CN106840778B - 一种表征深部砂岩型铀矿化信息的放射性勘探方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铀矿勘查中放射性地球物理勘查领域，具体公开一种表征深部铀矿化信息的放射性勘探方法，包括：选取勘探工作区、设计工作区测量网格；对伽玛能谱测量系统和活性炭测氡仪器进行标定；现场定好测点位置；对测点测量获得地表浅层土壤中的铀含量U；对测点测量获得氡浓度值Rn；将U、Rn分别插值成U‑0、Rn‑0，将U‑0滑动平均生成U‑1，将Rn‑0滑动平均生成Rn‑1，将Rn‑1除以U‑1生成K‑0，再将K‑0乘以U‑0生成Rn′，Rn′为计算氡浓度；将Rn‑0除以Rn′生成氡浓度与计算氡浓度比值栅格数据R；根据R圈定深部铀矿化信息有利区。该方法能够有效压制地表信息干扰，快速直接探测深部砂岩型铀矿。

Description

一种表征深部砂岩型铀矿化信息的放射性勘探方法
技术领域
本发明属于铀矿勘查中放射性地球物理勘查领域，具体涉及一种表征深部砂岩型铀矿化信息的放射性勘探方法。
背景技术
砂岩型铀矿产于中-新生代盆地，大多是隐伏盲矿，且上覆盖层较厚。砂岩铀矿体的强放射性异常和强围岩蚀变信息在传递过程中经历了围岩及盖层的层层阻隔，到达地表时异常信息十分微弱，甚至没有反映，所以，砂岩型铀矿不能像其它类型的铀矿床那样可以用航空放射性方法直接寻找。现有的物探与化探，测氡和深穿透地球化学方法取得了一定的应用效果，但是，还存在较多的问题，对于测氡方法，其主要问题是受地表及气象等因素干扰，假异常或异常漂移现象严重，反应深部信息不明显；对于深穿透地球化学，其主要问题是测量周期长，过程繁琐，反应深部铀矿化信息不明显。如何既快速又有效地直接探测砂岩型铀矿化信息，是当前国内铀矿找矿中需要解决的一项关键技术,也是当今地球物理和地球化学研究的一个重要课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种表征深部砂岩型铀矿化信息的放射性勘探方法，该方法能够有效压制地表信息干扰，快速直接探测深部砂岩型铀矿。
实现本发明目的的技术方案：一种表征深部铀矿化信息的放射性勘探方法，该方法包括如下步骤：
步骤(1)选取勘探工作区、并设计工作区测量网格；
步骤(2)对伽玛能谱测量系统和活性炭测氡仪器进行标定；
步骤(3)现场定好测点位置；
步骤(4)采用伽玛能谱测量方法在步骤(3)的每个做标记的测点位置进行测量获得地表浅层土壤中的铀含量U；
步骤(5)采用活性炭测氡测量系统在步骤(3)的每个做标记的测点位置进行测量获得氡浓度值Rn；
步骤(6)将步骤(4)测量获得的铀含量U、步骤(5)测量获得的氡浓度 Rn分别插值成栅格数据U-0、Rn-0，将铀含量栅格数据U-0进行滑动平均生成新栅格数据U-1，将氡浓度栅格数据Rn-0进行滑动平均生成新栅格数据Rn-1，然后将氡浓度新栅格数据Rn-1除以铀含量新栅格数据U-1生成栅格数据K-0，再将栅格数据K-0乘以铀含量栅格数据U-0生成栅格数据Rn′，Rn′即为计算氡浓度；
步骤(7)将步骤(6)中得到的氡浓度栅格数据Rn-0除以计算氡浓度Rn′生成氡浓度与计算氡浓度比值栅格数据R；
步骤(8)根据上述步骤(7)中得到的氡浓度与计算氡浓度比值栅格数据R 圈定深部铀矿化信息有利区。
所述的步骤(1)中设计测量网格点线距为50m×250m。
所述的步骤(3)现场定好测点位置的具体方法如下：
将所述步骤(1)中的经纬度设计坐标点导入GPS，利用GPS进行现场定点，在每个定好的测点处做好标记，并记录每个坐标点的海拔高度。
所述的步骤(4)的伽玛能谱测量方法选用低空飞行测量方法、贴地移动式测量方法或者地面伽玛能谱测量方法中的一种。
所述的步骤(5)具体包括以下步骤：
(5.1)利用氡室对活性炭测氡仪器进行标定，将标定系数输入所标定的活性炭测氡仪器；
(5.2)测量活性炭捕集器的活性炭瓶本底；
(5.3)在步骤(3)每个做好标记的测点位置处挖坑，在炭瓶标签纸上写上测点的点线号、埋置时间，取下瓶盖连接罩杯并快速将罩杯口朝下放在坑底，保持活性炭捕集器的炭瓶中轴线与坑底平面垂直、且保持活性炭捕集器的罩杯口与坑底紧密接触不露缝隙，再用塑料袋或塑料薄膜盖住活性炭捕集器，然后用土填埋至突出地表呈锥形并插上标签；
(5.4)待步骤(5.3)中所埋置的活性炭捕集器埋置5～15天后将其取出，卸下活性炭瓶，旋上瓶盖密封，在炭瓶标签纸上写上取出时间并记录；
(5.5)将所有活性炭瓶取完后，运回室内待测量；
(5.6)等步骤(5.4)中所取出的活性炭瓶取出密封5小时后，利用步骤(5.1) 所标定好的活性炭测氡仪器对活性炭瓶进行测量；将炭瓶底朝里，瓶口朝外塞入该活性炭测氡仪器的铅屏内，关好铅屏，依次向该活性炭测氡仪器输入活性炭捕集器埋置时间、取出时间、活性炭瓶本底计数率进行测量，获得氡浓度值
所述的步骤(8)中R大于1的数据所对应的区域为深部铀矿化有利区。
本发明的有益技术效果：本发明提供的表征深部铀矿化信息的放射性探测方法，采用伽玛能谱和活性炭测氡组合探测方法分别测量地表浅层土壤中铀含量和氡浓度，通过实测氡和计算氡的比值，能很好地识别深部铀矿化信息，通过实测铀含量和氡浓度线性拟合，获得计算氡浓度；通过实测氡浓度与计算氡浓度的比值能够有效地压制表层信息，极大地提高了深部铀矿化信息。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明提供的一种表征深部铀矿化信息的放射性勘探方法，该方法包括如下步骤：
步骤(1)选取勘探工作区、并设计工作区测量网格；
选择新疆准噶尔沉积盆地为工作区，设计测量网格点线距为50m×250m，形成设计点经纬度坐标；
步骤(2)对伽玛能谱测量系统和活性炭测氡仪器进行标定；
在核工业计量站利用标准模型对伽玛能谱测量系统进行标定，在核工业计量站利用小型氡室对活性炭测氡仪器进行标定，将标定系数输入活性炭测氡仪器。
步骤(3)现场定好测点位置；
将所述步骤(1)中的经纬度设计坐标点导入GPS，利用GPS进行现场定点，在每个定好的测点处做好标记，并记录每个坐标点的海拔高度，即为每个测点的位置；
步骤(4)采用伽玛能谱测量方法在步骤(3)的每个做标记的测点位置进行测量获得地表浅层土壤中的铀含量U；
步骤(4)中的伽玛能谱测量方法可选以下三种方法，第一种方法是低空飞行测量方法，如航空伽玛能谱测量方法、无人飞行器伽玛能谱测量方法，第二种测量方法是贴地移动式测量方法，如车载伽玛能谱测量方法，第三种是地面伽玛能谱测量方法。
步骤(5)采用活性炭测氡测量系统在步骤(3)的每个做标记的测点位置进行测量获得氡浓度值Rn；
步骤(5)中的活性炭测氡测量系统由活性炭测氡仪器及活性炭捕集器组成，采用活性炭测氡测量系统进行测量具体包括以下步骤：
(5.1)利用氡室对活性炭测氡仪器进行标定，将标定系数输入所标定的活性炭测氡仪器；
(5.2)测量活性炭捕集器的活性炭瓶本底；
步骤(5.2)中活性炭捕集器包括活性炭瓶和罩杯，罩杯是一个底部带有与活性炭吸附器接口的半球状或圆锥柱状的塑料杯，在测孔中形成一个集气空间，同时支撑活性炭瓶，罩杯高度为90～110mm，目的是减少钍射气的干扰。活性炭瓶由活性炭、硅胶、丝绵、薄层铁丝网、塑料瓶组成，从塑料瓶底到瓶口依次填入粒度为0.5mm～3mm的活性炭、厚度为1mm的薄层丝绵、硅胶、厚度为2mm的薄层丝绵、厚度为1mm的薄层铁丝网，填好后用盖子旋紧并在瓶外侧贴上标签纸，活性炭瓶本底测量时，瓶底朝里，瓶口朝外塞入铅屏中并盖好铅屏盖。
(5.3)在步骤(3)每个做好标记的测点位置处挖坑，坑口直径为15cm～ 25cm，坑底直径为10cm～12cm且平坦，坑深为30cm～100cm，在炭瓶标签纸上写上测点的点线号、埋置时间，取下瓶盖连接罩杯并快速将罩杯口朝下放在坑底，保持活性炭捕集器的炭瓶中轴线与坑底平面垂直、且保持活性炭捕集器的罩杯口与坑底紧密接触不露缝隙，再用塑料袋或塑料薄膜盖住活性炭捕集器，然后用土填埋至突出地表呈锥形并插上标签；
(5.4)待步骤(5.3)中所埋置的活性炭捕集器埋置5～15天后将其取出，迅速卸下活性炭瓶，旋上瓶盖密封，防止活性炭吸附气体逃逸，在炭瓶标签纸上写上取出时间并记录。
(5.5)将所有活性炭瓶取完后，运回室内待测量；
(5.6)等步骤(5.4)中所取出的活性炭瓶取出密封5小时后，利用步骤(5.1) 所标定好的活性炭测氡仪器对活性炭瓶进行测量；
测量前利用工作标准源对步骤(5.1)所标定好的活性炭测氡仪器进行稳定性检查，然后将取回来的炭瓶底朝里，瓶口朝外塞入该活性炭测氡仪器的铅屏内，关好铅屏，依次向该活性炭测氡仪器输入活性炭捕集器埋置时间、取出时间、活性炭瓶本底计数率进行测量，获得氡浓度值Rn，氡浓度计算公式如公式 (1)，
公式(1)中，Rn表示测量获得的氡浓度，K表示活性炭测氡仪标定系数， N表示取出的活性炭瓶测量计数率，λ表示氡衰变常数，t1表示活性炭瓶测量时间与活性炭捕集器取出时间之差值，t2表示活性炭捕集器取出时间与其埋置时间之差值，N0表示活性炭瓶本底值，表示对氡的衰变修正，是对氡的平衡修正；
步骤(6)将步骤(4)测量获得的铀含量U、步骤(5)测量获得的氡浓度 Rn分别插值成栅格数据U-0、Rn-0，将铀含量栅格数据U-0按插值网格单元的 5倍进行滑动平均生成新栅格数据U-1，将氡浓度栅格数据Rn-0按插值网格单元的20倍进行滑动平均生成新栅格数据Rn-1，然后将氡浓度新栅格数据Rn-1 除以铀含量新栅格数据U-1生成栅格数据K-0，再将栅格数据K-0乘以铀含量栅格数据U-0生成栅格数据Rn′，Rn′即为计算氡浓度。
步骤(7)将步骤(6)中得到的氡浓度栅格数据Rn-0除以计算氡浓度Rn′生成氡浓度与计算氡浓度比值栅格数据R。
步骤(8)：根据上述步骤(7)中得到的氡浓度与计算氡浓度比值栅格数据 R圈定深部铀矿化信息有利区。
将步骤(7)中的氡浓度与计算氡浓度比值栅格数据R绘制成等值图，R越大对深部铀矿化越有利区，R大于1的数据所对应的区域为深部铀矿化有利区。
上面结合实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (6)

1.一种表征深部铀矿化信息的放射性勘探方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
步骤(1)选取勘探工作区、并设计工作区测量网格；
步骤(2)对伽玛能谱测量系统和活性炭测氡仪器进行标定；
步骤(3)现场定好测点位置；
步骤(4)采用伽玛能谱测量方法在步骤(3)的每个做标记的测点位置进行测量获得地表浅层土壤中的铀含量U；
步骤(5)采用活性炭测氡仪器在步骤(3)的每个做标记的测点位置进行测量获得氡浓度值Rn；
步骤(6)将步骤(4)测量获得的铀含量U、步骤(5)测量获得的氡浓度Rn分别插值成栅格数据U-0、Rn-0，将铀含量栅格数据U-0进行滑动平均生成新栅格数据U-1，将氡浓度栅格数据Rn-0进行滑动平均生成新栅格数据Rn-1，然后将氡浓度新栅格数据Rn-1除以铀含量新栅格数据U-1生成栅格数据K-0，再将栅格数据K-0乘以铀含量栅格数据U-0生成栅格数据Rn′，Rn′即为计算氡浓度；
步骤(7)将步骤(6)中得到的氡浓度栅格数据Rn-0除以计算氡浓度Rn′生成氡浓度与计算氡浓度比值栅格数据R；
步骤(8)根据上述步骤(7)中得到的氡浓度与计算氡浓度比值栅格数据R圈定深部铀矿化信息有利区。
2.根据权利要求1所述的一种表征深部铀矿化信息的放射性勘探方法，其特征在于：所述的步骤(1)中设计测量网格点线距为50m×250m。
3.根据权利要求2所述的一种表征深部铀矿化信息的放射性勘探方法，其特征在于：所述的步骤(3)现场定好测点位置的具体方法如下：
将所述步骤(1)中的经纬度设计坐标点导入GPS，利用GPS进行现场定点，在每个定好的测点处做好标记，并记录每个坐标点的海拔高度。
4.根据权利要求3所述的一种表征深部铀矿化信息的放射性勘探方法，其特征在于：所述的步骤(4)的伽玛能谱测量方法选用低空飞行测量方法、贴地移动式测量方法或者地面伽玛能谱测量方法中的一种。
5.根据权利要求4所述的一种表征深部铀矿化信息的放射性勘探方法，其特征在于：所述的步骤(5)具体包括以下步骤：
(5.1)利用氡室对活性炭测氡仪器进行标定，将标定系数输入所标定的活性炭测氡仪器；
(5.2)测量活性炭捕集器的活性炭瓶本底；
(5.3)在步骤(3)每个做好标记的测点位置处挖坑，在炭瓶标签纸上写上测点的点线号、埋置时间，取下瓶盖连接罩杯并快速将罩杯口朝下放在坑底，保持活性炭捕集器的炭瓶中轴线与坑底平面垂直、且保持活性炭捕集器的罩杯口与坑底紧密接触不露缝隙，再用塑料袋或塑料薄膜盖住活性炭捕集器，然后用土填埋至突出地表呈锥形并插上标签；
(5.4)待步骤(5.3)中所埋置的活性炭捕集器埋置5～15天后将其取出，卸下活性炭瓶，旋上瓶盖密封，在炭瓶标签纸上写上取出时间并记录；
(5.5)将所有活性炭瓶取完后，运回室内待测量；
(5.6)等步骤(5.4)中所取出的活性炭瓶取出密封5小时后，利用步骤(5.1)所标定好的活性炭测氡仪器对活性炭瓶进行测量；将炭瓶底朝里，瓶口朝外塞入该活性炭测氡仪器的铅屏内，关好铅屏，依次向该活性炭测氡仪器输入活性炭捕集器埋置时间、取出时间、活性炭瓶本底计数率进行测量，获得氡浓度值
其中，Rn表示测量获得的氡浓度，K表示活性炭测氡仪标定系数，N表示取出的活性炭瓶测量计数率，λ表示氡衰变常数，t1表示活性炭瓶测量时间与活性炭捕集器取出时间之差值，t2表示活性炭捕集器取出时间与其埋置时间之差值，N0表示活性炭瓶本底值，表示对氡的衰变修正，是对氡的平衡修正。
6.根据权利要求5所述的一种表征深部铀矿化信息的放射性勘探方法，其特征在于：所述的步骤(8)中R大于1的数据所对应的区域为深部铀矿化有利区。
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