Радиоактивность осадочных пород

Радиоактивность осадочных пород ниже, чем магматических из-за удаления U и Th при разрушении магматических пород и формировании осадков. Th обособляется в монацитовых и циркониевых россыпях, и Th/U в осадочных породах невелик, менее 3,7.

Самая низкая радиоактивность наблюдается в мергелях, доломитах и кремнистых сланцах, в которых мало К и Th.

Повышенная радиоактивность характерна для глино - содержащих пород и для пород с органикой, даже в известняках, если они битуминизированы.

Радиоактивность терригенных пород растет с ростом их дисперсности, от песков к глинам. Это позволяет при ГИС определять, например, глинистость песчаников или искать глинистые покрышки. Глины способны сорбировать ионы U и Th, а кроме того в минералах глин содержится много К. На эти закономерности влияют также условия выветривания и осадконакопления.

При выветривании:

1. Th и K мигрируют в виде частиц и взвесей, а U, особенно 6-валентный – в виде растворов;

2. ионы U и Th сорбируются на заряженной поверхности зерен глин, органики, фосфоритов, окислов Fe, Al и Mg;

3. углерод- и пиритсодержащие породы создают восстановительные барьеры, где восстанавливается 6-валентный U в менее подвижный 4-валентный U и скапливается здесь.

В прибрежных мелководных осадках накапливаются радиоактивные К и Th в песчаниках и глинах. Глубже радиоактивность понижается, и только в глубоководных тонких глинах много Th, а в более грубозернистом обломочном материале его меньше.

U поступает в море в виде растворов и адсорбируется органикой и тонкой глиной, либо образует урано - органические соединения, либо восстанавливается при окислении органики. Поэтому U скапливается :

1. за счет адсорбции в глубоководных тонкоглинистых осадках с органикой, где наблюдается высокое, равномерное содержание U вместе с Au,As,Cu,W,V;

2. в разложившейся органике в мелководной прибрежной фации U распределяется неравномерно, как и скопления органики в восстановительной среде.

Радиоактивность обычно повышена в ванадиевых сланцах и фосфоритоносных отложениях, поэтому их можно обнаружить по этому признаку. Повышенной радиоактивностью ториевой природы характеризуются бокситы, и их можно искать с помощью спектрометрии.

Радиоактивность метаморфических и метасоматических пород

При увеличении степени метаморфизма содержание всех радиоактивных элементов понижается независимо от фаций метаморфизма:

1. глубоко метаморфизованные породы гранулитовой и эклогитовой фаций имеют равномерную низкую радиоактивность;

2. ультраметаморфические процессы по породам амфиболитовой и гранулитовой фаций приводит к неравномерному повышению радиоактивности в связи с неоднородным формированием пород гранитного состава;

3. метаморфизм углеродистых пород понижает их радиоактивность на уровне эпидот-амфиболитовой фации в связи с выносом U и обогащению им выше лежащих обуглероженных пород;

4. с ростом метаморфизма вещества гумусового ряда и образования каменных углей и антрацита понижается их радиоактивность.

При метасоматозе углеродистых сланцев также падает их радиоактивность в связи с выносом U и Th в вышележащие породы.

Повышенной радиоактивностью обладают редкометалльные грейзены и высокотемпературные карбонаты.

Высокотемпературные метасоматиты радиоактивны за счет U и Th.

Низкотемпературные метасоматиты имеют пониженную радиоактивность.

В среднетемпературных метасоматитах обычен привнос К и иногда они обогащены U.

По радиоактивности пород можно изучать геохимическую миграцию рудных элементов при гидротермальном процессе, т.к.:

1. аналогично U ведут себя олово, фтор и цирконий;

2. аналогично Th ведут себя рубидий, лантан и молибден;

3. подобно К выносятся из альбитизированных гранитов медь, титан, цинк и другие.

Все три случая можно определять по энергии g - квантов с помощью спектрометра, позволяющего различить их источник (U,Th и К).