Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHNG V. NG DNG TNG HP CC PHNG PHP A VT Lí HT NHN TRONG A CHT

CHNG V. NG DNG TNG HP CC PHNG PHP A VT Lí HT NHN TRONG A CHT

Tải bản đầy đủ - 0trang

Trong trêng hỵp thø nhÊt ngêi ta chän hƯ thèng tìm kiếm tổng

hợp, trong trờng hợp thứ hai tổ hợp đợc tối u hoá đối với các dấu hiệu

tìm kiếm của một vài loại nguyên liệu khoáng. Hệ thống đầu nhìn

chung là kinh tế hơn, còn hệ thống thứ hai thích hợp khi tổ chức

tìm kiếm vật liệu có ý nghĩa kinh tế quốc dân đặc bịêt quan

trọng.

Các giai đoạn của công tác địa chất xác định mục đích,

nhiêm vụ và mức độ chi tiết nghiên cứu. Chính vì vậy tổ hợp hợp lý

có lợi nhất là đợc xem xét một cách độc lập đối với mỗi một giai

đoạn của quá trình thăm dò địa chất.

Các điều kiện tự nhiên gồm tình trạng cấu trúc địa chất của

vùng, các điều kiện bóc mòn xâm thực của các thành hệ địa chất

và mức độ phân cắt địa hình, thành phần và loại nguồn gốc các

trầm tích đệ tứ, sự phân đới khí hậu sinh học và các đặc điểm

chính địa hoá cảnh quan, xác định sự thể hiện cụ thể của các dấu

hiệu tìm kiếm trên ba tầng tìm kiếm- trong không khí, trên mặt

đất, trong các lỗ đục và giếng khoan- và khả năng nghiên cứu

chúng bằng các phơng pháp tìm kiếm nào đó. Đối với các phơng

pháp phóng xạ ghi trờng bức xạ ion hoá có khả năng đâm xuyên

yếu, thì các yếu tố chủ đạo khi chọn tổ hợp tìm kiếm là độ dày,

thành phần và loại nguồn gốc lớp phủ bở rời, mức độ lộ của các vành

thứ sinh và độ sâu nằm của tầng đại diện, địa hình địa phơng

và khả năng đi tới vùng đối với phơng tiện vận tải ô tô. Theo các dấu

hiệu này tiến hành phân vùng lãnh thổ theo các điều kiện tiến

hành các công tác tìm kiếm và đối với các vùng đã đợc tách ra, chọn

tổ hợp phóng xạ hợp tiêu chuẩn (xem mục 10.1.2).

Trang bị kỹ thuật phản ảnh mức độ phát triển của ngành và

sự đảm bảo các phơng tiện tiến hành tìm kiếm. Phụ thuộc vào nó

là mức độ chia nhỏ lãnh thổ khi lập sơ đồ phân vùng và tổ hợp hợp

lý trong các điều kiện cụ thể công tác của đoàn thăm dò địa chÊt.

ChiÕn lỵc chän tỉ hỵp gåm [ 42 ]

1. Tỉng quan kinh nghiệm các công tác đã đợc tiến hành từ trớc và

trong các điều kiện tự nhiên và địa chất tơng tự.

141



2. Xây dựng mô hình vật lý địa chất điển hình của đối tợng tìm

kiếm với việc tính tới giai đoạn công tác và xác định các dấu hiệu

tìm kiếm trên ba tầng tìm kiếm.

3. Chọn và luận chứng phơng pháp chính trong tổ hợp - là phơng

pháp cơ động, có năng suất cao và có khả năng là tìm kiếm trực

tiếp đối với khoáng sản có ích; chọn các phơng pháp phụ trợ, chi tiết

hoá và đánh giá, mang thông tin phụ trợ về đối tợng nghiên cứu, xác

định tính liên tục áp dụng chúng.

4. Thiết lập các quy tắc chính phơng pháp hệ tìm kiếm (mạng lới

quan sát, độ chính xác đo các tham số trờng) và phơng pháp hệ

giải thích tổng hợp các kết quả.

Mặc dù đối với sự thay đổi của các điều kiện tự nhiên, các phơng pháp chính và phụ trong tổ hợp đợc chọn đối với các điều kiện

điển hình, đặc trng đối với các diện tích tơng đối lớn, đã đợc

tách ra khi phân vùng lãnh thổ. Trong hoàn cảnh vật lý - địa chất cụ

thể tổ hợp hợp lý đợc hiệu chỉnh, đặc biệt trên các khu vực địa

phơng trội hơn về triển vọng địa chất cao.

Khi chọn một phơng pháp trong số một vài phơng pháp cạnh

tranh cần phải áp dụng thống kê toán học và lý thuyết thông tin,

cũng nh các tính toán kinh tế. Một trong những tiêu chuẩn so sánh là

các tham số hệ số tơng tự ln(x) và lợng thông tin Jn (1:2; x), đợc làm

sáng tỏ theo n dấu hiệu trên các vùng chuẩn quặng và không

quặng.

Dới đây thảo luận tổ hợp hợp lý các phơng pháp phóng xạ trong

các điều kiện tự nhiên điển hình nào đó ở các giai đoạn khác

nhau của quá trình thăm dò địa chất.

5.1.2. Tổ hợp các phơng pháp khi vẽ bản đồ địa chất, tìm

kiếm và thăm dò các mỏ quặng urani và thôri

Các phơng pháp phóng xạ là không thể tách rời và trong đa số

trờng hợp là bộ phận hàng đầu của tổ hợp các nghiên cứu địa vật lý

và địa hoá trong tất cả các giai đoạn công tác thăm dò địa chất

đối với U và Th các công tác vẽ bản đồ, tìm kiếm, thăm dò

5.1.2.1 Các công tác vẽ bản đồ địa chất khu vực

142



Các nhiệm vụ địa chất chủ yếu của giai đoạn này là:

1. Thành lập bản đồ dù b¸o khu vùc tû lƯ 1:200.000 víi viƯc t¸ch ra

các diện tích có triển vọng để đo vẽ địa chất tỷ lệ lớn hơn tỷ lệ 1:

50.000.

2. Tách ra các diện tích và luận chứng việc tiến hành trên chúng các

công tác tìm kiếm U và Th.

Các nhiệm vụ này đợc giải quyết bởi tổ hợp rộng rãi các phơng

pháp địa chất, địa vật lý và địa hoá [51]. Trong số các nhiệm vụ

của các nghiên cứu phóng xạ bao gồm: 1, Vẽ bản đồ địa chất và

địa hoá phóng xạ các đá, khác nhau theo hàm lợng U, Th, K; 2, Tách

ra tổ hợp chuyên hoá đối với U, và Th trong các khoảng lãnh thổ tơng đối lớn; 3, Phát triển các dị thờng phóng xạ và địa hoá khu vực

cũng nh địa phơng, đánh giá chúng và nghiên cứu sơ bộ các dấu

hiệu tìm kiếm quặng hoá urani và thôri.

Để giải quyết các nhiệm vụ này trong đa số các vùng cảnh

quan nên dùng tổ hợp các phơng pháp sau đây:

- Đo vẽ gamma máy bay tỉ lệ 1: 200.000- 1: 50.000 cùng với các

đo vẽ từ điện máy bay.

- Đo vẽ gamma mặt đất cùng với đo vẽ địa chất cùng tỷ lệ

hoặc tỷ lệ nhỏ hơn.

- Đo vẽ thuỷ địa hoá phóng xạ (đối với U và các chất đồng

hành), thạch địa hoá (đối với U và các chất đồng hành), trọng sa

(đối với Th) theo các dòng sông, suối nhỏ với mật độ điểm từ 0,01

đến 0,1 trên 1km2, với việc phân tích huỳnh quang laze các mẫu

đối với U.

- Karota gamma các giếng khoan.

Trong các đoàn địa chất đặc biệt là đoàn địa chất thuỷ

văn và các đội ngời ta nghiên cứu các mẫu nớc đối với U và Rn, cả

đối với Ra; trong các trờng hợp riêng nghiên cứu cả vật liệu đá. Các

dị thờng phóng xạ đã đợc phát hiện đợc đánh giá sơ bộ bằng lực lợng những ngời tìm kiếm chung; để đánh giá cuối cùng dị thờng

ngời ta chuyển cho các tổ chức địa chất chuyên đề.

143



5.1.2.2 Các công tác tìm kiếm và tìm kiếm đánh giá

Việc tìm kiếm đợc thực hiện trên các diện tích có triển vọng,

đã đợc vạch ra bằng các đo vẽ địa chất tỉ lệ khác nhau, cũng nh

đồng thời tiến hành các đo vẽ địa chất tỉ lệ lớn.

Nhiệm vụ của chúng gồm phát hiện các biểu hiện quặng, xác

định trữ lợng dự báo khoáng sản có ích, đánh giá giá trị các đối tợng đã đợc phát hiện và luận chứng việc đa vào thăm dò sơ bộ.

Tổ hợp tìm kiếm phụ thuộc trớc hết vào các dấu hiệu tìm

kiếm quặng hoá urani và thôri trong tầng nghiên cứu. Danh mơc c¸c

dÊu hiƯu theo V.I. Kracnhikov. [42] gåm: 1, C¸c vỉa lộ quặng; 2, Các

vành phân tán thạch, thuỷ, sinh và khí địa hoá thứ sinh; 3, Các

biến đổi gần quặng; 4, Các khoáng vật và các nguyên tố chỉ thị;

5, Các dị thờng địa hoá địa vật lý - phóng xạ, từ, điện; 6, Các dấu

hiệu địa mạo; 7, C¸c dÊu hiƯu thùc vËt häc.

Sù biĨu lé c¸c dÊu hiệu này trên tầng tìm kiếm phụ thuộc chủ

yếu vào các điều kiện tự nhiên. Nh đã nhận thấy, đối với các phơng

pháp phóng xạ có độ sâu nghiên cứu nhỏ, đó là - bề dày, thành

phần và loại nguồn gốc trầm tích phủ, cũng nh địa hình và liên

quan với nó là độ cao bay an toàn cho phép và khả năng đi tới vùng

đối với vận tải ô tô.

Dựa trên các dấu hiệu phân vùng nh thế, chúng ta chia các loại

vùng sau đây với các điều kiện khác nhau tiến hành các công tác

phóng xạ tìm kiếm.

Loại I Các vùng núi với địa hình phân cắt mạnh, với độ lộ

trầm tốt và các trầm tích eluvi đêluvi độ dày nhỏ loại nguyên địa,

trong chúng phát triển các vành cơ học mở cờng độ trung bình.

Loại II Các vùng núi và trớc núi với địa hình nhấp nhô phân

cắt trung bình và yếu, với độ lộ trần trung bình và yếu, bị phủ

bởi các á sét nguyên địa và ngoại lai độ dày từ 1- 2 đến 5- 7m,

trong chúng phát triển chủ yếu các vành phân tán cơ học, kể cả các

vành muối.

Loại III Các vùng đất núi thấp, đồi bình nguyên, phân cắt

yếu, độ lộ trần kém, bị phủ bởi các trầm tích bở rời chủ yếu là loại

144



ngoại lai bề dày từ 2- 3 đến 20 30m, trong chúng thờng phát triển

các vành phân tán muối bị phủ không sâu.

Trong loại III chia ra 2 nhóm:

Nhóm III.A - Các vùng đất nửa bị phủ với các á sét phủ mỏng,

phơng tiện vận tải ôtô có thể đi lại đợc.

Nhóm III.B Các vùng đất có đất phủ ngoại lai với chiều dày hạn

chế, ôtô đi lại một cách hạn chế

Loại IV - Các vùng đất cấu tạo địa mạo khác nhau hoàn toàn

bị phủ bởi các trầm đọng ngoại lai - bề dày từ 20 30 đến 200

300m và lớn hơn, với các vành phân tán bị chôn vùi sâu.

Sự phân chia kể trên vô luận không phản ánh tất cả mọi dạng

của các điều kiện tự nhiên. Trong hoàn cảnh cụ thể sơ đồ phân

vùng có thể thay đổi phụ thuộc vào tình huống địa chất - vật lý,

cũng nh là vào các phơng tiện kỹ thuật đợc trang bị.

Thuận lợi đối với tìm kiếm phóng xạ chỉ là các vùng loại I, II và

III.A, có độ bóc trần tốt và trung bình, với các vành phân tán U vµ

Th thø sinh hë vµ nưa hë. Trong tÊt cả các trờng hợp khác kết quả

tìm kiếm trớc hết phụ thuộc vào khối lợng các công tác khoan và các

dạng karôta kèm theo, vào việc khởi thảo và áp dụng các phơng pháp

tiên tiến khoan các giếng khoan, vào việc áp dụng rộng rãi các công

tác địa vật lý. Cần thiết tăng cờng nghiên cứu các phơng tiện kỹ

thuật khoan các lỗ đục và các giếng khoan nhỏ sâu, điều đó là

cần thiết để nâng cao hiệu tìm kiếm.

Hầu nh trong tất cả các vùng địa mạo và cảnh quan ở giai

đoạn tìm kiếm chung đều cần phải đo vẽ gamma hàng không tỉ

lệ 1: 25.000. Nó đợc dùng ®Ĩ ®¸nh gi¸ nhanh ®é chøa urani cđa c¸c

diƯn tÝch lớn và để tách ra các chỗ bị xói mòn lé ra cã kÝch thíc lín

cđa c¸c biĨu hiƯn kho¸ng hoá urani.

Nhng phần chủ yếu của tổ hợp tìm kiếm là đo vẽ gamma

mặt đất và đo gamma sâu. Nh ®· biÕt trªn thùc tÕ cđa thÕ giíi,

chõng 80% tÊt cả các khoáng sàng urani đã đợc phát hiện đã áp

dụng các phơng pháp này. Khi mà trữ lợng các mỏ dễ phát hiện

không lớn thì đo vẽ gamma sâu có ý nghĩa đặc biệt ở giai đoạn

145



tìm kiếm hiện đại. Để triển khai nó trên các diện tích loại II, III.B,

cần phải dùng các thiết bị khoan đờng kính nhỏ và khởi thảo các

phơng pháp khoan nhanh.

Đo vẽ khí phóng xạ, cũng nh là các đo vẽ thuỷ, thạch và khí

địa hoá hơi hyđrôcácbon đợc dùng để tăng độ sâu tìm kiếm U,

đặc biệt là trên các diện tích loại III.B, và IV. Tuy nhiên do một số lớn

các yếu tố ảnh hởng đến sự thành tạo trờng phân tán khí và thuỷ

địa hoá, các kết quả các đo vẽ này thờng mang thông tin không xác

định, điều đó làm cho việc giải thích chúng không đơn trị.

Trong tổ hợp phóng xạ chiếm vị trí đáng kể là các phơng

pháp đánh giá tuổi khoáng hoá urani trong các vành và dòng phân

tán, các phơng pháp đồng vị nguồn gốc phóng xạ của chì và các

khuyết tật bức xạ

Một phần trong các phơng pháp đã nêu trên là cạnh tranh nhau,

bởi vì trong một số điều kiện chúng có thể có khả năng tìm kiếm

gần nh nhau. Ví dụ nh là trên các diện tích loại II các phơng pháp

cạnh tranh nhau là đo vẽ gamma mặt đất và đo vẽ thạch địa hoá

đối với urani, trên các diện tích loại III.B đó là đo vẽ gamma lỗ

choòng và đo vẽ khí phóng xạ, trong nhiều vùng cảnh quan đó là

các phơng pháp đánh giá các đồng vị chì và các khuyết tật bức xạ.

Trong tổ hợp hợp lý các phơng pháp nh thế không nên lặp

nhau. Việc chọn một trong chúng dựa trên các tính toán chỉ tiêu

kinh tế và hiệu quả tìm kiếm theo tài liệu quan sát so sánh trên các

vùng chuẩn với các điều kiện tự nhiên điển hình đối với khu vực

tìm kiếm.

5.1.2.3 Thăm dò sơ bộ và chi tiết.

Các nhiệm vụ của các giai đoạn này là đánh giá giá trị công

nghiệp của khoáng sàng nói chung và tính trữ lợng của khóang sản

có ích theo các cấp C2, C1, B, A.

Về vấn đề này, số các nhiệm vụ đợc giải quyết bằng các phơng pháp phóng xạ gồm:

1. Khoanh định các thân quặng đã biết và phát hiện các thân

quặng mới trong phạm vi trờng quặng.

146



2. Địa phơng hoá các vùng quặng và khảo sát các thân quặng đã

đợc phát hiện bởi các công trình khai đào và các giếng khoan.

3. Nghiên cứu các tính chất phóng xạ và công nghệ của quặng và

khả năng thu hồi U và các nguyên tố đồng hành.

Nhiệm vụ thứ nhất đợc giải quyết nhờ các đo vÏ phãng x¹ tØ lƯ

1: 2000; (1: 5.000). Tríc hÕt dùng đo vẽ gamma lỗ choòng và gamma

sâu.

Để địa phơng hoá các vùng quặng trong các công trình mặt

đất và dới đất dùng phơng pháp đo mặt cắt và đo vẽ gamma với

khoảng cách giữa các điểm từ 1 đến 0,2 0,1m và giữa các mặt

cắt 1 0,2m.

Để khảo sát quặng một thành phần trong các công trình khai

đào dùng phơng pháp khảo sát gamma tổng bằng các phơng pháp

hiệu ứng hiệu (xem chơng 6), trong các giếng khoan dùng phơng

pháp karôta tổng. Để khảo sát các quặng urani thôri dùng phơng

pháp khảo sát phổ gamma hiệu ứng hiệu (xem mục 6.6.4). Khi khảo

sát quặng urani với sự phá huỷ mạnh cân bằng phóng xạ U và Ra và

với sự thoát mạnh khí Rađon ngời ta tiến hành karôta nơtron với các

biến thể nơtron trễ và nơtron phân chia tức thời.

5.2. Các ví dụ thực tế ứng dụng tổng hợp các phơng pháp

phóng xạ và địa vật lý hạt nhân



Dới đây đa ra các ví dụ ứng dụng các phơng pháp phóng

xạ và địa vật lý hạt nhân giải quyết các vấn đề địa chất

thực tế, nh vẽ bản đồ địa chất, tìm kiếm các mỏ quặng

phóng xạ, các khoáng sản có ích không phóng xạ, khảo sát môi

trờng và các nghiên cứu khác

5.2.1. ứng dụng của phơng pháp phóng xạ trong vẽ bản đồ

địa chất.

Các phơng pháp phóng xạ đã đợc dùng rộng rãi trong công tác vẽ

bản đồ địa chất. Nguyên lý của nó là:

1. Các đá khác nhau chứa các nguyên tố phóng xạ và các nguyên tố

phi phóng xạ khác nhau. Dựa vào các phơng pháp phóng xạ tự nhiên

147



hoặc nhân tạo, có thể xác định đợc các nguyên tố hoặc hạt nhân

các nguyên tố này, các t liệu này giúp việc vạch định các đá khác

nhau.

2. ở những vùng phát triển các khe nứt, các đới đá đập vỡ, đứt gẫy,

là điều kiện tốt cho sự giải phóng và vận chuyển của Rađon, dễ

dàng hình thành các dị thờng phóng xạ. Chu kỳ bán rã của



222



Rn t-



ơng đối dài, lại là khí trơ, cộng với các loại nguyên nhân khác, làm

cho khả năng di chuyển của Rađon rất mạnh, cự ly di chuyển vợt quá

trăm mét. Đo Rađon và con cháu của nó, có thể nghiên cứu các đới

đứt gẫy cấu tạo của các vùng bị đất phủ, cung cấp những thông tin

rất quan trọng cho công tác vẽ bản đồ địa chất.

Các phơng pháp phóng xạ dùng cho vẽ bản đồ địa chất cần

phải có các đặc điểm độ nhạy cao, độ chính xác cao, thu đợc

nhiều tham số, nh vậy mới có thể phát hiện các dị thờng phóng xạ

biên độ nhỏ, bản chất khác nhau đợc hình thành do các nguyên

nhân các loại đá khác nhau, có sự tồn tại của các đới đứt gẫy dập vỡ.

Phơng pháp phổ gamma, phơng pháp đo khí phóng xạ đều có thể

dùng để vẽ bản đồ địa chất, nhng, phơng pháp phổ gamma đợc

ứng dụng rộng rãi nhất.

Lợi dụng sự so sánh tổng hợp các sơ đồ đẳng trị của urani,

thôri, kali, sơ đồ địa chất, sơ đồ địa hoá, sơ đồ trầm tích đệ

tứ, sẽ giúp cho các công tác phân rõ các khối đá, phân loại đá,

nghiên cứu cấu tạo nội bộ của các thể địa chất và đánh giá triển

vọng khoáng sản. Đặc biệt là tuỳ thuộc vào sự ứng dụng của các kỹ

thuật máy tính, trình độ xử lý số liệu ngày càng nâng cao, số lợng

lớn tài liệu đo phổ gamma có thể xử lý tại hiện trờng kịp thời cung

cấp số liệu và bản đồ, để chỉ đạo cho công tác vẽ bản đồ địa

chất tiến hành thuận lợi.

Khả năng ứng dụng đo vẽ gamma máy bay đợc minh hoạ bởi

các ví dụ trên hình (10.1). Trên hình (10.1) đa ra vùng có độ lộ

trần tốt của khối granit nhô lên dới dạng đỉnh núi trong địa hình

địa phơng và có khu vực đất hơi trũng các trầm tích Jura- crêta.

So sánh các bản đồ địa chất và phóng xạ đợc kết quả sau:

148



1. Theo đờng đẳng trị 15R/h làm chính xác ranh giới đá granit

mêzôzôi trung (hoạt độ 15-21R/h) với các vỉa biến chất Palêôzôi hạ

(hoạt độ 6-10 R/h) và nh vậy đã khoanh đợc rõ ràng khối granitôit

(phân vùng A).

2. Phân chia nhỏ khối Granit do tài liệu địa chất đa ra Mezôzôi

thành hai khối có tuổi khác nhau: Mezôzôi (15-18 R/h) và Palêôzôi

(6-10 R/h).

3. Trong các đá granotôtit (15-18R/h) tách ra các mạch pécmatít

(21R/h) có triển vọng đối với việc tìm kiếm các mỏ đất hiếm.

Hình 10.2. là ví dụ lợi dụng t liệu đo phổ nghiên cứu sự

thay đổi tớng đá trong nội bộ khối đá, hoàn thành nhiệm vụ vẽ bản

đồ địa chất. Từ hình có thể thấy:

1. §êng cong tû sè U/Th cã thĨ ph©n chia ranh giới các đá khác

nhau.

2. Sự thay đổi hàm lợng Th trong đá granit là rõ ràng, hàm lợng Th

trong nội bộ khối đá là cao nhất, hàm lợng ở ven rìa hạ thấp.

3. Hàm lợng uran biến đổi phức tạp, hàm lơng U ở trong khối và

ven rìa đều tơng ®èi cao.

4. Xu thÕ biÕn ®ỉi cđa ®êng cong  tổng tơng đối rõ ràng.



149



150



7941

0

Số

đọc



4764

6



1588

2

0



U



Th



K



(ppm (ppm (%)

6 ) 40 ) 8.0

4



32



6.4



3



24



4.8



2



16



3.2



1

0



8

0



1.6

0



K

U

Th



U/Th Th/K U/K

0.65



0.57



1.0



0.52



0.45



0.8



0.3

9

0.26



0.3

4

0.23



0.6



0.1

3

0



0.1

1

0



0.2



U/Th

U/K



0.4



0



Th/K

0



450



900



1350



1800



2250



2700



Khoảng cách

(m)

Đá

granít



Đá

granít



Hình 10.2 Dùng phơng pháp phổ nghiên cứu sự biến đổi của

đá

(Sơn Đông Trung Quốc)

Hình 10.3. là ví dụ tại vùng đất phủ tơng đối dày tiến hành

vẽ bản đồ địa chất. Do áp dụng đo nhiều tham số của phơng pháp

cốc lắng , nhận đợc nhiỊu ®êng cong, trong ®ã ®êng cong tû sè

222



Rn/



220



Rn thĨ hiện tơng đối rõ ràng ranh giới giữa mạch thạch anh



và đá granit.



151



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHNG V. NG DNG TNG HP CC PHNG PHP A VT Lí HT NHN TRONG A CHT

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×