砂岩铀矿床上氡及其子体异常成因VIP免费

�第30卷第3期物�探�与�化�探Vo.l30,No.3��2006年6月GEOPHYSICAL&GEOCHEMICALEXPLORATIONJun.,2006�砂岩铀矿床上氡及其子体异常成因李必红,刘庆成,邓居智,张志勇(东华理工学院,江西抚州�344000)摘要:分析了砂岩型铀矿床上氡及其子体异常特征及其形成的机理,介绍了砂岩型铀矿床上氡及其子体经�衰变后产生的�粒子的反冲现象、团簇理论和自然电场,分析了砂岩铀矿床的地质特点、U�Ra平衡、磁化率、自然电位的变化等,对砂岩铀矿勘查的氡及其子体异常解释有一定的指导意义。关键词:砂岩铀矿;氡及其子体;异常成因中图分类号:P631���文献标识码:A���文章编号:1000-8918(2006)03-0207-03��随着核工业的迅速发展,特别是核电站的兴起,加速了对核原料的需求,促进了铀矿找矿工作的发展。砂岩铀矿具有品位低、储量大、开采效益高的特点,已成为当今世界铀矿找矿领域的主攻类型之一,也是我国近期铀矿床勘查工作的主攻方向和工作重点。砂岩铀矿按成因和产出环境可分为层间氧化带型和潜水氧化带型,这类铀矿床上有较厚的盖层[1],开展氡及其子体测量效果明显,但对砂岩铀矿床上氡及其子体异常成因的解释还是各持其说,有必要对其探讨研究。1�地质特点砂岩型铀矿是一种水成铀矿,所谓水成铀矿是指铀以水为介质,经过溶解、迁移、沉积和富集所形成的矿床。砂岩铀矿床是指含矿主岩为砂岩的后生矿床,主要产于中、新生代盆地地层中的层间氧化带、潜水氧化带或古河道中,矿化受层位控制,在成因上属成岩�后生型,多属隐伏盲矿床,产状比较平缓,一般倾角为10�以下。中新生界地层的密度值一般为2.3~2.36g/cm3,磁化率一般小于1.3�10-3SI,电阻率为几到几十��m,为较稳定的低阻层[2]。铀矿物通常呈细小颗粒,占据砂岩空隙空间。砂岩中有些铀矿体可以被后期再次作用所改造,例如深部构造变形、水热活动以及硫化物氧化作用等。铀矿床形态主要表现为卷状和板状,且每种形态都与受地下水渗透成矿作用控制的地球化学过程有关[3]。从泥岩到砂岩,自然电场由大变小;自然电位在氧化带表现为正异常,还原带表现为负异常;砂岩铀矿床正上方多呈现放射性低异常场。2�氡及其子体异常特征铀矿勘查中,氡及其子体是指222Rn、218Po、210Po图1�吐哈15勘探线土壤天然热释光测量剖面收稿日期:2005-10-24物�探�与�化�探30卷�等,它们主要发生�衰变。砂岩铀矿床氡及其子体异常表现出的规律与在油气田上表现的规律相似,在矿体正上方表现为放射性低场,矿体两端表现为放射性相对高场,氡及其子体测量曲线在成矿位置的两端表现为异常高值,矿体对应的地面区段为相对低值。图1是新疆吐哈15勘探线土壤天然热释光实测量剖面[1]。该砂岩铀矿床处于层间氧化带发育良好、铀矿化好的区段,铀矿体呈卷状、板状、似层状产出。异常曲线在0.28km和1.23km处出现2个高峰,反映矿体矿头、矿尾,中间低值位于矿体正上方,低值区段内出现小幅度起伏变化反映了深度矿体连续性较差。在区段0.08~0.28km区段也出现两端高、中间低的异常,宽度窄,且处于山前地段,因此存在矿化的可能性不大。东华理工学院叶树林教授提出了地下氡源体在地表土壤中的氡分布规律(图2)[4],在砂岩铀矿的矿头、矿尾处可视为氡源体,假设氡源体上方为非放射性均匀介质,则在任图2�氡在非放射性介质中分布示意意一点P处,氡浓度的近似值为Ni=Nmaxexp[-�x2i/(2vh)]。(1)式中,Nmax表示氡源体在地表土壤中产生的最大氡浓度值,�表示222Rn的衰变常数,v表示氡向地表方向运移速度,xi表示P点至地表最大氡浓度值Nmax点的距离,h表示氡源体至地表的垂直距离。式(1)可以近似地反应砂岩铀矿床矿头或矿尾氡及其子体异常特征的分布规律。3�氡异常成因分析砂岩铀矿床上氡及其子体异常成因与油气田上氡及其子体异常成因是不同的:油气田边部构造较其内部的构造发育且连通性好[5],因而在烟囱效应[6]的作用下,油气田边部的铀、镭、氡较其内部更容易向上迁移,形成氡及其子体高异常;砂岩铀矿床上氡及其子体异常成因比较复杂,它是由砂岩型铀矿特有的地质环境的成矿背景决定的,铀镭平衡系数、氡的迁移是重要的因素,氡的迁移在水平上主要是以主动迁移(扩散)为主,在垂向上主要以被动迁移为主,包括电场、接力...