo)定時(shí)一般借助于5號(hào)或6號(hào)鐳源進(jìn)行。

ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY工作期間每天工作前后都要檢查儀器的靈敏度、穩(wěn)定性是否符合要求，并且定期檢查多臺(tái)儀器對比的一致性。

γ測量的成果一般表示成實(shí)際資料圖、γ強(qiáng)度等值線圖、γ強(qiáng)度剖面圖以及相對γ等值圖和區(qū)域研究程度圖等。必須指出，引起異常的因素比較多，地面測量的探測深度一般不過1~2米，評價(jià)異常時(shí)，要注意該區(qū)鐳、鈾是否處于長期平衡狀態(tài)。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY二、地面γ能譜測量利用分別記錄幾種不同能量段內(nèi)射線強(qiáng)度的能譜儀，測定巖石、土壤中的鈾、釷鉀含量的一類野外方法。每一種γ輻射體都要放出各自特有的、能量確定的γ射線，將測得的γ強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)樣品的γ強(qiáng)度進(jìn)行對比和計(jì)算，可以確定該元素在土壤以及巖礦石中的含量。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY除數(shù)據(jù)采集方法之外，能譜測量的測網(wǎng)選擇、比例尺的確定，甚至資料整理的方法都與測量相似。

20世紀(jì)80年代之前，主要適用重慶地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的FD-840、FD-960四道自動(dòng)能譜儀以及上海電子儀器廠的FD-3003野外能譜儀，目前應(yīng)用的主要是上海地質(zhì)儀器廠生產(chǎn)的FD-3022型能譜儀，可以直接將測點(diǎn)上所測定的總計(jì)數(shù)率和鈾、釷、鉀含量同時(shí)呈現(xiàn)在數(shù)字顯示屏上。根據(jù)野外所獲得的鈾、釷、鉀含量，通常繪制成相應(yīng)的含量剖面圖、等值線平面圖或剖面平面圖，有時(shí)還要繪制釷鈾比、釷鉀比、鈾鉀比剖面圖或等值線平面圖。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY§6.3放射性物探的應(yīng)用一、核地球物理在尋找高放射性礦體中的應(yīng)用

1．地面測量尋找鈾礦的實(shí)例某地區(qū)地質(zhì)、相對γ強(qiáng)度綜合平面圖1-中?；◢弾r2-中細(xì)?；◢弾r3-第四系4-地質(zhì)界線5-相對γ等值線6-γ異常編號(hào)ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY2．射氣測量在尋找鈾礦上的應(yīng)用某地區(qū)上坡上射氣綜合平面圖1-花崗巖2-煌斑巖3-破碎帶4-陡壁5-射氣等值線6-γ異常點(diǎn)ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY二、放射性物探在尋找油氣藏中的應(yīng)用及實(shí)例雙河油田綜合異常圖A-TC等值線圖B-TC剩余異常圖C-第四紀(jì)地質(zhì)圖D-構(gòu)造圖1-砂巖尖滅圈閉及鼻狀構(gòu)造2-綜合化探異常3-γ能譜異常4-油田范圍5-斷層及構(gòu)造等深線ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY雙河油田地面伽瑪能譜及法杯測量綜合剖面圖1-中更新統(tǒng)褐色亞粘土2-