结合我国50年代以来核地球物理方法和仪器的发展历程,概况了航空、地面、测井、测氡、热释光及人工放射性方法在寻找放射性矿产、油气藏及环境辐射评价方面的应用和最新进展,以及各个历史时期取得的主要成就,并就氡的迁移机制、土壤热释光的应用、天然伽马辐射背景研究等方面提出了进一步发展意见。
介绍了核工业航测遥感中心在寻找铀矿工作中的航空放射性测量的设备、经验和技术方法,已获得375.8万km2的航空放射性测量数据,在寻找铀矿和辐射环境评价中都取得理想的成果,并对石家庄市、秦山核电站周围地区天然放射性水平航空检测结果与高压电离室测量结果进行了对比;笔者着重阐述并建议将该中心在40多年勘查铀矿获得的航空放射性测量数据及其设备开发用于环境本底辐射评价、寻找丢失的点源和核事故应急航空监测。
重磁资料反演与其他地球物理反演一样也存在严重的多解性,要想得到好的结果,必须附加约束条件,而且尽可能是各种约束的组合。三维反演中多解性更加严重,同时与约束的结合又更加艰难。非线性的广义随机算法使反演求解过程稳定,约束条件容易结合,但计算速度和维数困难同样制约其发挥作用,采取针对性措施后,使三维反演进入实用化阶段。
简要阐述了天然热释光形成机理,详细叙述了实用的室内热释光测量技术及最佳加热程序及相应参数。根据二连盆地370个实测的第四系沉积物样品热释光数据及26条典型热释发光曲线,将该盆地沉积物热释光发光曲线分为3种类型,并综合分析了2条剖面共60测线公里的地表物化探资料———U、Th、K、210Po和4He异常。
概述了热释光的形成机理。从放射性方法探测油气藏的原理出发,提出了海洋沉积物热释光探测天然气水合物的可能性。对采自中国南海、东海的海底沉积物进行了有机烃、金属元素和热释光分析。结果表明,热释光与有机烃类呈正相关,天然气水合物形成和分解产生的碳酸钙、硫酸钙及硫酸钡沉淀是很好的热释光晶体,在矿物结晶过程中加入的微量金属元素对热释光起到调节作用。热释光不受有机污染的影响,灵敏度高,是很有前景的寻找天然气水合物的方法。
岩石物性及其物理参数的研究与提取,对于测井资料的综合解释具有重要的现实意义。岩石物性及其物理参数提取得准确与否,直接关系到测井资料综合解释的可靠性、准确性和精确性。通过对测井资料的分析、归纳,提取了识别中国大陆科学钻探预先导孔Ⅱ所钻遇18种不同岩性的岩石物理参数,为后续的测井解释研究工作提供了基础。
根据量子力学原理对地核物质状态进行分析,简要计算了现代地球内核超固态物质原子中被公有化电子的平均值、地核物质的公有化自由电子浓度、现代地球内核中自由电子平均运动速度、早期产生地核物质量子效应的自引力压强临界值和起动地球整体膨胀的自引力压强、地核发生超固态量子力学效应所需要的能量等参数。内地核物质很可能是在超高压环境下形成的一种特殊物质状态──超固态。地核超固态产生的量子排斥压强超过地球自引力收缩压强的临界值时,导致地球发生整体的膨胀,由此引出量子地球构造动力的概念。
在分析介绍野外地面γ射线谱仪器设备的基础上,针对低能γ射线谱的特点,结合地质调查项目,在金矿勘查工作中进行了实际应用。并以特例的形式,给出一个测点的实测γ射线谱曲线图、一条测线的综合剖面图和一个工作区的平面结果图,结果表明,低能γ射线谱能够在覆土覆盖的泥质片岩中较好地区分出含矿有利层位—炭质片岩的分布范围。
介绍一种新的海底X射线荧光探测系统,提出了天然沉积物水份对现场X射线荧光测量影响的散射校正模型。经水底砂介质模型和船上天然海底沉积物的试验表明,该探测系统在无液氮冷却条件下能够实现对水底沉积物的原位测量,且一次可同时完成5~10余种元素的定性、定量测定,其检出限可达(10~200)×10-6,这是一种快速、经济、准确和有效的现场原位分析技术。
阐述了不同景观条件下可地浸砂岩型铀矿床土壤热释光发光曲线特征和异常特征;在扎吉斯坦等地的应用表明,铀矿床上形成了清晰的土壤热释光异常,异常特点表现为矿体两端异常高、矿体正上方异常低。
应用γ能谱法现场划分8种岩性、恢复硅化岩的原岩和圈定含Sb、Au矿化体,为锑矿找矿靶区的研究,提供了一种经济、快速、有效的方法技术。
利用中子活化测试结果,对岩石及泉水干涸残余物中常量及微量元素的进行分析对比,以了解深层岩体有关的地质与水文地质信息。
总结了大气环境中汞污染的研究进展,包括大气环境中汞的来源、汞在大气环境中的化学演化和环境效应;介绍运用环境地球物理方法在成都市大气颗粒汞研究的初步结果;并就我国汞污染研究提出有关建议。
对广西资源地区大气中氡的调查结果显示,该区室内、外大气中平均氡浓度分别为101.0Bq/m3和104.6Bq/m3,是世界平均值的10倍和2.5倍;计算了氡子体所致的年有效剂量,由氡子体照射对成人和儿童所致年均有效剂量分别为6.2mSv/a和9.2mSv/a,是世界平均值的5倍。
研究并探讨了1种新的插值方法—离散光滑插值方法及其在地球物理位场中的快速实现。首先由待插值点与已知点之间的拓扑关系建立线性约束,进一步结合位场满足Laplace方程,建立离散光滑插值联立方程组,采用预条件共轭梯度求解该方程组。为更好地提高计算效率,在求解过程中采用螺旋坐标系和WilsonBurg谱分解,将二维数据转换到一维空间处理。通过理论模型和实际资料计算,该方法适合地球物理位场特征,插值效果好,速度快。
在复杂地表条件的地区,如沼泽、丘陵、沙漠、戈壁滩及山前破碎带,因地表起伏和表层结构横向变化大,反射波传播路径发生畸变,而造成时距曲线畸变,无法很好成像,笔者根据理论研究和实际处理过程,总结了一套适合复杂地表条件的初至模型静校正、扩大面元组合静校正和相关法自动剩余静校正循环迭代的处理方法。通过实际处理,得到了良好的效果。
核工业北京地质研究院物化探研究中心多年来一直从事浅层地震方法研究、地震数据采集系统开发及工程检测技术服务,并能够紧跟工程地质市场及一些特殊需要,开发合适的产品并完善技术服务。
论述了快速分析铁精矿中Si、S、K和TFe含量的现场X射线荧光技术,其分析精度、准确度均符合化学分析的误差标准,满足实际生产要求。
针对目前数据采集系统的现状,对基于掌上型电脑的数据采集系统进行了研究。介绍了掌上型电脑的特点、WindowsCE环境下的程序开发,以及以掌上电脑为主机的数据采集系统的方案、硬件接口和软件等。
GR 820集优秀的稳谱技术、数字可视化设计和实时谱图显示于一身,提供了更为精确的伽马能谱测量。文中简要地介绍了GR 820的工作原理、性能和应用效果等几方面的内容,供读者了解当今航空伽马能谱仪的发展状况。
介绍了新一代高灵敏度手提式X射线荧光仪,该仪器由电制冷SiPIN半导体X射线探测器、放射性同位素X射线激发源和基于PC/104工控机的4096道多道脉冲幅度分析器组成,对铜、锌、砷等元素的分析检出限为10×10-6,适用于野外现场的天然岩石、土壤和水系沉积物的多元素含量的定量测定,基本满足新一轮地质大调查的需要,特别是二、三级异常点(带)的快速查证与野外追索工作。
现场X射线荧光分析的主要影响因素是基体效应、湿度效应和不平度效应等。基于室内、野外大量实验,结合软件技术,在新一代手提式多元素X荧光仪中,综合运用强度影响系数法、特散比及经验系数法,使多元素现场X荧光快速分析技术取得实用性进展。地质大调查中,在样品多元素快速测试,野外土壤、岩石的原位分析,异常追索查证等方面的应用,充分体现出轻便、快速、高效、低投入的效果。