一种用于提取深部铀成矿信息的氡气‑地气联合测量方法与流程

本发明属于铀矿勘探技术领域，具体涉及一种用于提取深部铀成矿信息的氡气-地气联合测量方法。

背景技术：

目前，在我国铀矿勘查领域中，通过放射性测量方法，浅部铀矿床已发现殆尽，铀矿勘探的重点已转入深部，而深部铀矿体在地表的信息相对微弱，需要通过适合的物化探方法和相应的数据处理技术来获取有效的深部铀成矿信息。

为圈定铀矿深部铀成矿有利靶区，采取的关键物化探方法和相应的数据处理技术是本领域技术人员亟需解决的关键问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于提取深部铀成矿信息的氡气-地气联合测量方法，该方法能够准确地获取深部铀成矿信息。

实现本发明目的技术方案：一种用于提取深部铀成矿信息的氡气-地气联合测量方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤(1)、采集土壤中氡浓度、地气铀浓度信息；

步骤(2)、按照上述步骤(1)的方法获取野外测区最终氡浓度值和地气铀浓度值

步骤(3)、对上述步骤(2)中得到的测区氡浓度值地气铀浓度值进行归一化计算，得到深部铀成矿有利参数I_L-P；

步骤(4)、根据上述步骤(2)中得到的测区地气铀浓度值圈定深部铀成矿有利区SA^U；

步骤(5)根据上述步骤(4)中得到的SA^U，圈定深部重点铀成矿有利靶区TA^U。

所述的步骤(1)具体包括以下步骤：

步骤(1.1)、采集土壤中氡浓度数据、地气铀样品；

步骤(1.2)、测量地气铀浓度；

步骤(1.3)、确定测点最终氡浓度值

步骤(1.4)、确定测点处最终地气铀浓度值

所述的步骤(1.1)具体包括以下步骤：

基于金硅面垒探测器型测氡仪，采用瞬时抽气的测量方式进行土壤中氡浓度测量，抽气探杆插入土壤中60cm深；1次测量循环得到1个氡浓度数据；同时，在净化排气过程中，将从测氡仪中排出的气体通过橡胶管引入到装稀硝酸溶液的玻璃试管中，从而获取1个地气样品。

所述的步骤(1.2)中采用电感耦合等离子体质谱仪对地气样品进行测量，获取地气铀浓度值。

所述的步骤(1.3)具体包括以下步骤：

步骤(1.3.1)、计算1个测点处6个氡浓度值的平均值标准方差和异常值下限计算公式如下：

步骤(1.3.2)、计算测点处最终氡浓度值

剔除原始测量的氡浓度值中大于的氡浓度数据，计算剩余氡浓度数据的平均值，将该平均值作为测点处的最终氡浓度值

所述的步骤(3)具体包括以下步骤：

步骤(3.1)、对上述步骤(2)中得到的测区氡浓度值归一化计算，计算公式如下：

步骤(3.2)、上述步骤(2)中得到的测区地气铀浓度值归一化计算

对测区内测点的地气铀浓度值进行归一化计算，计算公式如下：

步骤(3.3)根据上述步骤(3.1)中得到的氡浓度的归一化值上述步骤(3.12)中得到的地气铀浓度的归一化值计算得到深部铀成矿有利系数I_L-P，I_L-P的公式如下：

所述的步骤(4)具体包括以下步骤：

步骤(4.1)、根据上述步骤(2)中得到的测区地气铀浓度值计算得到测区地气铀浓度异常下限值A^U；

步骤(4.2)、以上述步骤(2)中得到的测区地气铀浓度值上述步骤(4.1.2)中得到的测区地气铀浓度异常下限值A^U为依据，圈定地气铀浓度异常范围SA^U。

所述的步骤(4.1)具体包括以下步骤：

步骤(4.1.1)、根据上述步骤(2)中得到的测区地气铀浓度值计算各测点的从而计算得到测区地气铀浓度剔除下限值T^U；

步骤(4.1.2)、根据述步骤(4.1.1)中得到的测区地气铀浓度剔除下限值T^U，计算得到测区地气铀浓度异常下限值A^U；

所述的步骤(4.1.2)中采用“逐步剔除法”，逐次剔除大于等于上述步骤(4.1.1)中得到的测区地气铀浓度剔除下限值T^U的地气铀浓度数据，直到未有大于等于T^U的地气铀浓度数据为止，然后，利用下式计算出剩余地气铀浓度数据的平均值Mr^U、标准偏差Sr^U和异常下限值A^U：

所述的步骤(4.2)具体包括以下步骤：

采用“泛克里金法”对上述步骤(2)中得到的测区地气铀浓度值进行插值计算得到网格化数据，然后圈定大于等于上述步骤(4.1.2)中得到的测区地气铀浓度异常下限值A^U的数据范围，定义该范围为地气铀浓度异常范围SA^U。

所述的步骤(5)具体包括以下步骤：

步骤(5.1)计算上述步骤(4.2)中得到的SA^U范围内测点的深部铀成矿有利参数I_L-P；

步骤(5.2)、对上述步骤(4.2)中得到的深部铀成矿有利参数I_L-P进行归一化计算，得到I_L-P的归一化值

步骤(5.3)、根据上述步骤(5.2)中得到的归一化值圈定深部重点铀成矿有利靶区TA^U

所述的步骤(5.3)中在上述步骤(4.2)中得到的地气铀浓度异常范围SA^U范围内，圈定归一化值的范围，即为深部重点铀成矿有利靶区范围TA^U。

本发明的有益技术效果：采用本发明的方法可同时获取土壤气体中的氡浓度和铀含量数据，为开展对同源气体样品中氡和铀的内在关系研究提供了一种数据采集方法；同时，采用该方法能够有效圈定深部重点铀成矿有利靶区，为开展铀矿工程钻探提供依据。利用同源数据采集方法，可同时获取土壤气体样品中氡浓度和铀含量信息，为剔除假异常信息提供依据，并提高野外采集工作效率；利用深部铀成矿有利系数I_L-P计算方法，可准确计算能够反映深部铀成矿情况的有利系数值；利用计算地气铀浓度剔除下限值T^U的方法，可准确计算出地气铀浓度剔除下限值，从而有效圈定深部铀成矿有利区SA^U；利用计算的归一化计算方法和设定作为圈定深部重点铀成矿有利靶区范围TA^U的下限阈值的方法能够有效地圈定出适宜开展钻探验证的靶区范围。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明所提的一种用于提取深部铀成矿信息的氡气-地气联合测量方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤(1)、采集土壤中氡浓度、地气铀浓度信息

步骤(1.1)、采集土壤中氡浓度数据、地气铀样品

基于金硅面垒探测器型测氡仪，采用瞬时抽气的测量方式进行土壤中氡浓度测量，抽气探杆插入土壤中60cm深。1次测量循环，需抽气6分钟，然后净化排气18分钟，得到1个氡浓度数据；同时，在净化排气过程中，将从测氡仪中排出的气体通过橡胶管引入到装有浓度为6.0％稀硝酸溶液的玻璃试管中，试管中溶液含量为30ml，从而获取1个地气样品。

实际测量中，在每个测点上，连续进行6次测量，获取6个氡浓度数据和6个地气样品。

步骤(1.2)、测量地气铀浓度

采用电感耦合等离子体质谱仪对地气样品进行测量，获取地气铀浓度值。

步骤(1.3)、确定测点最终氡浓度值

步骤(1.3.1)、计算1个测点处6个氡浓度值的平均值标准方差和异常值下限计算公式如下：

上式中，

编号为n的测点处6个氡浓度值的平均值，单位为Bq/m³；

编号为n的测点处6个氡浓度值的标准方差，单位为Bq/m³；

编号为n的测点处的氡浓度异常下限值，单位为Bq/m³；

编号为n的测点处第i次测量的氡浓度值，单位为Bq/m³；

i：测量次数的编号，取值范围为1，2，3，…，6。

步骤(1.3.2)、计算测点处最终氡浓度值

剔除原始测量的氡浓度值中大于的氡浓度数据，计算剩余氡浓度数据的平均值，将该平均值作为测点处的最终氡浓度值

编号为n的测点处最终氡浓度值，单位为Bq/m³；

步骤(1.4)、确定测点处最终地气铀浓度值

步骤(1.4.1)计算1个测点处的6个地气铀浓度值的平均值标准方差和异常下限值计算公式如下：

上式中，

编号为n的测点处6个地气铀浓度值的平均值，单位为ng/ml；

编号为n的测点处6个地气铀浓度值的标准方差，单位为ng/ml；

编号为n的测点处地气铀浓度异常下限值，单位为ng/ml；

编号为n的测点处第i次测量的地气铀浓度值，单位为ng/ml；

i：测量次数的编号，取值范围为1，2，3，…，6。

步骤(1.4.2)、计算测点处最终地气铀浓度值

剔除原始测量的地气铀浓度值中大于的氡浓度数据，计算剩余地气铀浓度数据的平均值，将该平均值作为测点处的最终地气铀浓度值

编号为n的测点处最终地气铀浓度值，单位为ng/ml；

步骤(2)、按照上述步骤(1)的方法获取野外测区最终氡浓度值和地气铀浓度值

在野外测区开展面积性氡气-地气联合测量，测网布设为50米×20米，线距为50米，点距为20米，按照步骤(1)的方法获取测点处的最终氡浓度值和最终地气铀浓度值

在编号为L-P的测点上的最终氡浓度值，单位为Bq/m³；

在编号为L-P的测点上的最终地气铀浓度值，单位为ng/ml。

L：测线号，取值范围为1，2，3，…；

P：测点号，取值范围为1，2，3，…。

步骤(3)、对上述步骤(2)中得到的测区氡浓度值地气铀浓度值进行归一化计算，得到深部铀成矿有利参数I_L-P

步骤(3.1)、对上述步骤(2)中得到的测区氡浓度值归一化计算

对测区内测点的氡浓度值进行归一化计算，计算公式如下：

上式中，

编号为L-P的测点处氡浓度的归一化值，为无量纲单位；

测区内氡浓度最大值，单位为Bq/m³；

测区内氡浓度最小值，单位为Bq/m³。

步骤(3.2)、上述步骤(2)中得到的测区地气铀浓度值归一化计算

对测区内测点的地气铀浓度值进行归一化计算，计算公式如下：

上式中，

编号为L-P的测点处地气铀浓度的归一化值，为无量纲单位；

测区内地气铀浓度最大值，单位为ng/ml；

测区内地气铀浓度最小值，单位为ng/ml。

步骤(3.3)根据上述步骤(3.1)中得到的氡浓度的归一化值上述步骤(3.12)中得到的地气铀浓度的归一化值计算得到深部铀成矿有利系数I_L-P，I_L-P的公式如下：

上式中，

I_L-P：编号为L-P的测点处深部铀成矿有利指数，为无量纲单位。

步骤(4)、根据上述步骤(2)中得到的测区地气铀浓度值圈定深部铀成矿有利区SA^U

步骤(4.1)、根据上述步骤(2)中得到的测区地气铀浓度值计算得到测区地气铀浓度异常下限值A^U

步骤(4.1.1)、根据上述步骤(2)中得到的测区地气铀浓度值计算各测点的从而计算得到测区地气铀浓度剔除下限值T^U

计算各测点的然后，利用下式计算出地气铀浓度剔除下限值T^U

式中，

测点的最终地气铀浓度值，单位为ng/ml；

M^U：所有测点的的平均值，单位为ng/ml；

S^U：所有测点的的标准偏差，单位为ng/ml；

m：为整数，取值为1，2，3，……，L；

n：为整数，取值为1，2，3，……，P；

T^U：地气铀浓度剔除下限值，单位为ng/ml。

步骤(4.1.2)、根据述步骤(4.1.1)中得到的测区地气铀浓度剔除下限值T^U，计算得到测区地气铀浓度异常下限值A^U

采用“逐步剔除法”，逐次剔除大于等于上述步骤(4.1.1)中得到的测区地气铀浓度剔除下限值T^U的地气铀浓度数据，直到未有大于等于T^U的地气铀浓度数据为止，然后，利用下式计算出剩余地气铀浓度数据的平均值Mr^U、标准偏差Sr^U和异常下限值A^U：

上式中，

剔除异常数据后剩余测点的地气铀浓度值，单位为ng/ml；

Mr^U：剔除异常数据后剩余测点的的平均值；

Sr^U：剔除异常数据后剩余测点的的标准偏差；

k：剔除异常数据后剩余测点的数目；

q：整数，取值为1，2，3，……，k；

A^U：地气铀浓度异常下限值，单位为ng/ml。

步骤(4.2)、以上述步骤(2)中得到的测区地气铀浓度值上述步骤(4.1.2)中得到的测区地气铀浓度异常下限值A^U为依据，圈定地气铀浓度异常范围SA^U

采用“泛克里金法”对上述步骤(2)中得到的测区地气铀浓度值进行插值计算得到网格化数据，然后圈定大于等于上述步骤(4.1.2)中得到的测区地气铀浓度异常下限值A^U的数据范围，定义该范围为地气铀浓度异常范围SA^U。

步骤(5)根据上述步骤(4)中得到的SA^U，圈定深部重点铀成矿有利靶区TA^U

步骤(5.1)计算上述步骤(4.2)中得到的SA^U范围内测点的深部铀成矿有利参数I_L-P

按照步骤(3)计算SA^U范围内测点的深部铀成矿有利参数I_L-P。

步骤(5.2)、对上述步骤(4.2)中得到的深部铀成矿有利参数I_L-P进行归一化计算，得到I_L-P的归一化值

归一化计算公式如下：

上式中，

SA^U范围内编号为L-P的测点处深部铀成矿有利参数I_L-P的归一化值，为无量纲单位；

SA^U范围内深部铀成矿有利参数I_L-P的最小值，为无量纲单位；

SA^U范围内深部铀成矿有利参数I_L-P的最大值，为无量纲单位。

步骤(5.3)、根据上述步骤(5.2)中得到的归一化值圈定深部重点铀成矿有利靶区TA^U

在上述步骤(4.2)中得到的地气铀浓度异常范围SA^U范围内，圈定归一化值的范围，即为深部重点铀成矿有利靶区范围TA^U。

上面结合实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。