(國家地質實驗測試中心，北京100037)
劉慶成
(華東地質學院，江西臨川344000)
劉海生
(國土資源部廊坊物化探研究所，河北廊坊065000)
姚書香
(雲南個舊個舊錫業公司職工醫院661000)
從地質背景研究和預測潛在氡危害區是壹種有效而經濟的方法，許多國家相繼開展了以健康為目的的氡地質填圖。本文敘述了在我國典型的肺癌高發區雲南個舊開展的首次氡地質填圖試點工作，研究了土壤氡測量、地面7能譜測量和地面氡析出率研究相結合的氡地質填圖測量方法。結合實測結果和地質背景分析，發現該區花崗巖和氧化錫礦分布區為潛在高氡區，並從氡地質勢進壹步將個舊地區劃分為三個不同級別的氡地質勢區。
氡繪圖；地質勢
氡是世界衛生組織(世衛組織)公布的65，438+09種主要致癌物之壹，是僅次於香煙的人類肺癌的第二大病因。因此，自20世紀80年代以來，許多國家開展了廣泛的氡危害監測和防治研究。空氣中的氡主要來自巖石和土壤。因此，從地質背景出發研究和預測潛在氡危害區是壹種有效而經濟的方法。目前，世界上許多國家已經完成了全國或區域性的氡健康地質填圖任務，而我國在這方面還是空白。65438-0998，原地質礦產部巖礦測試技術研究所(國家地質實驗測試中心)承擔了我國典型地區雲南個舊氡地質填圖任務，標誌著氡地質填圖正式納入國家計劃。個舊是中國肺癌發病率最高的地區之壹。雖然人口只有36萬，但到1990年末，死於肺癌的人數已經達到1200。中外醫學專家對個舊錫礦區肺癌病因學的長期研究表明，該地區肺癌高發的主要原因之壹是吸入過量的氡及其子體。因此，在這樣壹個典型的肺癌高發區開展氡地質填圖，進而探索出壹套中小比例尺氡地質填圖方法，對研究高氡危害區快速預測方法和氡危害防治具有重要意義。
1工區地質調查
地質調查1.1
個舊市位於紅河哈尼族彜族自治州中部，也是自治州州府所在地。它因盛產錫而聞名中外。
本區的構造發展、華力西期和印支期的區域地殼拉張、堿性玄武巖沿大斷裂流動是個舊區域成礦地球化學的主要前奏。燕山晚期重熔花崗巖漿的侵入是個舊礦區成礦活動的關鍵，也是氡的主要來源。西北紅河斷裂和哀牢山斷裂從個舊南部穿過，南北向個舊斷裂貫穿本區。以該斷層為界，個舊錫礦區位於其東部。主要巖性為灰巖，節理裂隙發育，燕山晚期花崗巖位於灰巖底部以下。西部海拔較低，巖性主要為斑狀花崗巖和等粒花崗巖。此外，工作區內多條平行的東西向和北東向斷裂，以及派生的大小節理和斷裂構造，為氡運移提供了良好的通道(圖1)。該區三疊紀地層較為完整，侏羅紀和白堊紀地層均有缺失。中生代以前的地層稀少，但在礦區南部有零星的上二疊統龍潭組露頭。新生界廣泛分布於山間盆地和斷陷盆地。
1.2放射性元素地球化學背景
氡的母體元素鈾和鐳的分布，直接影響氡的分布。該區各種巖石中鈾、釷含量明顯高於中國東部(表1)，鈾含量高於中國東部和全球地殼克拉克值。該區花崗巖屬於燕山晚期鋁過飽和的富堿殼源重熔花崗巖，鈾含量高於華南加裏東期花崗巖(1.77mg/kg)、印支期花崗巖(4.72mg/kg)、燕山早期花崗巖(6.90mg/kg)。硫化礦石中鈾的含量相對較低，但風化後形成的氧化礦石中鈾和鐳的含量很高。氧化礦主要分布在本區東部。前人曾在此進行過鈾礦勘查工作。雖然沒有發現鈾礦床，但也發現了壹些零星異常。雖然碳酸鹽巖中鈾含量不高，但碳酸鹽巖下伏的燕山晚期花崗巖和石灰巖中廣泛發育的裂隙和節理，以及氧化礦對鈾、鐳等放射性元素的吸附，是導致錫礦巷道氡濃度高的主要因素。縱觀整個地區的地質和地球化學背景，該地區巖石和土壤中氡的潛在來源十分豐富。
表1各種巖石和礦物中鈾、釷和鐳含量的比較
①引自顏和遲清華(1997)；②引自Wedepohl(1995)。
圖1雲南個舊地區地質圖
2工作方法的選擇
2.1方法選擇依據
這次填圖的主要目的之壹是探索氡地質填圖的方法。所謂氡地質填圖，就是從地質地球化學背景出發，研究氡的區域地質潛勢分布，預測和確定氡的潛在高危區。用什麽方法研究氡的地質潛勢規律，是氡地質填圖效果的關鍵。根據我國是壹個發展中國家，經濟實力有限的事實，選擇壹種經濟、有效、快速的方法在我國開展區域氡地質填圖是可取的。氡是由其母元素鈾衰變產生的。根據放射性元素衰變理論，了解了鈾在介質中的分布，也就可以了解其子元素氡的分布。巖石和土壤中的鈾與其子體氡的理論關系如下:
c(Rn)= 2.64×10-2ρw(U)KP a(Bq cm-3s-1)
式中:c(rn)——巖石和土壤中氡的濃度；p-巖石和土壤的密度；巖石和土壤中的鈾含量；KP-鈾和鐳之間的平衡系數；a——巖石和土壤的發射率。
上述理論公式說明，通過測定巖石和土壤中鈾(鐳)的分布，可以快速確定土壤中氡的分布。目前，地質工作已完成近600萬km2的1:20萬和1:50萬區域化探掃面，以及多項航空伽瑪能譜測量數據，獲得了大量鈾、釷、鉀等放射性元素的區域分布數據。因為所選擇的氡地質填圖方法應該是經濟有效的，所以充分利用巖石和土壤中已有的放射性元素含量和7能譜測量數據，在理論和實踐上都是可行的。研究工作主要以能譜測量為主，取得了巖石和土壤中放射性元素的數據，還進行了土壤的氡測量。通過比較兩種方法的測量數據，找到了兩個參數之間的空間對應關系。比較實測7能譜測量數據與區域化探數據放射性元素鈾、釷空間分布的差異；通過這些對比，研究了用7能譜測量數據代替區域化探數據中放射性元素分布數據，結合土壤氡氣濃度和放射性元素分布數據進行氡地質填圖的可行性。
2.2現場工作方法
(1)測點位置:根據事先擬定的地質路線，利用1: 5萬地形圖和全球定位系統(GPS)確定測點位置。
(2)土壤鈾、釷、鉀含量的測定:采用國內先進的FD-3022四通道便攜式γ能譜儀，快速測定土壤中放射性元素鈾、釷、鉀含量。為保證不同測量方法間數據的可比性，在測點周圍50m內多點取樣進行室內能譜測量，分析鈾、鐳、釷、鉀含量，並與野外能譜數據進行對比，以便今後直接利用航空能譜數據解釋氡地質潛勢規律。同時采集部分河流沈積物樣品進行室內能譜分析，了解相同景觀條件下土壤和河流沈積物中放射性元素含量水平和分布規律的異同。
(3)土壤中氡的測量:使用FD-3017RaA測氡儀測量土壤中氡的濃度。首先，鉆壹個40-50厘米深的孔，將取樣器插入孔中；將樣品放入采樣盒中，抽空氣，然後加負高壓收集氡子體(RaA)，再取出樣品放入儀器測量盒中進行測量。
圖2個舊地區河流沈積物中鈾含量地球化學分布圖(數據由雲南物化探隊提供)。等值線圖單位:微克/克)
圖3個舊地區土壤氡等值線圖單位:Bq/m3。
三個老氡地質填圖的初步結果
3.1個舊地區氡地質潛勢分區
從獲得的結果可以看出，個舊地區放射性元素的分布明顯受地質因素控制，放射性元素高值區與出露的大面積花崗巖體基本壹致，位於夾沙-上紙廠-白雲山林場。見個舊地區鈾地球化學分布圖(圖2)和個舊地區土壤氡濃度分布圖(圖3)。在區域上，氡濃度的分布範圍與鈾濃度的分布範圍壹致。測區東部地表主要為碳酸鹽巖，放射性元素鈾含量水平低於西部花崗巖，但氡濃度仍然較高。這是因為碳酸鹽巖的基底為花崗巖，石灰巖中裂隙、節理發育，其中存在大量富鈾氧化錫礦石，導致碳酸鹽巖上覆土壤中氡濃度較高。從放射性衰變理論闡述了氡與其母元素鈾(鐳)的關系，對該地區實測數據的統計分析也表明氡與其母元素有很好的相關性。回歸方程如下:
土地
土地
這說明根據氡母放射性元素分布數據研究氡的地質潛力是可行的，但還必須結合地質背景和景觀地球化學條件進行解釋。
對工作區地質背景和實測資料的分析表明，花崗巖出露區和氧化礦分布區都是潛在的高氡濃度區。在此基礎上，結合本區巖石和土壤的物理性質，個舊地區氡的地質潛勢分為三個區，見表2。
表2個舊地區氡地質潛勢初步分區
3.2初步核實氡地質潛力分區
如果氡地質潛勢分區的結果能夠指出潛在的高氡危害區，我們在不同的分區中選擇不同的點進行驗證。
(1)核查點1位於I區賈沙以北霞石正長巖出露區，土壤氡平均濃度為371.989 bq/m3，比全球土壤氡平均值7400 bq/m3高出50.27倍。用SSNTD法測得的室內氡濃度平均值為7389.5Bq/m3，比國家標準高出200 bq。
(2)核查點2位於I區賈沙至奮強、五角寨二長巖出露區，土壤氡平均濃度為36969 bq/m3，實測12戶居民室內氡濃度水平為517.3 bq/m3，超標2.6倍。
(3)驗證點3位於II區老廠-卡房灰巖出露區，構造發育。土壤氡平均濃度為23088Bq/m3，116戶家庭室內氡平均濃度為419.57Bq/m3，超標2.1倍。
(4)核查點4位於ⅲ區紮甸石灰巖和白雲巖出露區，土壤氡平均值為8362Bq/m3，僅為世界土壤氡平均濃度的1.13倍。室內氡平均濃度為250.9Bq/m3，超出國家標準1.25倍。
上述驗證結果表明，該地區氡地質勢分區基本反映了氡危害的程度，也說明基於氡母放射性元素分布數據的氡地質勢分區方法是可行的。
4後記
在李嘉熙研究員和程業勛教授的指導下，該計劃在原國家計委國土司、原地質礦產部財務司和地質調查局的支持下得以實施。雲南省地質礦產局和有色金屬公司西南地質勘查局308隊提供了地質資料。運西公司勞動服務所姚樹祥、黃、馬寧東、張翔、等同誌參加了現場工作。北京腫瘤研究所喬博士，中國地質科學院生物環境地球化學研究中心主任劉、等做了大量的組織協調工作。在本文的寫作過程中，得到了黃懷增研究員的指導。地礦部巖礦測試技術研究所杜、曲文軍完成了238U、232Th、226Ra、40K地質樣品的室內能譜分析，都很感激。
參考
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冶金工業部西南冶金地質勘探公司。個舊錫礦地質。北京:冶金工業出版社，1984。
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