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[科普中国]-放射性地球化学场

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放射性地球化学场一般系由地质—地球化学等作用所形成的核化探指标的特征变化空间,也可以说,放射性地球化学场是放射性核素在天然介质中随不同空间和时间变化的一种分布状况的整体表现。

释义放射性地球化学场一般系由地质—地球化学等作用所形成的核化探指标的特征变化空间,也可以说,放射性地球化学场是放射性核素在天然介质中随不同空间和时间变化的一种分布状况的整体表现。它可以以核素含量水平(如背景和异常)来表现,也可以以核素组合结构(如分带)或场的成因(如同生、次生、叠加等)来表现。1

湘东明月峰地区放射性地球化学场特征区域地质概况该区位于华南褶皱系,赣湘桂粤褶皱带东北部,湘东块断带浏阳—衡东断隆,川口—明月峰降起北段丫江桥岩体及其外围,岩体南东邻醴—攸断陷红盆。

区内地层出露主要有冷家溪群、板溪群、泥盆系、石炭系、二叠系、白垩系和第四系。地层总体呈北东向展布,冷家溪群、板溪群分布于丫江桥岩体周围,出露面积最广。区内岩浆活动大致可分三次,主期岩体分印支期产物,即丫江桥复式花岗岩体,呈NNW向短牛角状岩基产出,分主、补二体,与前二叠纪地层呈侵入接触。该区褶皱强烈,总体构造呈北东向展布,北部有贺家桥—严湖向斜,西南部有南岳冲背斜和桃水向斜。断裂构造亦发育,且具多期性及控矿等特征。北北东向断裂F5和南北区断裂F4组成纵向构造夹持区,在其南部与北东向F1、F2断裂组成的地堑断陷构造带近接或交切构成了本区基本构造格局。地堑断陷构造带中,发育有南北—北东向次级断裂,为控矿及主要储矿构造,与大断裂构造联合控制了本区所有矿床和多数矿(化)点。

铀矿化类型主要是花岗岩型,次为碳酸岩型。多数铀矿床、矿(化)点都集中分布于岩体北部及其西部接触带,矿体赋存标高100~340m,以肓矿体为主。矿石类型较简单,矿物成分以沥青铀矿为主,与脉石矿物共生组合复杂。近矿围岩蚀变主要有绢云母化、硅化、绿泥石化、红化、黄铁矿化、碳酸盐化等。成矿年龄为47~85Ma,矿、岩时差大,成矿温度为130~200℃,属中低温热液铀矿化。2

放射性地球化学特征1、放射性元素的分布特征

通过对γ能谱测量、土壤地球化学附主要测试数据表的综合研究认为:

① 内出露的沉积(变质)岩层含铀丰度普遍低,差异不明显,无一具备为花岗岩体及热液成矿体特定的铀源层。

γ能谱测量各地层平均铀含量在2.5~3.9ug/g之间,差异小,最大不超过1.4ug/g,总体铀平均含量为3.3ug/g,略高于克拉克值(2.5ug/g,维诺格拉多夫,1962)。这同前人化学分析资料显示相一致。区内各地层近花岗岩体,铀有增高现象,远离岩体铀含量降低,呈背景变化。显然,花岗岩体中的铀全部由沉积(变质)岩层提供似乎是不可能的,还应有深源的因素。

元古界冷家溪群和板溪群分布面积广,受深源岩浆浸入吞蚀之后,一定程度只改变岩浆结晶成岩的矿物成分,其中铀的转化并未提高花岗岩铀丰度,相反有可能起到降低、稀释的作用。上古界地层沉积厚度小,受岩浆熔融吞蚀量有限,对于岩浆结晶成岩没有造成明显的影响,其含铀性也未产生变化。就后期热液成矿而言,虽然上古生界地层也会有部分铀转入热水溶液并参与成矿,但还不如自身岩性条件最利于铀成矿富集。

② 支期花岗岩含铀丰度居各地质体之首,且以第二阶段第一次中粗粒似斑状黑云母二长花岗岩最高,达5.5ug/g,略高于中细粒二云母二长花岗岩5.2ug/g。两次侵入岩含铀性差异小,总体含铀水平低于华南产铀花岗岩体,但花岗岩铀的变异系数均大于30%,Th/U比值在3.09~3.17之间,铀分异性好,经过一系列地质—地球化学作用作用改造,花岗岩体完全可以为后期成矿提供充足铀源。

③ 土壤地球化学测量表明各地质体铀含量和210POα强度变化均较明显,两者随地层由老至新,总体趋于波浪降低。前者以印支期花岗岩补体(γ51-2b)为最高,达5.4ug/g,主体(γ51-2b)居次,为5.07ug/g。而后者在花岗岩体含铀丰度总体低于沉积(变质)岩层,且以冷家溪群为最高达41.8cph/g,这种与铀信息相反的现象,可从以下两方面得到解释:首先,210PO作为氡子体是通过深部氡气运移到地表衰变而形成的,区内丫江桥岩体除北部及西部接触带附近断裂构造发育之外,其余广大区域内断裂、裂隙极不发育,大大地抑制了氡气的运移,从而降低了210PO的背景值。其次是古生界、元古界地层板岩、砂岩、泥岩中富含有机质、炭质、泥质物,其风化产物较花岗岩的风化产物更有利于氡气的保存。2

2、异常的基本特征

按测量方法不同,区内放射性异常可分为两大类:即γ能谱异常和土壤地球化学异常。两类异常的分布特征有以下共性和特殊性:

① 花岗岩体和元古界层位控制明显。γ能谱铀、土壤铀、210PO异常在两类地质体中分别占87.1%、89.8%、88.9%,而且集中分布于岩体牛角状地带和西部接触带。

② 随Th/U比值增高,γ能谱铀异常和土壤铀、210PO异常的发育程度差;随Th/U比值降低,异常分布密度增大。Th/U