Радиометрический метод
•Основан на измерении естественной радиоактивности руд. Измеряется в основном γ-излучение, возникающее при распаде изотопов U, Th и K. Интенсивность излучения зависит от содержания элементов. Зависимость прямолинейная, но для каждого месторождения и типа руды индивидуальная.
•Интенсивность γ-излучения в обнажениях и горных выработках измеряется радиометрами, а в скважинах проводится гамма- каротаж (ГК).
•При наличии корреляционных связей главных компонентов руд с радиоактивными элементами содержание первых может определяться по интенсивности γ-излучения на основе рассчитанных уравнений регрессии. Этот способ, например, используется на некоторых месторождениях Nb, Ta, TR и др.
•ГК применяется также для расчленения горных пород, обладающих различной радиоактивностью.
•По достоверности ГК уступает прямому химическому опробованию с отбором бороздовых, керновых и др. проб, но является более оперативным и экономичным.
Ядерно-геофизические методы
•Основаны на воздействии на среду определенного вида излучения с последующим измерением интенсивности и спектрального состава вторичного излучения. Методы с каждым годом получают все большее развитие. Разработано несколько десятков модификаций ядерно- геофизических методов.
•Методы делятся по типу активизирующего излучения (гамма-кванты или нейтроны), виду взаимодействия его с атомами и характеру вторичного излучения (рентгеновское, гамма-излучение или нейтронное). Почти все методы применяются как в скважинном варианте (различные виды каротажа), так и при опробовании стенок горных выработок и обнажений. Интенсивность излучения измеряется радиометрами и счетчиками различных конструкций, оценивающих количество импульсов излучения за единицу времени.
•В настоящее время официально утверждено применение физических методов при анализе полезных ископаемых на следующие элементы: Be, B, Mn, Fe, Ba, Sr, Nb, Ta, W, Mo, Sn, Sb, Hg, Pb, U, Th, Ra, Au, Ag, Cs, Cu, Zn, Al, Si. Однако на каждом месторождении необходимо проводить специальные заверочные работы. Поэтому на стадиях оценочных работ, разведки эти методы применяются параллельно с прямым химическим опробованием с отбором проб.
Гамма-активационные и нейтронно-активационные методы на тепловых нейтронах
•Обладают высокими порогами чувствительности, но требуют стационарного оборудования: атомных реакторов, ускорителей заряженных частиц и т.п. Поэтому определение содержаний компонентов ведется по пробам, обработанным до порошкообразного состояния.
•Гамма-активационными методами определяются содержания Au, Ag.
•Нейтронно-активационными методами определяются содержания элементов с порядковым номером >11 (Na).
Рентгенрадиометрический метод (РРМ)
Результаты определения содержаний Pb и Zn в пробах, отобранных в стенках горных выработок
(по Е.П. Леману):
а, б – диаграммы рентгенорадиометрического опробования;
в, г – сопоставление данных рентгенрадиометрического (по оси ординат) и химического (по оси абсцисс) опробования.
•Наиболее распространенный ядерно-физический метод. Под воздействием мягких квантов, возбуждающих электроны атомов, возникает ответное характеристическое рентгеновское излучение. Его энергия для каждого элемента постоянная, а интенсивность пропорциональна его содержанию в руде.
• Источниками гамма-квантов служат изотопы 75Se, 109Cd, 119Sn, 57Co и др.
•Метод реализован для определения содержаний практически всех элементов с порядковым номером >13 (Al) в горных выработках, обнажениях, скважинах (каротаж), в лабораторных пробах. Порог чувствительности 10-1 ÷ 10-3 %.
1 –зарисовка борозды; 2 и 3 - содержания Zn и Pb по данным химического и рентгенрадиометрического опробования; 4 – вмещающие породы; 5 – полиметаллические руды
Плотностной гамма-гамма метод (ГГМ-П)
• Основан на воздействии гамма-квантов с электронами атомов, которое вызывает ответное характеристическое гамма- излучение. Источниками излучения служат изотопы 137Cs, или 60Co. Интенсивность характеристического гамма-излучения определяется электронной плотностью вещества, т.е. суммарным воздействием электронов, пропорциональным плотности вещества. Поэтому гамма-гамма-метод применяется преимущественно для определения плотности вещества, и его называют плотностным гамма-гамма методом или плотностным каротажом.
•Если в руде присутствуют атомы с большими атомными номерами (z>30), то по интенсивности гамма-излучения можно определить их содержание. Известны примеры использования гамма-каротажа для опробования руд Pb, W, Sb, Cu, Fe.