核地球物理勘探

ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY第六章放射性勘探利用岩石中天然放射性元素含量及种类的差别，以及在人工放射源激发下岩石核辐射特征的不同，寻找矿产资源及解决包括水文、工程、环境地质在内的某些地质问题的地球物理方法。由于放射性元素的衰变不受其自身化学状态、温度、压力和电磁场的影响，因此其探测成果比较直观，容易解释，成本低、效率高、方法简便、不受环境干扰等突出优点。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY§6.1放射性探测基本知识某些核素的原子核不稳定，能自发放出射线面变成另一种核素的原子核，这种现象称为放射性衰变，不稳定原子核的核素称为放射性核素。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY与地球同时生成的天然放射性核素，目前存在有180多种，主要是铀、钍、锕系列和钾的同位素。较高放射性元素含量出现在磁铁矿、磷灰石、萤石和黄铁矿等矿物中，较低含量常与富硅和碱金属矿物有关。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY铀矿产概述据估计世界铀的地质储量229.59×10*8t，目前世界铀矿探明储量340×10*4t，人们的重点是寻找低成本开采矿山，即富矿或地浸开采的矿山，加拿大是世界产铀大国，产量占世界三成左右。目前铀资源的主要用途是核电站发电，我国至今已建成8个核电机组，有3个正在建设中，2005年发电量约为8.7×10*5KW·H，占全国总发电量的2.3%。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY§6.2放射性测量方法及其应用自然界中放射性元素分布相当广泛，各种岩矿石中的放射性元素的含量也有差异，用专门仪器在野外探测岩矿石所辐射的射线强度、能量及其分布，便有可能发现汉放射性元素的矿床，并确定岩矿石中放射性物质的含量。放射性探测方法可分为两大类：天然放射性方法有γ测量法、α测量法人工放射性方法有X射线荧光法、中子法、光核反应法ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY放射性勘查可以应用于寻找地下裂隙水、油气田、多金属矿产以及探查滑坡、地裂缝、塌陷、地震预报以及环境监测等。一、地面γ测量是利用记录γ射线强度的辐射仪，对近地表岩石或土壤的γ射线强度进行测量的一类野外工作方法。

注意：对异常起主要作用的是镭而不是铀。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY野外测量使用的辐射仪由探测器和记录装置两个主要部分组成。

20世纪70年代至80年代初，我国地面辐射仪主要有重庆地质仪器厂生产的FD-802型和上海地质仪器厂生产的FD-3006型两种。这两种仪器都是数字显示型，都具有携带轻便、重量小并可连续测量等优点。进行测量工作之前需要对辐射仪进行仪器标定。标定在已知含量的平衡铀饱和模型上进行，标定时一般借助于5号或6号镭源进行。

ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY工作期间每天工作前后都要检查仪器的灵敏度、稳定性是否符合要求，并且定期检查多台仪器对比的一致性。

γ测量的成果一般表示成实际资料图、γ强度等值线图、γ强度剖面图以及相对γ等值图和区域研究程度图等。必须指出，引起异常的因素比较多，地面测量的探测深度一般不过1~2米，评价异常时，要注意该区镭、铀是否处于长期平衡状态。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY二、地面γ能谱测量利用分别记录几种不同能量段内射线强度的能谱仪，测定岩石、土壤中的铀、钍钾含量的一类野外方法。每一种γ辐射体都要放出各自特有的、能量确定的γ射线，将测得的γ强度与标准样品的γ强度进行对比和计算，可以确定该元素在土壤以及岩矿石中的含量。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY除数据采集方法之外，能谱测量的测网选择、比例尺的确定，甚至资料整理的方法都与测量相似。

20世纪80年代之前，主要适用重庆地质仪器厂生产的FD-840、FD-960四道自动能谱仪以及上海电子仪器厂的FD-3003野外能谱仪，目前应用的主要是上海地质仪器厂生产的FD-3022型能谱仪，可以直接将测点上所测定的总计数率和铀、钍、钾含量同时呈现在数字显示屏上。根据野外所获得的铀、钍、钾含量，通常绘制成相应的含量剖面图、等值线平面图或剖面平面图，有时还要绘制钍铀比、钍钾比、铀钾比剖面图或等值线平面图。ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY§6.3放射性物探的应用一、核地球物理在寻找高放射性矿体中的应用

1．地面测量寻找铀矿的实例某地区地质、相对γ强度综合平面图1-中粒花岗岩2-中细粒花岗岩3-第四系4-地质界线5-相对γ等值线6-γ异常编号ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY2．射气测量在寻找铀矿上的应用某地区上坡上射气综合平面图1-花岗岩2-煌斑岩3-破碎带4-陡壁5-射气等值线6-γ异常点ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY二、放射性物探在寻找油气藏中的应用及实例双河油田综合异常图A-TC等值线图B-TC剩余异常图C-第四纪地质图D-构造图1-砂岩尖灭圈闭及鼻状构造2-综合化探异常3-γ能谱异常4-油田范围5-断层及构造等深线ECITEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGY双河油田地面伽玛能谱及法杯测量综合剖面图1-中更新统褐色亚粘土2-