книги из ГПНТБ / Баранов, В. И. Радиогеология учебник

§ 2. АВТОГАЛШАПОИСКИ

Автомобильные радиометрические работы предназначены для решения тех же задач, что и пешеходные. С их помощью осуществ­ ляют проверку аэрогаммааномалий, а также при благоприятных условиях производят первичную оценку перспективности террито­ рии. Преимущество автогаммасъемки перед пешеходной, как уже упоминалось, заключается в большей производительности, чувстви­ тельности аппаратуры; основной недостаток — зависимость от усло­ вий проходимости автотранспорта. Существуют маршрутная и пло­ щадная автогаммасъемки. Маршрутные работы используют глав­

у-поиски в масштабах 1 : 25 ООО и 1 : 10 000 используют при изуче­ нии крупных территорий, перспективных на уран. Поиски в мас­ штабе 1 :5000 и 1 :2000 применяют на рудоносных площадях вблизи известных месторождений или рудопроявлений урана, а также для проверки аэроаномалий.

нии у-активности активный участок маршрута проходят в обрат­ ном направлении на минимальной скорости и отмечают на мест­ ности каким-либо ориентиром точку максимальной активности. Для

отмеченных оператором во время заезда. Например, небольшое по­ вышение у-активности в местах скопления валунов или щебенки - коренных пород на фоне задернованной поверхности не считается перспективным, если не превышает нормальной у-актнвности этих пород в районе работ. Аномалии, приуроченные к задернованным участкам, выходам подземных вод, конусам выноса, могут пред­ ставлять интерес и являются ореолами или потоком рассеяния уранового оруденения.

Проверка автогаммааномалий проводится пешеходным у-мето- дом параллельно с геолого-геоморфологичеокой съемкой. В том случае, если перспективность аномалии подтверждается, ее изучают более детально с помощью эманационного метода, литохимического

191

методов.

Наиболее благоприятными для проведения пешеходных у-поис- ков являются хорошо и удовлетворительно обнаженные районы аридной климатической зоны. Рыхлый элювиальный или элювиаль­

благоприятным для радиометрических измерений.

Территории, закрытые чуждыми рыхлыми отложениями, мало перспективны для проведения у-поисков на поверхности. В районах гумидного климата верхний слой элювиально-делювиальной толщи обеднен радиоактивными элементами в результате выщелачивания л вследствие этого у-понски по поверхности также в большинстве

также могут быть благоприятны для образования в них рассеян­ ных концентраций урана и должны изучаться при у-попсках.

скими методами территориях, перспективных на уран по геологи- •ческим данным. Поиски масштаба 1 : 10 000 применяют в районах,

.примыкающих к ранее выявленным рудопроявлениям и имеющим

л о м контакте с геологосъемочными работами. Для мелкомасштаб­ ных работ наиболее эффективным можно считать одновременное проведение геологических и радиометрических работ.

Расстояние между точками наблюдения по маршруту не долж­ но превышать 40—50 м при мелкомасштабных поисках и 20 м при поисках в масштабе 1 : 10 000. На участках тектонических наруше­ ний и .выходов жильных пород сеть измерении сгущается. Между

-точками наблюдения ведется обязательное прослушивание у-актив­ ности в телефон. В случае обнаружения у-аномалии производится

.192

ее детализация и оконтуривание. Деталнзационные маршруты должны выходить в нормальное у-поле не менее чем па 100 м. Обязательно промеряются и прослушиваются все выходы коренных пород как в пределах аномалии, так и вблизи ее границы. Точки наблюдения располагаются на расстоянии от 10 до 2 м. С мест максимальной активности отбирают образцы пород для лаборатор­ ных исследований. Наиболее активные точки отмечают на мест­ ности ориентирами (вехи, каменные и земляные туры и т. д.) и привязывают к топографической карте.

Выявленная в процессе пешеходных у-понсков аномалия ис­ следуется в дальнейшем с помощью пешеходной у-спектрометрии, у-р-съемки, шпуровой съемки, эманационной съемки. В том случае, если перспективность аномалии подтверждается, на ее площади проводят легкие горные работы, которые также должны сопровож­ даться измерением у-активности пород, вскрытых выработками.

§ 4. ГЛУБИННЫЕ ГАММА-ПОИСКИ

Рассмотренные выше поверхностные у-методы имеют сравни­ тельно малую глубинность. Поиски месторождений урана этими методами в районах, закрытых наносами аллохтонного типа, не связанными генетически с подстилающими породами, малоэффек­ тивны. Для увеличения эффективности поисков урана на закрытых территориях применяются глубинные методы. Простейшим вариан­ том такого метода является шпуровая у-съемка, о которой говори­ лось в предыдущем параграфе. Она применяется при детализации поверхностных у-аномалий и проводится по определенной сети. Расстояние между точками определяется размером и характером аномалии. Шпуры пробивают вручную на глубину до 1 м и изме­ ряют в них у-активность у забоя. Иногда применяется шпуровая у-р-съемка. На участках, где мощность аллохтонных наносов пре­ вышает 1—2 м, шпуровая съемка не эффективна.

Для повышения глубинности метода применяют специальные

Работы такого типа могут проводиться в районах с удовлетвори­

ванным в буровой штанге. В некоторых моделях приборов возмож­ но проводить у-спектрометри'ческое определение урана, тория и калия.

Глубинные поиски погребенных ореолов рассеяния проводятся в несколько этапов: выделение перспективных площадей, подготов­ ка их для поисков (выделение локальных участков, пригодных и перспективных для поисков), собственно поиски и оценка аномалий и рудопроявлений.

"Перед проведением бурения определяют глубину так называе­ мого «представительного горизонта» — горизонта максимального площадного и достаточно надежного развития вторичного ореола рассеяния, до которого и производится бурение.

§ 5. ПОИСКОВЫЙ ГАММА-КАРОТАЖ

На всех этапах поисков и разведки месторождений урана, сопровождаемых бурением, скважины исследуются методом у-каро- тажа. Поисковый у-каротаж заключается в измерении у-активности пород по разрезу скважины с целью выявления аномалий и оценки нормальных значений у-поля. Гамма-каротаж при благоприятных условиях позволяет достаточно точно судить о мощности рудного тела и содержании в нем урана. Данные у-каротажа используют при подсчете запасов.

В качестве детекторов излучения применяют газоразрядные счетчики (типа ВС, МС) размером не более 30 см и сцннтилляционные счетчики, экранированные слоем свинца (1-—1,5 мм) для исключения влияния рассеянного породами у-излучения.

Количественная интерпретация результатов у-каротажа произ­ водится по у-каротажным диаграммам с привлечением данных анализа керна.

Для определения мощности рудного пласта применяют три способа.

1. Для рудных тел мощностью более 40 см и с равномерным содержанием радиоактивных элементов используют способ '/г /макс (Лмакс — максимальная у-активность на диаграмме).

Границы рудного тела определяют в точках, соответствующих половине максимальной у-активности на диаграмме.

2. Для рудных тел с непрерывно меняющимся' содержанием радиоактивных элементов границы определяют в точках с заданной

у-активностью (/зад)-

3.Для рудных пропластов, мощность которых меньше 40 см, границы находят в точках, соответствующих 4/б /макс-

Истинную мощность (Лист) определяют по формуле

А|,ст = Авид-slna,

где /г в в д — мощность, определенная по диаграмме; a — угол между скважиной и рудным телом.

194

3 м, в некоторых случаях — до 5 м. Если в рыхлых отложениях имеются четко выраженные солевые уран-радпевые ореолы рассея­ ния, глубинность эманацнонного метода увеличивается в соответ­ ствии с величиной ореола. Основную роль в формировании газового ореола играет газопроницаемость перекрывающих оруденение на­ носов. Если мощность экранирующих радон отложений (глины, сильно увлажненные болотные образования и т. д.) превышает 1,5—2 м, постановка обычной эманационной съемки не эффектив­

пробиваются по определенной сетке в зависимости от масштаба работ. При поисковой съемке расстояние между профилями равно 250 м (масштаб 1 : 25 ООО) или 100 м (масштаб 1 : 10 000). Расстоя­ ние между точками по профилю составляет 5—10 м. Детальная эманационная съемка проводится по сетке 50x5 м (для масштаба 1 : 5000) и 20x5—2 м (для масштаба 1 : 2000). В процессе эмана­ ционной съемки измерения проводятся сразу же после введения почвенного воздуха в эманационную камеру. Для определения природы эманации в каждой десятой — пятнадцатой точке прово­ дится повторное измерение через минуту после введения радона в камеру. На аномальных участках проводят 2—3 измерения на каждой точке: непосредственно после введения радона, через 2 мин и через 3 мин. Первичная детализация выявленной аномалии заклю­ чается в ее проверке и оконтуривании по дополнительным корот­ ким профилям, отстоящим друг от друга на 10—25 м'. Наиболее активные точки отмечаются на местности хорошо различимыми ориентирами (турами, вехами, затесами на деревьях). После оконтуривания, подтверждения аномалии и установления ее природы эманационным методом начинается второй этап детализации. Этот этап включает в себя детальное геологическое картирование участ­ ка, шпуровую у- и у-(3-съемку, металлометрическое опробование рыхлых отложений на содержание урана и его элементов-спутни­ ков с последующим вскрытием аномалии горными выработками.

Обработка результатов эманационной съемки заключается в переводе показаний прибора в эманы и расчете концентрации ра­ дона и торона в почвенном воздухе. Расчет радона и торона можно проводить по формулам:

R n = l , 5 ( / 1 - 0 , 5 / 0 ) y ,

Rn = ( / 2 - 0 , 2 / 0 ) ; \

Rn = 0 , 8 ( / 8 - 0 , l / 0 ) ; \

Th = / „ . / - Rn,'

196

показания прибора при мгновенных, одно-, двух- и трехминутных

собом, служит критерием отбраковки аномалий. При е>1,5 анома­ лия считается существенно радоновой, при s~ 1 — смешанной и при е < 0 , 5 — существенно тороновой. Обычно тороновые аномалии отбраковывают как бесперспективные уже на первом этапе деталь­ ных поисков. Глубинные эманационные поиски выполняются в не­ глубоких скважинах, пробуренных специальными буровыми агре­ гатами, применяемыми при глубинной у-съемке, и используются в качестве дополнительного метода поисков.

§ 7. РАДИОГИДРОХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД ПОИСКОВ

Радиогидрохимический метод поисков предназначен для выяв­ ления водных ореолов рассеяния, образующихся вокруг урановых рудных тел и их литохимических ореолов. Он заключается в опро­ бовании подземных и поверхностных вод на содержание урана, его продуктов распада и элементов-спутников. Среди продуктов рас­ пада урана (2 3 8 U) для гидрохимических поисков наибольший инте­ рес представляют радон, радий, а в некоторых случаях 2 3 4 U . Набор элементов-спутников зависит от типа месторождений. Наиболее обычные спутники урана — молибден, свинец, мышьяк, ванадий, фосфор, селен.

Как во всех ореольных методах, основной задачей радногидрохимических поисков является определение аномальных концентра­ ций элементов, существенно (обычно в 5 раз) превышающих их фоновые концентрации. В связи с этим одна из важнейших задач поисков заключается в определении местного гидрохимического фона для каждого исследуемого элемента. Гидрохимический фон находится в сильной зависимости от геологической, гидрогеологи­ ческой и физико-химической обстановок, а также от климатических условий изучаемого района. Рассмотрим этот вопрос на примере урана. Фоновые концентрации урана в водах морей и крупных рек

197

лишь в окислительных условиях, где он находится в шестивалент­ ном состоянии. В связи с этим окислительная обстановка благо­ приятна для перехода урана в воды. Для подземных вод такого

На размеры ореола большое влияние оказывает интенсивность водообмена. Самые протяженные ореолы образуются в водах зоны активного водообмена. При этом огромное значение имеет глубина

концентраций урана, которые могут быть определены на большом удалении от рудного тела. Так, по данным Г. К. Лапиной, Е. Н. Ку­

50 м. Сильно влияет скорость водообмена на размеры ореолов рас­

радиогидрохимического метода, которая для горных районов может достигать нескольких сотен метров, а для равнинных — лишь не­ скольких десятков метров.

Таким образом, при благоприятных условиях радиогидрохими-

198

ческие поиски могут способствовать обнаружению слепых или выщелоченных с поверхности рудных тел, перекрытых неактивны­ ми наносами. Все сказанное выше определяет необходимость про­ ведения радиогидрохимических поисков в комплексе с геологиче­ скими, гидрогеологическими и геохимическими методами поисков.

Радиогидрогеологические поиски подразделяют на рекогносци­

Детальные поиски проводят в масштабе 1:25 000—1:5000 с привлечением специального бурения и шурфования. Они сопровож­ даются режимными и сезонными наблюдениями в скважинах и применяются для детализации ранее выявленных аномалий.

На участке аномалий проводится тщательный анализ геологи­ ческой и гидрогеологической обстановок. Последний включает в себя определение областей питания, транзита и разгрузки подзем­ ных вод, выделение отдельных водоносных комплексов', определе­ ние интенсивности водообмена, общего химического и газового состава вод и т. д. В результате устанавливают контуры радиогидрохимических аномалий в плане и на глубину, а также опреде­ ляют источники обогащения вод радиоактивными элементами.

Для решения вопроса о природе выявленной аномалии необ­ ходимо совместно использовать радиохимические, гидрогеологиче­ ские и геологические данные.

Чисто радиогидрохимическими поисковыми критериями урано­ вых месторождений можно считать следующие.

1. Для вод, характеризующихся окислительными условиями (вод зоны активного водообмена), заслуживают внимания ано­ мальные концентрации урана, которые сопровождаются аномалия­ ми радона.

2.В водах, находящихся в восстановительных условиях, руд­ ная аномалия будет носить радий-радоновый характер.

3.Для вод, омывающих массивные урановые руды, характерно

всочетании с одним из предыдущих.

4.Нередко хорошим поисковым критерием является совпаде­ ние радиогидрохимических аномалий с аномалиями элементовспутников урана (Mo, Pb, As, Р, V и др.).

5.Благоприятным признаком можно также считать увеличение содержания радиоактивных элементов в водах после дождей и таяния снега более чем в 5—10 раз.

199

верхность. Рудопроявления расположены в горном районе с сильно расчлененным рельефом и жарким климатом.

Радиогндрохимическое опробование трещинных вод, относя­ щихся к водам зоны активного водообмена и выходящих в виде источников, позволило выявить и оконтурить совпадающие друг с другом ореолы рассеяния урана, радона, молибдена и свинца.

Протяженность водных ореолов рассеяния урана доходила до

Ореолы рассеяния радона имели протяженность порядка 200м

поисков ореолов и потоков рассеяния урановых руд путем опреде­ ления урана в рыхлых отложениях, донных осадках, коренных породах. Определение урана обычно осуществляется люминесцент­ ным методом. Методика опробования аналогична обычной методике литогеохимпческих (металлометрических) поисков нерадпоактивных элементов.

В отличие от радиометрических методов поисков урана уранометрический метод является прямым и обычно применяется в тех случаях, когда радиометрические методы не эффективны или не позволяют достоверно судить о природе выявленной аномалии. Уранометрический метод достаточно трудоемкий, поэтому его обычно не используют в качестве первичного метода поисков урано­ вых руд. Его применяют в следующих целях:

опробования коренных пород. На развитие вторичных ореолов и потоков рассеяния урана большое влияние оказывают климатиче­ ские и геоморфологические условия. Они в конечном итоге опреде­ ляют эффективность и целесообразность применения уранометрических методов в каждом конкретном случае.

200