JP2940076B2

JP2940076B2 - 金鉱床の探査方法

Info

Publication number: JP2940076B2
Application number: JP15019890A
Authority: JP
Inventors: 春視荒木
Original assignee: Aero Asahi Corp
Current assignee: Aero Asahi Corp
Priority date: 1990-06-08
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1999-08-25
Anticipated expiration: 2014-08-25
Also published as: JPH0442085A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、金鉱床の探査方法に関する。

［従来の技術］金鉱床を探査する従来の方法には、重力探査法、電気
探査法、電磁探査法などがある。重力探査法は、金鉱床
のある場所が、高重力異常の現われている場所と強い相
関性を持つという経験則に基づくものであり、近年発見
された菱刈鉱床でも高重力異常が現われている。電気探
査法は、鉱化変質地帯では比抵抗が小さくなり、金鉱床
の存在を暗示していると考えられることを使用してい
る。また、電磁探査法は、電気探査法と同様に比抵抗分
布を測定するものである。

［発明が解決しようとする課題］何れの方法も、経験則に基づくものであり、金鉱床を
確定的に探査できるものではなく、単に、金鉱床の存在
可能性を示唆するものにすぎない。また、これらの方法
は、単位面積あたりの情報量が極めて少なく、従って、
目的の金鉱床にたどりつくのに、長い時間と多くの費用
を負担しなければならない。

そこで本発明は、短時間に、高い確立で金鉱床を発見
できる金鉱床の探査方法を提示することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明に係る金鉱床の探査法では、ガンマ線検出手段
を搭載した飛行体を探査対象地域の上空を飛行させて、
カリウム、トロン及びラドンをそれぞれ代表するガンマ
線量を面的に観測する。そして、カリウムが周囲に比べ
て多い地域であって、トロンが周囲に比べて少ない地域
を選定する。更には、ラドンが周囲に比べてやや多い地
域を選定する。カリウムに対してトロンが少ない地域を
選定する。

［作用］本発明は、金鉱床は、地下から上昇してきたマグマの
残留液体中から分離沈殿して形成されたものであるとの
理解に基づくものであり、本発明者は、この理解に立っ
て金鉱床の生成過程を検討した。その検討結果を説明す
る。マグマには金のほかにも、カリウム元素が多く含ま
れている。金は他の元素とほとんど反応せず、従って、
マグマの残留溶液である浅熱水溶液では、最終段階まで
金は沈殿分解されない。これに対しカリウムは極めて反
応性が強く、マグマの残留溶液である浅熱水溶液では、
その反応性の強さ故に、金と同様に、残留し易くなる。
この点で、金とカリウムは量的に相関性を持ち、共存関
係にあるといえる。即ち、カリウム元素の蓄積されてい
る火山地帯には、金の集積している可能性が極めて高
く、従って、カリウムの異常分布地帯の発見が金鉱床探
査の第１歩となる。

なお、カリウム元素は、地中深くで形成される花崗岩
等の深成岩にも多く含まれるが、目的とする金鉱床の品
位という点では、これらの深成岩は排除してよい。

カリウム元素の供給があっても、所定品位以上の金鉱
床が形成されるためには、金の沈殿する環境が存在しな
ければならない。マグマが空中に飛散してしまうような
環境では、金鉱床は形成されず、例えば、マグマが地表
面付近で徐々に冷却して、金が一定の狭い範囲に凝集沈
殿しなければならない。マグマが上昇してくると、地表
面が粘土化変質などの鉱化変質を受けるので、鉱化変質
を受けている地表面を探査することにより、金鉱床の存
在する範囲を限定できる。地表面が粘土化変質している
場合、ラドン元素及びトロン元素は共にブロックされて
外気に放出されにくくなるが、半減期の長い（約４日）
ラドン元素は、半減期の短い（約１分）トロン元素に比
べて空中で検出されやすい。

以上をまとめると、（１）火山活動のある所又はあった所（２）マグマが上昇した所（３）地表面が粘土化変質などの鉱化変質を受けている
所という３条件を満たす場合に、金鉱床の存在する可能性
が高い。条件（１）は、現在及び過去の火山活動状況か
ら位置的にある程度分かっており、条件（２）及び
（３）は例えば、空中のガンマ線量により判定できる。
即ち、条件（２）はガンマ線のカリウム線量により、ま
た、条件（３）はカリウム、トロン及びラドンのガンマ
線量から判断できる。

［実施例］以下図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。

第１図は、本発明を実施するための装置の構成ブロッ
ク図を示す。10は、８本の５インチの沃化ナトリウム・
シンチレータからなるガンマ線検出器であり、このシン
チレータを４本づつ束ねてヘリコプタの胴体部左右に固
定されている。勿論、ガンマ線検出器10は地表面からの
ガンマ線を検出しやすいように、地表面に向けてヘリコ
プタに取り付けられている。12はガンマ線検出器10の出
力をエネルギー帯によりカウントするガンマ線アナライ
ザであり、詳細な理由は後述するが、本実施例では、ガ
ンマ線アナライザ12は、1.3〜1.6MeV、1.6〜2.0MeV及び
2.4〜2.8MeVの各スペクトル帯域毎に検出値をカウント
する。

このヘリコプタには他に、気圧センサ14、高度センサ
15、ビデオ・カメラ16、ガンマ線アナライザ12の３つの
出力、気圧センサ14の出力及び高度センサ15の出力をそ
れぞれ磁気テープなどの記録媒体に記録するマルチ・チ
ャンネルのデータ・レコーダ18、並びに、ビデオ・カメ
ラ16による撮影映像を記録するビデオ・テープ・レコー
ダ20が搭載されている。図示は省略したが、データ・レ
コーダ18及びビデオ・テープ・レコーダの各記録媒体に
は、互いの記録信号を同期再生できるような同期信号や
時刻信号が記録される。気圧センサ14及び高度センサ15
の出力によりヘリコプタの対地高度を知ることができ、
得られた対地高度により、検出ガンマ線量を地表面での
値に補正することができる。

地上設備としては、データ・レコーダ18に記録された
データにより、金鉱床の有無を解析するコンピュータ2
2、及び、ビデオ・テープ・レコーダ20の記録映像を再
生表示するモニタ装置24がある。

上記のような機器を搭載したヘリコプタを、探査目的
地域、特に、条件（１）を満たす地域の上空を対地高度
約100mで飛行させ、面的に走査してガンマ線量を検出す
る。データ・レコーダ18がディジタル記録方式の場合に
は、例えば0.5秒間隔で測定地を記録し、アナログ記録
方式の場合には連続記録する。コンピュータ22による分
析の際の条件（１）の確認や、分析結果と地表位置との
対応付けなどのために、ガンマ線測定と同時に、ビデオ
・カメラ16で探査地域の地表面映像をビデオ・テープ・
レコーダ20に記録しておく。

このようにして収集しデータ・レコーダ18により記録
した情報を地上で再生し、コンピュータ22により以下の
ように解析する。なお、測定地の対地高度による地表換
算値への補正については、本発明とは直接関係しないの
で、説明を省略し、以下の説明では、地表値に換算され
ているものとする。また、本発明では必ずしもバックグ
ランドのガンマ線量を除去する必要がないので、以下の
数値は、高度補正された生データである。

マグマが地表近く上昇した部分では、地面が隆起し、
地表に噴出すると溶岩又は火山灰になる。貫入したマグ
マが冷却してきた火山岩体は、周辺の地下岩体に比べ岩
石密度が高く、これが重力異常となって現われる。従っ
て、従来例の重力探査法では、マグマが冷却してできた
火山岩体を探査していることになる。経済的に見合う品
位の金鉱床が形成されるには、ある程度以上、継続的に
マグマが供給され、マグマに含まれる金元素が狭い範囲
で凝集沈殿する必要がある。継続的なマグマの供給があ
る場所では、先に述べた理由によりカリウム元素も多く
なる。

従って、火山活動が現在あり、又は過去にあった地域
で、カリウム元素が周辺に比べて異常に高くなっている
地区では、マグマが継続供給されている可能性が高く、
金鉱床の存在する可能性も高い。なお、マグマが地上に
噴出せずに継続供給されていると、その一帯が隆起し、
隆起構造になる。但し、第３期以前のものは現存しない
のが一般的である。従って、カリウム元素が周囲に比べ
て異常に多くなっていると、そこには隆起構造が形成さ
れていると考えられる。カリウム元素には同位元素のカ
リウム40が含まれており、この同位元素が自然ガンマ線
を放出しているので、カリウム40から放出されるガンマ
線を面的に観察することにより、マグマの継続供給を発
見できる。

マグマ残留液中の金元素が微量であっても、繰り返し
供給されることにより、金元素の総量は経済的に見合う
ものになる。このような、マグマの繰り返し供給によ
り、周囲の岩石は熱水変質を起こす。熱水変質により岩
石の造岩鉱物が二次鉱物に化学変化するには、多量のマ
グマ残留液が必要であり、しかも長い時間がかかる。従
って、鉱化変質作用により火山岩が鉱化変質、例えば粘
土化している地域は、マグマ残留液が繰り返し供給され
ていたと推定でき、金鉱床の存在を予測できる。

地表付近の岩石が粘土化していると、その粘土化層
が、地下からの地中ガスの大気中への放出を抑止する。
地中では、岩石に一般に含まれるウラン元素及びトリウ
ム元素に起源を持つラドン及びトロンが生成されてお
り、これらが地層の間隙をぬって地上へと移動する。し
かしこれら放射性元素の半減期は、ラドンが3.82日、ト
ロンが約55.6秒と短く、特にトロンが短命である。この
半減期の差により、これらガス状元素間には、粘土化帯
を通過する際に分別機能が働き、トロンがラドンに比べ
て相対的に減少する。従って、トロンの挙動を地表面付
近の大気中で観察すれば、粘土化地帯を発見できる。即
ち、トロンの面的な分布から相対的にトロンの異常に少
ない地帯を探せばよい。

また、ラドンとトロンの観測により、金鉱床の存在形
態も推測できる。即ち、金元素は、自然金の微粒塊で沈
殿し、又は極微細の鉱染状に地層に分布する。何れの場
合も、マグマが地下深部から上昇する適当な通路が必要
であり、この通路の形態、即ち地下構造により、鉱脈に
なるか、鉱染状になるかが決まる。この地下構造は、地
中ガスの挙動から調査可能であり、太い通路では、半減
期の短いトロンも、ラドンと共に少ない抵抗で地表に移
動するが、通路が細くなると、地表に到達するトロンが
少なくなり、ラドンとトロンの分別現象が起きる。前者
では鉱脈に、後者では鉱染状になっている可能性が高
い。

次に、実際の測定数値により本実施例を説明する。ガ
ンマ線アナライザ12では、ガンマ線検出器10で検出した
ガンマ線のスペクトル分布から1.3〜1.6MeV成分をカリ
ウム40とし、1.6〜2.0MeVをラドン成分とし、2.4〜2.8M
eVをトロン成分とした。本来、カリウム40のスペクトル
は1.460MeVになるが、ガンマ線検出器10のシンチレーシ
ョンの分解能及び性能を考え、上記のように広く設定し
た。ラドン222は半減期3.82日でα崩壊し、孫核種にビ
スマス214があり、この元素は環境ガンマ線領域で609,9
35,960,1050,1120,1281,1379,1411,1416及び1760KeVに
スペクトルを持つ。本実施例では、ラドン成分の観測に
ビスマス214のガンマ線スペクトルを利用することと
し、1.6〜2.0MeVのスペクトルをラドン成分とみなすこ
ととした。トロン220は半減期55.6秒でα崩壊し、曾孫
核種でタリウム208となる。この核種は環境ガンマ線領
域で583及び2620KeVにスペクトルを持つ。本実施例で
は、トロン成分の観測にタリウム208のガンマ線スペク
トルを利用することとし、2.4〜2.8MeVのスペクトルを
トロン成分とみなしている。

コンピュータ22では、このように測定したカリウム、
ラドン及びトロンの測定値を、標準の空気減衰率0.0053
6（m^-1）及び対地高度により地表換算する。

岩質別のガンマ線測定値（５秒間値）の一例を表１に
示す。但し、表１の数値は、各ガンマ線測定値の一般的
な大きさを示すためのものであり、金鉱床とは無関係に
選定されている。

伊豆半島南部地区において実施した調査結果を表２に
示す。但し、各ガンマ線の測定値は５秒間のカウント数
である。また、湯ケ島層群が最も古く、白浜層群、岩
脈、天城火山の順に新しくなる。この測定値からは、石
英安山岩の岩脈で、カリウム及びラドンが高く、トロン
／カリウム（即ち、カリウムの測定値に対するトロンの
測定値の割合）が非常に低いので、多量のマグマの供給
若しくは隆起構造を想起でき、またラドンに対して適度
のトロンがあるので、適当な鉱化変質及び鉱床の形成を
期待できる。

表２から、石英安山岩の岩脈に金鉱脈が存在する可能
性が高いので、一例として、表３に示すような判定条件
を設定し、空中から10m間隔で探査した。但し、表３
で、トロン／カリウムはトロンの測定値とカリウムの測
定値の比であり、トロン／ラドンはトロンの測定値とラ
ドンの測定値の比である。表３の判定条件を満足する地
区として静岡県河津町縄地地区が抽出された。この縄地
地区には過去に「縄地鉱山」と呼ばれる金山があった。
「日本の鉱床総覧（下巻）」によると、鉱床規模は第２
図に示す通りであり、地質構造としては、金鉱脈が断層
に沿って分布し、石英安山岩では塊状、凝灰岩では塊状
及び鉱染状で金が産出し、弱い鉱化作用による変質（珪
化、緑泥石化、粘土化、炭酸塩化）が見られる、と説明
されている。

この探査結果から分かるように、本実施例によれば、
金鉱床を高い可能性で探査できる。また、そのための情
報収集も、探査対象地域の上空にヘリコプタを飛ばし
て、空中のガンマ線量を測定すればよいので、非常に短
い期間に行なえ、結果的に探査費用もかなり安くて済
む。本実施例により対象地域を限定した後、ボーリング
により地質を実際に検査すればよい。

表３に示す判定条件は一例であり、本発明は、表３に
記載した数値に限定されないことはいうまでもない。

金と共に存在することが知られているその他の有用鉱
物や有用資源の探査にも本発明が適用できることは明ら
かであり、本明細書中で、金鉱床とは代表的な意味で述
べたのであり、このような有用鉱物、有用資源の探査も
本発明の特許請求の範囲に含まれると理解されるべきで
ある。

［発明の効果］以上の説明から容易に理解できるように、本発明によ
れば、組織的・科学的に金鉱床を探査でき、広い地域で
も短時間に、且つ正確に金鉱床を発見できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に使用する装置の一例のブロック
図、第２図は静岡県河津町縄地地区の縄地鉱山の鉱床規
模を示す表である。 10:ガンマ線検出器、12:ガンマ線アナライザ、14:気圧
センサ、15:高度センサ、16:ビデオ・カメラ、18:デー
タ・レコーダ、20:ビデオ・テープ・レコーダ、22:コン
ピュータ、24:モニタ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガンマ線検出手段を搭載した飛行体を探査
対象地域の上空を飛行させて、空中ガンマ線量を観測
し、カリウムが周囲に比べて多い地域であって、トロン
が周囲に比べて少ない地域を選定することを特徴とする
金鉱床の探査方法。
【請求項２】ラドンが周囲に比べてやや多い地域を選定
する特許請求の範囲第（１）項に記載の金鉱床の探査方
法。
【請求項３】カリウムに対してトロンが少ない地域を選
定する特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項に記載
の金鉱床の探査方法。