用rad7型電子測鯽儀在廣西栗木錫鈮礦上尋找隱伏有色金屬礦的試驗研究

用rad7型電子測鯽儀在廣西栗木錫鈮礦上尋找隱伏有色金屬礦的試驗研究

加拿大開始研究并應(yīng)用于污染測量技術(shù)，并在20世紀50年代和60年代采用污染測量技術(shù)進行開采。目前,我國不僅應(yīng)用氡氣測量法尋找隱伏鈾礦、油氣藏,圈定煤礦采坑,在研究現(xiàn)代地質(zhì)構(gòu)造運動,解決水文地質(zhì)、工程地質(zhì)中斷裂的分布問題和預報地震災害等方面也廣泛應(yīng)用,而把氡氣測量法應(yīng)用在尋找隱伏鎢、錫、鉛、鋅等有色金屬礦藏上則少有報道,其原因主要是氡氣測量法對野外工作條件、土壤厚度要求較嚴格,對儀器設(shè)備的靈敏度和精確度要求較高,但近幾年從國外大量引進的高靈敏度、高精度測氡儀,為開展氡氣測量法尋找隱伏有色金屬礦提供了良好條件。我們用從美國進口的RAD7型電子測氡儀進行了試驗,并已在廣西栗木錫鈮鉭礦外圍找礦中取得了良好效果。1巖石學和礦物特征栗木錫鈮鉭礦位于南嶺東西緯向構(gòu)造帶中段,恭城復式向斜北部揚起端西側(cè)。地表出露的寒武系為一套淺海相復理石建造的淺變質(zhì)砂巖、板巖;下泥盆統(tǒng)為一套碎屑巖建造,中、上泥盆統(tǒng)及下石炭統(tǒng)主要為碳酸鹽巖建造(圖1)。中泥盆統(tǒng)和下石炭統(tǒng)是栗木含錫花崗巖的主要圍巖。區(qū)內(nèi)燕山早期的花崗巖體可分為三幕:第一幕為細粒似斑狀含鋰白云母花崗巖;第二幕中粗粒含鋰白云母花崗巖與鎢礦關(guān)系密切,并伴有錫鈮鉭礦化;第三幕中細粒含鋰云母鈉長石花崗巖呈鐘狀突起,與錫、鈮鉭礦關(guān)系密切,巖體中的錫礦體與鈮鉭礦體呈緊密相連、逐漸過渡或相互重疊。老虎頭、水溪廟和金竹源除了長石—石英脈型錫鎢礦床、花崗偉晶巖脈型錫鉭鈮礦床外,主要錫鉭鈮礦體呈厚薄不均的似層狀或皮殼狀產(chǎn)于巖體頂部,這3個礦的平均厚度為12～18.7m,礦體的面積為0.03～0.12km2,Sn平均品位為0.26%～0.34%,Ta2O5平均品位為0.0096%～0.0142%,Nb2O5平均品位為0.011%～0.014%。礦石主要以稀疏浸染狀和稠密浸染狀產(chǎn)出,礦石礦物主要為錫石,其次為鉭鈮鐵(錳)礦和黑鎢礦,其他金屬礦物還有黝錫鈮鉭礦、毒砂、磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦。脈石礦物主要有石英、長石、云母、黃玉、氟磷鐵錳礦、螢石和碳酸鹽等。2土壤氣體測量的基本原理和野外工作方法2.1近地表巖石裂隙內(nèi)的氡氣遷移力氡氣是自然界中唯一的天然放射性惰性氣體,無色,無味,化學性質(zhì)十分穩(wěn)定,物理性質(zhì)卻十分活潑。氡衰變產(chǎn)生RaA、RaB、RaC短壽命子體,巖石中連續(xù)不斷衰變產(chǎn)生的RaA、RaB、RaC射氣,一部分在“團簇遷移”、“接力傳遞”、擴散、對流、抽吸等作用下表現(xiàn)出很強的遷移力,在近地表巖石裂隙、土壤孔隙中形成放射性氣暈,另一部分進入溶液,溶解在地下水及含脂肪、油類和各種有機物的水體中,但不同介質(zhì)中氡氣含量差異較大。氡在地殼中的含量為7×10-12,干空氣中為4.52×10-17,土壤表面空氣中為1×10-16,大洋中心為1×10-18～n×10-18,石油和礦區(qū)水中的含量為n×10-10。氡不僅在石油和礦區(qū)水中明顯富集,比地殼高2個數(shù)量級,比土壤表面空氣高5～6個數(shù)量級,而且在金屬礦及成礦破碎帶上方氡也明顯富集,但在其他無礦地段氡含量則很低,這為應(yīng)用氡氣測量法尋找隱伏金屬礦、成礦破碎帶和確定礦體富集地段提供了有利條件。2.2氡氣檢測靈敏度美國產(chǎn)RAD7型電子測氡儀的野外工作方法很簡單,首先在土壤中用鋼釬打50～70cm深的抽氣孔,把連接測氡儀的取樣器插入孔中,然后用土把取樣器周圍埋實,打開測氡儀上的開關(guān)開始抽氣和進行氡氣測量,經(jīng)試驗一般在抽氣12min后即能獲得穩(wěn)定、準確的氡氣含量。該儀器不僅體積小[(24×19×27)cm3],重量輕(5kg),靈敏度高[監(jiān)測模式:0.5(c/min)/(pCi/l)、嗅探模式:0.25(c/min)/(pCi/l)],穩(wěn)定性和準確性好(精度5%),速度快(現(xiàn)場出數(shù)據(jù)),而且能打印和保存所有圖譜、數(shù)據(jù)。于2004年和2005年用該測氡儀在四川盆地某氣田5線上分別進行了7.74km長、71個點的重復測量,其結(jié)果見圖2。從圖中可看出,雖然2次氡氣測量的時間不同,溫度、濕度等氣候條件變化較大,測點位置、土壤介質(zhì)有所差異,但2次測量獲得的氡氣含量差異不大,變化曲線基本一致,高低含量分布位置吻合性很好,這反映了該儀器的穩(wěn)定性和準確性較好,也為以后發(fā)現(xiàn)和評價氡氣異常提供良好的基礎(chǔ)。3測剖面和測點間距在栗木礦區(qū)沿著水溪廟9號和0號勘探線,穿過三個黃牛和水溪廟隱伏錫鈮鉭礦體布置了2條東西向氡氣測量剖面,長度分別為2.64km和2.1km。測點間距視礦體規(guī)模和實際情況而定,當野外發(fā)現(xiàn)異常時則在異常地段加密測點,以使異常完整,無異常地段則相對放稀測點。本次異常地段點距較密,一般在20～60m,非異常地段點距較稀,一般在80～150m,其氡氣測量結(jié)果見圖3和圖4。3.1水溪廟間的氡氣異常特征從圖3可看出:三個黃牛和水溪廟地段深部花崗巖體明顯向上凸起,錫鈮鉭礦在巖體頂部呈層狀產(chǎn)出。常規(guī)土壤地球化學測量除W、Sn、Cu、Be在水溪廟錫鈮鉭礦西邊和大石橋附近有少量點異常顯示,形成狹窄峰值異常外,其他地段異常反映不明顯。氡氣測量與常規(guī)方法相比具有明顯優(yōu)勢,從西到東分別在三個黃牛、斷裂、水溪廟和大石橋形成了4個清晰連續(xù)的異常,且異常范圍較大,寬度分別為400、160、310、270m;最高含量分別達到21896、25580、34476、22176Bq/m3,是背景值(1500Bq/m3)的15～30倍。西邊三個黃牛的氡氣異常形態(tài)與深部巖體、礦體凸起形態(tài)相似,分布位置與錫鈮鉭礦體吻合,異常寬度與錫鈮鉭礦體范圍基本一致,很好地指示了深部錫鈮鉭礦體的賦存部位和大致規(guī)模。水溪廟礦西邊為采空區(qū),其上方土壤中氡氣異常反映不明顯;東邊異常清晰、范圍寬廣,不僅很好地指示了深部水溪廟錫鈮鉭礦體的賦存部位,而且其異常范圍比錫鈮鉭礦體大得多,推測水溪廟礦向東仍有較大延伸,后經(jīng)ZK701孔鉆探驗證,在375～410m深度見到厚28.04m,錫品位0.25%的礦體。三個黃牛和水溪廟間的氡氣異常范圍雖然不大,僅有160m寬,但異常強度較高,最高含量達25580Bq/m3,又位于斷裂上方,故認為是斷裂在地表的反映。大石橋地段氡氣異常雖然其連續(xù)性、強度不如三個黃牛和水溪廟礦,但異常形態(tài)、分布位置與巖體頂部較吻合,推測該巖體頂部仍有一定的礦化體存在,具體結(jié)果正等待鉆探驗證。3.2異常的異常范圍及分布位置從圖4同樣可看出:從西到東,氡氣在三個黃牛、斷裂和水溪廟形成了3個寬度分別為250、70、650m,最高含量分別為27812、11264和38640Bq/m3的連續(xù)異常。這說明三個黃牛的氡氣異常范圍、分布位置與錫鈮鉭礦體基本一致,很好地指示了深部錫鈮鉭礦體的賦存部位和大致規(guī)模。三個黃牛和水溪廟間的異常范圍較小,強度較低,主要反映的是斷裂在地表的分布位置,而水溪廟的氡氣異常范圍十分寬廣,除隱伏錫鈮鉭礦體上方有很好的異常反映外,礦體東邊仍發(fā)育有大范圍的氡氣異常。根據(jù)本區(qū)地表氡氣異常形態(tài)與深部礦體相似、異常分布位置與深部礦體吻合性較好、異常范圍與深部礦體規(guī)模相當?shù)奶攸c,推測水溪廟礦向東仍有很大延伸,經(jīng)ZK001孔鉆探驗證,在480～520m深度見到厚18.34m,品位0.217%的錫礦體,這為該區(qū)找礦、擴大礦產(chǎn)資源儲量提供了一種有效的地球化學勘查方法。4氡氣野外測量結(jié)果分析通過栗木及四川、新疆等地的廣泛試驗和研究,初步得出了以下幾點認識。(1)氡氣不僅在鈾礦、油氣田上明顯富集,而且在金屬礦及含礦破碎帶上也較富集,這為應(yīng)用氡氣測量法尋找隱伏金屬礦和含礦破碎帶提供了先決條件。(2)RAD7型電子測氡儀體積小、重量輕、野外工作方法簡單,受溫度、濕度等氣候條件影響小,速度快、穩(wěn)定性好、準確度高,為野外準確發(fā)現(xiàn)異常創(chuàng)造了良好條件。(3)氡氣測量野外現(xiàn)場出數(shù)據(jù),基本不受點距控制,異常更完整,位置更準確。(4)斷裂上基本都有氡氣異常反映,但含礦斷裂上氡氣異