伽马能谱法在锑矿找矿靶区研究中的应用

物󰀁探󰀁与󰀁化󰀁探

GEOPHYSICAL&GEOCHEMICALEXPLORATION

Vol.26,No.4󰀁Aug.,2002󰀁

伽马能谱法在锑矿找矿靶区研究中的应用

赖万昌,金景福

(成都理工大学应用核技术与自动化工程学院,四川成都󰀁610059)

摘要:应用󰀁能谱法现场划分8种岩性、恢复硅化岩的原岩和圈定含Sb、Au矿化体,为锑矿找矿靶区的研究,提供了一种经济、快速、有效的方法技术。关键词:󰀁能谱法;找矿靶区;Sb、Au矿体

中图分类号:P631.6󰀁󰀁󰀁文献标识码:A󰀁󰀁󰀁文章编号:1000-8918(2002)04-0290-03

󰀁󰀁核物探󰀁能谱法除用于勘查放射性矿床外,已成功用于油气田的普查勘探、区域地质调查、水文地质和工程地质等领域,近年来又进一步推广应用于金属、非金属固体矿产的找矿勘探。笔者在承担国土资源部定向项目󰀂湘中锡矿山式锑矿找矿靶区研究 的野外工作中,对󰀁能谱法进行了探索性应用,取得了较好的效果。

2.2󰀁现场测量

现场测量时要注意使探测器紧贴地面,并保持2󰀂立体角,还要注意排除地表人工产物的干扰,土壤测量时则应统一测量B层土壤。认真作好各项原始纪录。

在现场测定靶区内各种典型岩石的󰀁能谱参数时,要求每种岩石上至少测量5~10个具有代表性的点。

2.3󰀁数据处理

在删除可疑数据后,计算每个测点上U、Th、K及∀󰀁观测值的平均值。󰀁能谱仪是在2󰀂立体角(平面上)标定的,而在野外测量时,并不能总是保持这个测量条件。因此,需要进行󰀂效率因子 校正(即对探测立体角进行校正)。校正公式如下:

C= !C∃,

式中,C∃为现场测量值;C为校正后的准确值; 为效率因子。

的经验值为:在平面上测量时, =1;在坑道中测量时, =0.50;在陡崖下测量时, =0.75;在土坑中测量时, =0.9;其它条件下,参照探测立体角的具体情况具体确定。

经过效率因子校正后的准确值,可用来计算w(U)/w(Th)、w(K)/w(U)、w(K)/w(Th)等󰀁能谱参数。

1󰀁󰀁能谱仪的标定

使用经改造的国产FD󰀁3022型󰀁能谱仪,探测器采用大体积NaI(Tl)晶体,因此具有较高的灵敏度。经实测,该机对U、Th、K的检出限分别为0.8!10、1.5!10、0.15%。

仪器使用前在国家一级标准模型上进行标定,然后在铀、钍、钾混合模型上进行了检验,结果表明其测量U、Th、K当量含量及总󰀁射线照射量率(∀󰀁)的相对误差分别为6.8%、7.5%、8.1%、4.7%。因此,仪器测量精度可满足研究工作的需要。

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2󰀁野外工作方法

2.1󰀁选择测量时间与测量次数

由于仪器测量U、Th、K含量及∀󰀁值具有放射性统计涨落,而在锑矿找矿靶区内主要岩石的U、Th、K含量及∀󰀁值都较低,因此,需要高精度测量,经过实地试验,我们选定测量时间为60s,每个测点测3次。若3次读数的误差不超过其二倍根方差,则取其平均数代表测量结果;若3次读数误差较大,则补测1~2次,然后再计算平均值。这样可保证每个测点的测量误差在#10%以内。

收稿日期:2002-03-10

3󰀁应用

3.1󰀁应用󰀁能谱参数划分岩性

对湘中地区16个主要锑区(点)内各类岩石进行󰀁能谱测量(结果如表1所示),并将其中岩性相

󰀁4期赖万昌等:伽马能谱法在锑矿找矿靶区研究中的应用

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同或相近者进行归类统计,具体做法如下:a类:页岩、泥质岩、泥质细砂岩类;b类:泥灰岩、含泥灰岩类;c类:灰岩类;d类:石英砂岩类;e类:砂岩类;f类:硅质岩类;g类:煌斑岩类;h类:花岗斑岩类。

可将研究区内的主要岩石进行分类,在实际应用中指导地质工作,取得了快而准的效果。3.2󰀁应用󰀁能谱参数研究硅化岩

根据Si同位素地球化学的研究结果,湘中主要表1󰀁湘中主要锑区分类岩石的󰀁能谱参数

岩石w(U)w(Th)w(K)∀󰀁w(Th)类型10-610-6%

cps

w(U)

a类2.8~3.616.8~23.51.7~2.714.9~22.92.9~8.4

b类2.4~2.67.4~13.70.8~1.910.0~17.33.1~5.3c类2.2~4.22.5~2.60.1~0.23.9~4.60.6~1.1d类2.4~3.03.0~4.00.1~0.21.4~1.81.2~1.6e类2.8~3.2

6.8~7.6

0.1~0.2

6.9~7.4

2.5~3.0

f类15.0~17.310.8~12.01.1~1.326.3~26.90.6~0.8

g类

6.5~6.744.4~45.60.2~0.325.3~26.86.8~7.0

h类12.0~12.628.9~29.21.9~2.034.2~34.62.2~2.5

从表1中可见,沉积岩中U含量变化较小,而Th、K含量和∀󰀁值表现为:泥质岩类>泥灰岩类>砂岩类>灰岩类、石英砂岩类;硅质岩的U含量最高,Th、U的含量比值最小,Th、K含量与沉积岩接近;煌斑岩的Th含量和Th、U含量比值最高,而K含量则与岩类和石英砂岩接近;花岗斑岩中U、Th、K含量均较高,因而使得∀󰀁最大,达到34.4cps。

图1󰀁湘中主要锑矿区各类岩石的󰀁能谱判别模型

通过研究和分析,我们建立了在湘中主要锑矿区应用󰀁能谱法现场划分岩石类别的判别模型(如图1所示)。依据该模型,只需进行3~6次判别,即

锑区(点)的硅化岩及脉石英中的硅质主要来自地层岩石,并且不同岩石硅化强弱和利于锑矿化的程度存在明显差异,为此,我们应用󰀁能谱参数进行恢复硅化岩原岩的试验,取得较好的效果。

表2󰀁湘中主要锑矿区的󰀁能谱参数

矿区名称w(U)w(Th)w(K)∀󰀁w(Th)10-610-6%cpsw(U)锡矿山4.16.50.16.51.6合心4.77.40.35.91.6罗家塘2.63.00.32.81.2马颈坳2.12.50.12.61.8三德堂

3.0

2.0

0.1

2.7

0.7

由于原岩性质的差异,其硅化岩的󰀁能谱参数

也是不同的,根据湘中主要锑矿区硅化岩的󰀁能谱参数(表2),锡矿山和合心矿区的硅化岩有近似的U、Th、K、∀󰀁含量值和Th、U含量比值,其U、Th、∀󰀁含量值较高,而K值较低,这与煌斑岩的特性相似,它俩应属同一类型;而罗家塘、马颈坳和三德堂3个矿区的硅化岩有近似的U、Th、K、∀󰀁含量值和Th、U含量比值,U、Th含量值明显低于锡矿山锑矿区的硅化岩,因此,其硅化性质应与锡矿山锑矿区的硅化岩不同。

在各地硅化岩中,Th、K含量均低于区内出露的泥质岩类岩石,而高于灰岩、砂岩类岩石。由于硅化交代作用的结果是将K代入而不是代出组份[1],因此,硅化岩的原岩应为灰岩、砂岩类岩石,而非泥质岩类岩石。硅化岩中较高的Th含量可能与幔源煌斑岩或花岗斑岩活动有关。由此得出,锡矿山和合心矿区硅化岩的的原岩为灰岩,而罗家塘、马颈坳和三德堂矿区硅化岩的原岩主要为钙质粉砂岩,局部可能为灰岩。因此,寻找湘中锡矿山式锑矿的重点应在合心矿区,而非罗家塘、马颈坳和三德堂矿区。3.3󰀁勘查Sb、Au矿

湘中三德堂锑矿区%号矿带是一个Sb、Au共生矿床,Sb、Au矿化产于硅质泥岩内部的构造破碎带。如前所述,硅质岩的U含量最高,U、Th含量比值最大,其Th、K含量也均高于其周围的沉积岩、变

积岩,因此,可以应用󰀁能谱法寻找隐伏Sb、Au矿。该Sb、Au矿的另外一个地球化学特征是As与Sb、Au密切共生,而且,若As、Sb高,则Sb、Au共生并可能形成Sb、Au矿体;若As高Sb低(或无Sb),则只可

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能形成Au矿体,因此,As、Sb可作为找矿指示元素。常,其中,U、K含量与U、Th含量比值异常十分清晰、明显,而现场X荧光分析结果也在该处发现明

显的Sb、As异常,表明这是一个Sb、Au共生矿体。目前人们正在该异常下部开采锑矿石,但并未注意到Au的成矿可能,经取样化验,Au品位达到了3~5g/t,具有开采价值。

这一例子说明在该区应用󰀁能谱法查找Sb、Au共生矿床是可行的、有效的,若与其它物探方法配合,互相验证,将会取更好的勘查效果。

4󰀁结论与存在问题

1.在湘中地区应用󰀁能谱法划分岩性及恢复硅化岩原岩是可行的、有效的,实际应用中取得快又准的效果。

2.应用󰀁能谱法勘查与U、Th、K异常有关的Sb、Au矿床是一个经济、快速、简单、有效的手段。

3.󰀁能谱法不受地形地物和电场、磁场的干扰,这是其优点,但它易受到󰀂平衡系数 、󰀂射气系数 的影响,应用中应引起注意。

图2󰀁湘中三德堂锑矿区∋号剖面核物探综合剖面

1(泥灰岩;2(泥岩;3(硅质泥岩;4(硅质岩;5(灰岩;6(泥质粉砂岩;7(硅质灰岩;8(断层;9(矿脉及编号;10(自发堂组;11(棋梓桥组

本项研究工作得到湖南省地矿局418地勘院领导和技术人员的大力支持,在此表示感谢!

该地区地表风化厉害,基岩出露性差,给地质工作带来许多不便。为配合靶区研究与找矿工作,我们对󰀁能谱法的有效性进行了现场试验,并和现场X荧光分析结果进行对比。现场测量沿前人的槽探工程进行,测量结果如图2所示。从图2可见,在含矿硅质泥岩破碎带的上方,U、Th、K含量均出现异

参考文献:

[1]󰀁金景福、陶琰、赖万昌,等.湘中锡矿山式锑矿成矿规律及找矿

方向[M].成都:四川科学技术出版社,1999.

[2]󰀁史明魁.湘中锑矿[M].长沙:湖南科学技术出版社,1993.[3]󰀁贾文懿,方方,苗放.核地球物理的理论与实践[M].成都:四

川大学出版社,2001.

[4]󰀁赖万昌,章晔.XRF找金矿技术的新方法研究[J].矿产与地

质,1990,(3).

APPLICATIONOF󰀁SPECTROMETRYMETHODINTHERESEARCH

OFTARGETSOFSbDEPOSIT

LAIWang󰀁chang,JINJing󰀁fu

(ChengduUniversityofTechnology,Chengdu󰀁610059,china)

Abstract:Thispaperdescribesthefactsthatfield󰀁spectrometrymethodhasbeenusedtodivideeightlithosomes,recoverthepro󰀁tolithofsilicatedrocksandfindconcealedantimonyandgolddeposits.Thefield󰀁spectrometrymethodcanbeaneconomical,quickandeffectivetechniquefornarrowingthetargetofantimonyandgoldmineralizedarea.Keywords:󰀁spectrometrylithosome;Sb-Audeposit

作者简介:赖万昌(1962-),男,广西合浦人。1989年获成都地质学院地质与勘探专业硕士学位,现从事核技术在地学及相关领域中的应用研究与仪器开发。出版专著2部,发表学术论文30余篇。