论文部分内容阅读
摘 要：铀镭平衡系数是铀矿勘查的重要参数，正确测量、分析该参数，对指导铀矿勘查、研究铀成矿规律有重要意义，利用坪下水地区钻探岩矿心样品分析结果，综合分析研究该地区铀镭平衡系数分布特征，为坪下水地区今后铀矿勘查提供参考。
关键词：铀镭平衡；坪下水地区；分布特征
中图分类号：C93文献标识码： A
1 前言
铀镭平衡系数表征铀系中铀镭平衡状态的物理参数，是铀矿勘查的重要参数。其在数值上为镭、铀含量的比值和它们在平衡时的比值之比，比值结果为1时，表示样品铀镭放射性平衡；大于1时，表示样品铀镭放射性偏镭；小于1时，表示样品铀镭放射性偏铀。
当前铀矿勘查中铀含量的确定是通过钻孔γ测井及解释确定的，目前的γ测井是通过测量目标地质体的γ放射性强度，从而计算出目标地质体的铀含量，只有当目标地质体铀镭平衡时，测井结果才能准确反应目标地质体的真实铀含量。
近年来区内开展铀矿普查工作的同时，在矿体及其围岩中选取了一批岩矿心样品进行了铀、镭、钍、钾等化学元素分析，利用铀、镭元素含量计算了铀镭平衡系数。本文系统收集整理这些岩矿心样品分析资料，对比岩石岩性特征、铀元素含量、钍元素含量和钾元素含量等分布特征，分析该地区铀矿石的铀镭放射性平衡系数分布特征规律，为该地区今后的铀矿地质勘查提供参考。
2 地质概况
坪下水地区位于诸广岩体东南部，南雄断裂带贯穿于本区，在南雄断裂带及次级构造内，前人先后勘探提交有238E、238W等小型铀矿床，并发现了113等一大批铀矿化异常点。如图1，为工作区地质简图。238E铀矿床位于工作区北东部中村附近，产于南雄断裂带上盘古近系围岩中，矿化受层间破碎带控制，热液活动明显，属外带型铀矿床；238W矿床位于238E矿床北西方向500米处的南雄断裂带上，矿床严格受南雄断裂带控制，属花岗岩类型的中低温热液铀矿床；113铀矿化点位于238W矿床南西500米左右处，产于南雄断裂带下盘碎裂蚀变花岗岩内，受平行于南雄断裂或呈小角度斜交的一组密集裂隙控制。
图1 坪下水地质简图
Fig. 1The workspace geological diagram
1-第四系；2-古近系始新统古城组上段；3-古近系始新统古城组下段；4-古近系古新统浓山组上段；5-燕山期第二阶段黑云母花岗岩；6-印支期第二阶段中粗粒斑状黑云母二长花岗岩；7-硅化带；8-硅化砂砾岩；9-糜棱岩化碱交代岩；10-碱交代岩；11-硅质脉；12-辉绿岩脉；13-异常点；14-矿化点。
3 铀镭平衡系数特征
本次在坪下水地区，总计收集整理145个铀镭平衡分析样品，去除5个离群异常数据，最终有141个数据参与统计处理，如表1，样品为钻探岩心样品，主要在工业矿段及其围岩里选取。
表1分析样品统计表
Table 1Analysis of sample statistics
序号 岩性 样品数（个） 铀镭平衡系数
平均值 标准偏差
1 硅化构造角砾岩 3 1.26 0.35
2 花岗质糜棱岩 40 1.06 0.32
3 糜棱岩化花岗岩 15 0.84 0.34
4 糜棱岩化碱交代岩 6 1.12 0.19
5 糜棱岩化中基性岩 6 0.88 0.22
6 糜棱岩化中细粒二云母花岗岩 2 1.18 0.02
7 碎裂花岗岩 49 1.00 0.24
8 细粒二云母花岗岩 4 1.08 0.15
9 细粒黑云母花岗岩 16 0.77 0.14
3.1与岩性变化关系
分析样品共涉及9类岩性，其铀镭放射性平衡系数分布特征见图2，其中花岗质糜棱岩、糜棱岩化花岗岩、碎裂花岗岩和细粒黑云母花岗岩样品数量相对较多，分别统计绘制了铀镭平衡系数分布概率曲线（图3）。
图2 各岩性岩石铀镭平衡系数分布散点图
Fig. 2U-Ra equilibrium coefficient distribution scattergram of some kinds of rocks
图3 各岩性岩石铀镭平衡系数分布概率曲线
Fig. 3 U-Ra equilibrium coefficient distribution probability curve of some kinds of rocks
综合分析图2和图3，可以大致得出如下分布特征：
（1）硅化构造角砾岩，本次仅涉及两个样品，其中一个样品铀镭放射性平衡表现为明显偏镭，另一个表现为基本平衡。
（2）花岗质糜棱岩，铀镭放射性平衡总体表现为偏镭，其概率分布曲线呈现多峰分布特征，曲线上存在三个明显峰位，第一个峰位大致在0.8附近，曲线基本左右对称，第二个峰位大致在1.2附近，曲线也基本左右对称，第三个峰位大致在1.8附近，曲线也基本左右对称，表明该区至少存在3个期次花岗质糜棱岩，其中有一个期次的铀镭放射性平衡状态受到明显的破坏，铀元素流失或镭元素富集从而呈现偏镭现象，其余两个期次的铀镭放射性平衡状态变化不大。
（3）糜棱岩化花岗岩，铀镭放射性平衡总体表现为偏铀，其概率分布曲线呈现多峰分布特征，曲线上存在两个明显明峰位，峰位差异明显，第一个峰位大致在0.9附近，曲线明显左偏，第二个峰位大致在1.5至1.6之间，曲线基本左右对称，表明该区存在多期次花岗质糜棱岩，表明该区至少存在2个期次花岗质糜棱岩，其中有一个期次的铀镭放射性平衡状态受到明显的破坏，铀元素流失或镭元素富集从而呈现偏镭现象，另外1个期次的铀镭放射性基本保持平衡。
（4）糜棱巖化碱交代岩，铀镭放射性平衡总体表现为偏镭，由于样品数量较少未绘制概率分布曲线，但从图1中可以看出，单个样品的铀镭放射性平衡系数大部分都大于1。
（5）糜棱岩化中基性岩，铀镭放射性平衡总体表现为略微偏铀。
（6）糜棱岩化中细粒二云母花岗岩，铀镭放射性平衡总体表现为略微偏镭，此次共涉及两个样品，平衡系数均在1.2附近。
（7）碎裂花岗岩，铀镭放射性平衡总体表现为略微偏镭，其概率分布曲线也呈现多峰分布特征，但峰位差异不明显，大致在1.2附近，曲线略微左偏。
（8）细粒二云母花岗岩，铀镭放射性平衡总体表现为略微偏镭。
（9）细粒黑云母花岗岩，铀镭放射性平衡总体表现为偏铀，其概率分布曲线呈现单峰分布特征，峰位大致在0.9至1.0之间，曲线明显左偏。所有样品放射性平衡偏铀或平衡，未出现偏镭样品。
3.2与铀钍钾元素含量变化关系
本次采集的样品除了分析了铀元素和镭元素含量之外，还分析了钍元素和钾元素含量，并分别分析了铀镭平衡系数与铀元素、钍元素和钾元素含量的分布关系，如图4至图6。从关系图中可以得出：
（1）铀镭平衡系数与铀元素含量关系（图4），本次分析涉及的样品中，随着铀含量的增高，样品数递减，铀镭放射性由平衡逐渐呈现偏铀，变化趋势较明显。
（2）钍镭平衡系数与钍元素含量关系（图5），本次分析涉及的样品中，钍含量大致有两个聚集区，第一个在0.01(0.01%)附近，规模较小，另一个在0.06(0.01%)附近，规模相对较大，随着钍含量的增高，铀镭放射性基本保持平衡，存在略微的偏镭变化趋势趋。
（3）钾镭平衡系数与钾元素含量关系（图6），本次分析涉及的样品中，钾含量出现明显的聚集区，主要聚集在0.04％至0.06％之间，随着钾含量的增高，铀镭放射性基本保持平衡。
綜合上述分析，该区铀镭平衡系数的变化基本不随钍元素含量和钾元素含量的变化而变化，随铀元素含量的增高，铀镭放射性平衡状态由平衡逐渐趋向偏铀。此外，区域内的钍元素含量和钾元素含量出现明显聚集现象，表明该区岩体中钍元素和钾元素分布相对比较稳定，尤其是钾元素。
图4铀镭平衡系数与铀元素含量关系散点图
Fig. 4 The relation scattergram of U-Ra equilibrium coefficient and uranium concentration
图5 铀镭平衡系数与钍元素含量关系散点图
Fig. 5The relation scattergram of U-Ra equilibrium coefficient and thorium concentration
图6 铀镭平衡系数与钾元素含量关系散点图
Fig. 6The relation scattergram of U-Ra equilibrium coefficient and potassium concentration
4结论
通过上述统计分析，坪下水地区铀矿石铀镭放射性总体平衡，但该区岩浆活动频繁，多期次的岩浆活动对局部区域的铀镭放射性平衡状态产生了一定程度的破坏，但破坏不严重；此外，该区铀镭平衡系数的变化基本不随钍元素含量和钾元素含量的变化而变化，随铀元素含量的增高，铀镭放射性平衡状态由平衡逐渐趋向偏铀。
5存在问题及建议
通过上述分析，基本了解了坪下水地区铀矿石的铀镭放射性平衡系数的变化关系，但还存在一些问题，主要表现为取样涉及的工业矿体规模小，不连续，无法进行系统的取样，因此未能有效分析铀镭放射性平衡系数沿矿体倾向及走向上的变化关系。
在下一步的工作中，应该适量增加样品数量，注意取样的系统性，以便分析铀镭放射性平衡系数沿矿体倾向及走向上的变化关系，更好、更全面的了解该地区的铀镭放射性平衡状态及变化规律，为今后铀矿勘查提供可靠资料。
参考文献：
[1] 张锦由. 铀矿石中铀镭平衡系数与铀含量关系探讨. 华东地质学院学报，1984年02期 .
[2] 易法清，马战军，冯海生，黄伟建，尹征平，黄国龙等. 诸广山南部某铀矿床铀镭平衡关系及意义.铀矿冶.2009年 第3期.
[3] 刘小学，绿有惠等. 3112矿床铀镭平衡及铀资源远景分析.铀矿地质.2009年1月 第1期.
uranium-Radium Equilibrium Coefficient Distribution in Pingxiashui Area
Wang Jia-yue
（Research Institute NO.290, CNNC, Shaoguang, GD 512026, China.）
Abstract：Uranium-radium equilibrium coefficient is an important parameter in uranium exploration. Correctly measuring and analyzing the parameter is significance to guide the uranium exploration and research of uranium metallogenic regularity. Used of analyze data of drill core samples in PINGXIASHUI area analyzing distribution characteristics of U-Ra equilibrium coefficient that could providing references for uranium exploration in this area.
Key words：U-Ra equilibrium; Pingxiashui area; distribution characteristics
关键词：铀镭平衡；坪下水地区；分布特征
中图分类号：C93文献标识码： A
1 前言
铀镭平衡系数表征铀系中铀镭平衡状态的物理参数，是铀矿勘查的重要参数。其在数值上为镭、铀含量的比值和它们在平衡时的比值之比，比值结果为1时，表示样品铀镭放射性平衡；大于1时，表示样品铀镭放射性偏镭；小于1时，表示样品铀镭放射性偏铀。
当前铀矿勘查中铀含量的确定是通过钻孔γ测井及解释确定的，目前的γ测井是通过测量目标地质体的γ放射性强度，从而计算出目标地质体的铀含量，只有当目标地质体铀镭平衡时，测井结果才能准确反应目标地质体的真实铀含量。
近年来区内开展铀矿普查工作的同时，在矿体及其围岩中选取了一批岩矿心样品进行了铀、镭、钍、钾等化学元素分析，利用铀、镭元素含量计算了铀镭平衡系数。本文系统收集整理这些岩矿心样品分析资料，对比岩石岩性特征、铀元素含量、钍元素含量和钾元素含量等分布特征，分析该地区铀矿石的铀镭放射性平衡系数分布特征规律，为该地区今后的铀矿地质勘查提供参考。
2 地质概况
坪下水地区位于诸广岩体东南部，南雄断裂带贯穿于本区，在南雄断裂带及次级构造内，前人先后勘探提交有238E、238W等小型铀矿床，并发现了113等一大批铀矿化异常点。如图1，为工作区地质简图。238E铀矿床位于工作区北东部中村附近，产于南雄断裂带上盘古近系围岩中，矿化受层间破碎带控制，热液活动明显，属外带型铀矿床；238W矿床位于238E矿床北西方向500米处的南雄断裂带上，矿床严格受南雄断裂带控制，属花岗岩类型的中低温热液铀矿床；113铀矿化点位于238W矿床南西500米左右处，产于南雄断裂带下盘碎裂蚀变花岗岩内，受平行于南雄断裂或呈小角度斜交的一组密集裂隙控制。
图1 坪下水地质简图
Fig. 1The workspace geological diagram
1-第四系；2-古近系始新统古城组上段；3-古近系始新统古城组下段；4-古近系古新统浓山组上段；5-燕山期第二阶段黑云母花岗岩；6-印支期第二阶段中粗粒斑状黑云母二长花岗岩；7-硅化带；8-硅化砂砾岩；9-糜棱岩化碱交代岩；10-碱交代岩；11-硅质脉；12-辉绿岩脉；13-异常点；14-矿化点。
3 铀镭平衡系数特征
本次在坪下水地区，总计收集整理145个铀镭平衡分析样品，去除5个离群异常数据，最终有141个数据参与统计处理，如表1，样品为钻探岩心样品，主要在工业矿段及其围岩里选取。
表1分析样品统计表
Table 1Analysis of sample statistics
序号 岩性 样品数（个） 铀镭平衡系数
平均值 标准偏差
1 硅化构造角砾岩 3 1.26 0.35
2 花岗质糜棱岩 40 1.06 0.32
3 糜棱岩化花岗岩 15 0.84 0.34
4 糜棱岩化碱交代岩 6 1.12 0.19
5 糜棱岩化中基性岩 6 0.88 0.22
6 糜棱岩化中细粒二云母花岗岩 2 1.18 0.02
7 碎裂花岗岩 49 1.00 0.24
8 细粒二云母花岗岩 4 1.08 0.15
9 细粒黑云母花岗岩 16 0.77 0.14
3.1与岩性变化关系
分析样品共涉及9类岩性，其铀镭放射性平衡系数分布特征见图2，其中花岗质糜棱岩、糜棱岩化花岗岩、碎裂花岗岩和细粒黑云母花岗岩样品数量相对较多，分别统计绘制了铀镭平衡系数分布概率曲线（图3）。
图2 各岩性岩石铀镭平衡系数分布散点图
Fig. 2U-Ra equilibrium coefficient distribution scattergram of some kinds of rocks
图3 各岩性岩石铀镭平衡系数分布概率曲线
Fig. 3 U-Ra equilibrium coefficient distribution probability curve of some kinds of rocks
综合分析图2和图3，可以大致得出如下分布特征：
（1）硅化构造角砾岩，本次仅涉及两个样品，其中一个样品铀镭放射性平衡表现为明显偏镭，另一个表现为基本平衡。
（2）花岗质糜棱岩，铀镭放射性平衡总体表现为偏镭，其概率分布曲线呈现多峰分布特征，曲线上存在三个明显峰位，第一个峰位大致在0.8附近，曲线基本左右对称，第二个峰位大致在1.2附近，曲线也基本左右对称，第三个峰位大致在1.8附近，曲线也基本左右对称，表明该区至少存在3个期次花岗质糜棱岩，其中有一个期次的铀镭放射性平衡状态受到明显的破坏，铀元素流失或镭元素富集从而呈现偏镭现象，其余两个期次的铀镭放射性平衡状态变化不大。
（3）糜棱岩化花岗岩，铀镭放射性平衡总体表现为偏铀，其概率分布曲线呈现多峰分布特征，曲线上存在两个明显明峰位，峰位差异明显，第一个峰位大致在0.9附近，曲线明显左偏，第二个峰位大致在1.5至1.6之间，曲线基本左右对称，表明该区存在多期次花岗质糜棱岩，表明该区至少存在2个期次花岗质糜棱岩，其中有一个期次的铀镭放射性平衡状态受到明显的破坏，铀元素流失或镭元素富集从而呈现偏镭现象，另外1个期次的铀镭放射性基本保持平衡。
（4）糜棱巖化碱交代岩，铀镭放射性平衡总体表现为偏镭，由于样品数量较少未绘制概率分布曲线，但从图1中可以看出，单个样品的铀镭放射性平衡系数大部分都大于1。
（5）糜棱岩化中基性岩，铀镭放射性平衡总体表现为略微偏铀。
（6）糜棱岩化中细粒二云母花岗岩，铀镭放射性平衡总体表现为略微偏镭，此次共涉及两个样品，平衡系数均在1.2附近。
（7）碎裂花岗岩，铀镭放射性平衡总体表现为略微偏镭，其概率分布曲线也呈现多峰分布特征，但峰位差异不明显，大致在1.2附近，曲线略微左偏。
（8）细粒二云母花岗岩，铀镭放射性平衡总体表现为略微偏镭。
（9）细粒黑云母花岗岩，铀镭放射性平衡总体表现为偏铀，其概率分布曲线呈现单峰分布特征，峰位大致在0.9至1.0之间，曲线明显左偏。所有样品放射性平衡偏铀或平衡，未出现偏镭样品。
3.2与铀钍钾元素含量变化关系
本次采集的样品除了分析了铀元素和镭元素含量之外，还分析了钍元素和钾元素含量，并分别分析了铀镭平衡系数与铀元素、钍元素和钾元素含量的分布关系，如图4至图6。从关系图中可以得出：
（1）铀镭平衡系数与铀元素含量关系（图4），本次分析涉及的样品中，随着铀含量的增高，样品数递减，铀镭放射性由平衡逐渐呈现偏铀，变化趋势较明显。
（2）钍镭平衡系数与钍元素含量关系（图5），本次分析涉及的样品中，钍含量大致有两个聚集区，第一个在0.01(0.01%)附近，规模较小，另一个在0.06(0.01%)附近，规模相对较大，随着钍含量的增高，铀镭放射性基本保持平衡，存在略微的偏镭变化趋势趋。
（3）钾镭平衡系数与钾元素含量关系（图6），本次分析涉及的样品中，钾含量出现明显的聚集区，主要聚集在0.04％至0.06％之间，随着钾含量的增高，铀镭放射性基本保持平衡。
綜合上述分析，该区铀镭平衡系数的变化基本不随钍元素含量和钾元素含量的变化而变化，随铀元素含量的增高，铀镭放射性平衡状态由平衡逐渐趋向偏铀。此外，区域内的钍元素含量和钾元素含量出现明显聚集现象，表明该区岩体中钍元素和钾元素分布相对比较稳定，尤其是钾元素。
图4铀镭平衡系数与铀元素含量关系散点图
Fig. 4 The relation scattergram of U-Ra equilibrium coefficient and uranium concentration
图5 铀镭平衡系数与钍元素含量关系散点图
Fig. 5The relation scattergram of U-Ra equilibrium coefficient and thorium concentration
图6 铀镭平衡系数与钾元素含量关系散点图
Fig. 6The relation scattergram of U-Ra equilibrium coefficient and potassium concentration
4结论
通过上述统计分析，坪下水地区铀矿石铀镭放射性总体平衡，但该区岩浆活动频繁，多期次的岩浆活动对局部区域的铀镭放射性平衡状态产生了一定程度的破坏，但破坏不严重；此外，该区铀镭平衡系数的变化基本不随钍元素含量和钾元素含量的变化而变化，随铀元素含量的增高，铀镭放射性平衡状态由平衡逐渐趋向偏铀。
5存在问题及建议
通过上述分析，基本了解了坪下水地区铀矿石的铀镭放射性平衡系数的变化关系，但还存在一些问题，主要表现为取样涉及的工业矿体规模小，不连续，无法进行系统的取样，因此未能有效分析铀镭放射性平衡系数沿矿体倾向及走向上的变化关系。
在下一步的工作中，应该适量增加样品数量，注意取样的系统性，以便分析铀镭放射性平衡系数沿矿体倾向及走向上的变化关系，更好、更全面的了解该地区的铀镭放射性平衡状态及变化规律，为今后铀矿勘查提供可靠资料。
参考文献：
[1] 张锦由. 铀矿石中铀镭平衡系数与铀含量关系探讨. 华东地质学院学报，1984年02期 .
[2] 易法清，马战军，冯海生，黄伟建，尹征平，黄国龙等. 诸广山南部某铀矿床铀镭平衡关系及意义.铀矿冶.2009年 第3期.
[3] 刘小学，绿有惠等. 3112矿床铀镭平衡及铀资源远景分析.铀矿地质.2009年1月 第1期.
uranium-Radium Equilibrium Coefficient Distribution in Pingxiashui Area
Wang Jia-yue
（Research Institute NO.290, CNNC, Shaoguang, GD 512026, China.）
Abstract：Uranium-radium equilibrium coefficient is an important parameter in uranium exploration. Correctly measuring and analyzing the parameter is significance to guide the uranium exploration and research of uranium metallogenic regularity. Used of analyze data of drill core samples in PINGXIASHUI area analyzing distribution characteristics of U-Ra equilibrium coefficient that could providing references for uranium exploration in this area.
Key words：U-Ra equilibrium; Pingxiashui area; distribution characteristics