■楊吉武

（廣東省地質(zhì)調(diào)查院 廣東廣州 510080）

土壤氡濃度測(cè)量在尋找隱伏斷裂帶的應(yīng)用

■楊吉武

（廣東省地質(zhì)調(diào)查院 廣東廣州 510080）

對(duì)于第四系覆蓋層厚的地方來(lái)說(shuō)，由于出露的巖石較少，這往往給地質(zhì)工作者尋找該區(qū)的斷裂帶帶來(lái)一定的困難。而土壤氡濃度測(cè)量方法簡(jiǎn)單，對(duì)于尋找隱伏斷裂帶具有良好的效果。

第四系土壤氡隱伏斷裂帶

隱伏斷裂帶是指在地表無(wú)出露，潛伏于地下的斷裂帶[1]。就對(duì)于探測(cè)隱伏斷裂帶而言，人們嘗試了很多種方法，如磁法、電法等。然而，這些方法成本都比較高，效率相對(duì)低，往往給生產(chǎn)帶來(lái)諸多不便。而用土壤氡濃度測(cè)量尋找隱伏斷裂帶具有方法簡(jiǎn)單，效率高，效果好，低成本等特點(diǎn)，近年來(lái)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。

斷裂帶有利于放射性核素的聚集且氣體成份繁多，但巖石中都含有背景級(jí)別的鈾元素，在氡是鈾元素衰變的最終產(chǎn)物[2,3]，氡氣能通過(guò)斷裂帶的裂隙從地下深處運(yùn)動(dòng)到地表，從而能被儀器探測(cè)到。本文通過(guò)對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行土壤氡濃度測(cè)量，分析氡氣異常特征，從而證明了用土壤氡濃度測(cè)量來(lái)尋找隱伏斷裂帶的可行性。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

此次測(cè)量的區(qū)域位于廣東省白面塘地區(qū)，處于翁城向斜軸部南緣，區(qū)域構(gòu)造線方向呈北東向。區(qū)內(nèi)主要的斷裂構(gòu)造為北西向的徑下斷裂，該斷裂為逆斷層，其走向?yàn)?65°～175°，傾向東，傾向75°～85°。傾角55°為一構(gòu)造擠壓帶，由片理化、構(gòu)造透鏡體化的灰?guī)r組成。

由于測(cè)區(qū)第四系覆蓋層較厚，地表難以觀察到該區(qū)的斷裂帶，為了進(jìn)一步了解該區(qū)的斷裂帶，首先通過(guò)地表地貌特征確定斷裂帶通過(guò)的大體位置，進(jìn)而進(jìn)行土壤氡氣測(cè)量以確定斷裂帶的相對(duì)準(zhǔn)確位置。

2 儀器的選擇及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量

本次氡氣測(cè)量采用上海申核電子儀器廠生產(chǎn)的FD-3017 RaA測(cè)氡儀。該儀器是一種新型的瞬時(shí)測(cè)氡儀，它利用高壓靜電收集氡衰變的第一代子體-RaA作為測(cè)量對(duì)象，具有探測(cè)靈敏度高、穩(wěn)定性好、操作簡(jiǎn)單、現(xiàn)場(chǎng)可獲得結(jié)果等優(yōu)點(diǎn)。首先根據(jù)已經(jīng)有的地質(zhì)資料圈定覆蓋層的斷裂帶的大致位置，然后垂直斷裂帶走向以10米或更大走向?yàn)闇y(cè)量間距，采用專(zhuān)用鋼釬打孔，孔的直徑為20-40mm，孔的深度為600-800mm。成孔后，使用頭部有氣孔的特制的取樣器，插入打好的孔中，取樣器在靠近地表處進(jìn)行密封，避免大氣滲入孔中，然后使用FD-3017A測(cè)氡儀，記錄下計(jì)數(shù)和測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)。在測(cè)點(diǎn)上用鋼釬打孔（孔深約0.7m）、抽氣、測(cè)量，然后移至下一個(gè)測(cè)點(diǎn)；高壓取氣時(shí)間及測(cè)量時(shí)間各為2分鐘。

3 資料處理與解釋

將野外測(cè)量記錄的氡濃度或計(jì)數(shù)率用各臺(tái)儀器的換算系數(shù)換算為相應(yīng)氡濃度值，根據(jù)土壤氡濃度統(tǒng)計(jì)結(jié)果，通過(guò)作累積頻率曲線圖來(lái)確定各條測(cè)線土壤氡濃度背景值，如圖1所示。

曲線圖的橫坐標(biāo)為土壤氡濃度，縱坐標(biāo)為累積百分頻率。其縱坐標(biāo)累積百分頻率為50%的點(diǎn)，相對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)B點(diǎn)數(shù)值即為要確定剖面線路的土壤氡濃度背景值。根據(jù)所確定的路線剖面土壤氡濃度的背景值，以大于等于路線剖面土壤氡濃度背景值的二倍至小于三倍為增高值，路線剖面土壤氡濃度背景值的三倍及以上為異常值。根據(jù)本次土壤氡氣的測(cè)量結(jié)果，其異常下限為2KBq/m-3,圈出異常區(qū)，并對(duì)異常進(jìn)行解譯。

由圖2可看出，異常主要有左右兩大塊，分別為M1和M2；M1異常走向?yàn)楸蔽飨蜷L(zhǎng)度大約1000m，M1中間有一條長(zhǎng)的破碎帶，其兩側(cè)伴有裂隙帶；M2異常走向?yàn)楸睎|向，異常呈條帶狀，長(zhǎng)大約2000m；在白面塘的北東向有一組破碎帶，寬度大約20m，其旁邊伴有多組小的破碎帶，推測(cè)該破碎帶有一條斷裂從此通過(guò);M2異常區(qū)北邊，異常變?nèi)酰茢嘤幸唤M北西向的斷裂把M2異常錯(cuò)斷。

圖1 土壤氡濃度背景值累積頻率曲線圖

圖2 土壤氡氣測(cè)異常圖

圖3 鉆孔柱狀圖

最后進(jìn)行了鉆孔驗(yàn)證，從圖3的鉆孔剖面圖可以看出，鉆孔與土壤氡測(cè)量吻和得很好，其提示的斷裂帶走向與土壤氡測(cè)量推測(cè)的走向基本一致。

4 結(jié)論

通過(guò)此次的土壤氡濃度測(cè)量，查明了該區(qū)的斷裂帶。對(duì)于第四系覆蓋層厚的地區(qū)來(lái)說(shuō)，往往給地質(zhì)找斷裂帶工作帶來(lái)很大的困難，土壤氡氣測(cè)量是探測(cè)隱伏斷裂帶的存在、斷裂位置、走向的一種很好手段[4]，它不僅操作方便，測(cè)量簡(jiǎn)單，效率高，而且受外界干擾因素少，測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

[1]余傳濤，劉鴻福，張新軍.氡法用于隱伏斷層探測(cè)的實(shí)驗(yàn)研究 [J].勘探地球物理進(jìn)展，2010,10（5）:332-33.

[2]劉洪福，白春明，程小平，等.淺部土壤中的氡氡測(cè)量 [J].核技術(shù)，1997，6（20）:363-369.

[3]楊龍泉，劉海明，石玉科。累積法測(cè)氡析出率方法以及數(shù)據(jù)修正研究 [J].科技廣場(chǎng)，2012，8：17-20.

[4]鐘炎良，彭秀紅，張江蘇.土壤氡測(cè)量在斷層探測(cè)中的應(yīng)用 [J].礦物學(xué)報(bào)，1029-1030.

P632+.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-11-139-2