朱立 唐莉 胡省英
（国家地质实验测试中心，北京 100037）
刘庆成
（华东地质学院，江西临川 344000）
刘海生
（国土资源部廊坊物化探研究所，河北廊坊065000）
姚树祥
（个旧锡业公司职工医院，云南个旧 661000）
摘要 从地质背景出发研究和预测潜在的氡危害地区是有效和经济的方法，许多国家相继开展了以健康为目的的氡地质填图。本文阐述了在我国肺癌典型高发区——云南个旧地区首次进行的氡地质填图试点工作，研究了以土壤氡测量、地面7能谱测量与地面氡析出率研究相结合的氡地质填图测量方法；以实测结果与地质背景分析相结合，研究发现该地区的花岗岩与锡的氧化矿分布区都是潜在的高氡区，从氡的地质潜势进一步将个旧地区划分为三个不同级别的氡地质潜势区。
关键词 氡 填图 地质潜势
氡是世界卫生组织（WHO）公布的19种主要致癌物质之一，是仅次于香烟导致人类肺癌的第二大元凶，因此20世纪80年代以来许多国家广泛开展了氡危害监测与防治研究工作。空气中的氡主要来自岩石、土壤，因此，从地质背景出发，研究和预测潜在的氡危害地区是有效和经济的方法，目前世界上有许多国家完成了全国或地区性的以健康为目的的氡地质填图任务，而我国在这方面仍属于空白。1998年由原地质矿产部岩矿测试技术研究所（国家地质实验测试中心）承担我国典型地区——云南个旧地区氡地质填图任务，标志着我国正式将氡地质填图列入了国家计划。个旧是我国肺癌发病率最高的地区之一，人口虽然只有36万，但截止到1990年，因肺癌而死亡的人数已达1200人之多。中外医学专家对个旧锡矿地区肺癌病因的长期研究，表明该地区肺癌高发的主要原因之一是吸入过量的氡及其子体。因此，在这样一个肺癌高发的典型地区开展以防治氡危害为目的的氡地质填图，进而摸索出一套进行中小比例尺氡地质填图的方法，对研究高氡危害区快速预测方法与氡危害防治具有十分重要的意义。
1 工作区地质概况
1.1 地质概况
个旧市位于红河哈尼族、彝族自治州的中部，也是自治州州府的所在地，因盛产锡而驰名中外。
该区构造发育，华力西期、印支期区域地壳张裂，沿大断裂产生的碱性玄武岩流是个旧区域成矿地球化学作用的主要前奏，燕山晚期重熔花岗岩浆的侵入，是个旧矿区成矿活动的关键，也是产生氡的主要源泉。北西向的红河断裂、哀牢山断裂从个旧南部穿过，南北向的个旧断裂纵贯该区。以该断裂为界，东部即个旧锡矿矿山区，主要岩性为节理、裂隙发育的灰岩，灰岩底部下伏着燕山晚期的花岗岩：西部则海拔相对较低，岩性主要为斑状花岗岩和等粒状花岗岩。此外，工作区内许多平行排列的东西向、北东向断裂，以及派生的大大小小的节理、裂隙构造为氡的运移提供了良好的通道（图1）。该区地层以三叠系出露较为完整，侏罗、白垩系全缺，中生界以前的地层不多见，只是在矿区南部见有二叠系上统龙潭组零星出露。新生界广泛分布于山间、断陷盆地中。
1.2 放射性元素地球化学背景
氡的母体元素铀、镭的分布直接影响氡的分布。该区各类岩石中铀、钍含量较中国东部显著偏高（表1），铀含量比中国东部以及全球地壳克拉克值都高。该区花岗岩属于燕山晚期铝过饱和型富碱的壳源重熔花岗岩，其铀含量比华南加里东期花岗岩（1.77mg/kg）、印支期花岗岩（4.72mg/kg）、燕山早期花岗岩（6.90mg/kg）都要高；硫化矿中铀含量相对不高，但风化后形成的氧化矿中铀、镭的含量非常高；氧化矿主要分布在该区东部。前人曾在此开展过铀矿找矿工作，虽未找到铀矿床，但也发现了一些零星的异常点。尽管碳酸盐岩铀含量并不高，但其基底下伏的燕山晚期花岗岩、灰岩中广泛发育的裂隙、节理以及氧化矿对放射性元素铀、镭的吸附等因素是导致锡矿坑道内高氡浓度的主要因素。纵观全区的地质、地球化学背景，该区岩石和土壤中氡的潜在来源非常丰富。
表1 各类岩石、矿岩中铀、钍、镭含量的对比
①引自鄢明才、迟清华（1997）；②引自Wedepohl（1995）。
图1 云南个旧地区地质图1:200000
2 工作方法选择
2.1 方法选择的依据
本次填图的主要目的之一是探索氡地质填图的方法。所谓氡地质填图就是从地质、地球化学背景出发，研究氡的区域地质潜势分布规律，预测和确定氡的潜在高危害区。利用什么方法研究氡的地质潜势规律是关系到氡地质填图效果的关键。根据我国是发展中国家、经济实力有限的实际情况，在我国开展区域性的氡地质填图宜选择经济、有效而又快速的方法。氡是由其母体元素铀衰变产生的，则由放射性元素衰变理论可知，当了解了介质中铀的分布状况后，也就能够了解其子体元素氡的分布。岩石、土壤中铀与其子体氡的理论关系如下：
c（Rn）=2.64×10-2ρ·w（U）·KP·a（Bq·cm-3·s-1）
式中：c（Rn）—岩石、土壤中氡的浓度；P—岩石、土壤密度；w（U）—岩石、土壤中铀含量；Kp—铀与镭之间的平衡系数；a—岩石、土壤的射气系数。
上述理论公式阐明了通过确定岩石、土壤中铀（镭）的分布可以快速确定土壤中氡的分布。目前地质工作已完成了近600万km2的1:20万和1:50万区域化探扫面工作以及许多航空γ能谱测量资料，已获取了大量放射性元素铀、钍、钾区域性分布的资料。由于选择的氡地质填图方法要经济、有效，所以充分利用现有岩石、土壤的放射性元素含量和7能谱测量资料的方法在理论上和实践上都将是可行的。研究工作以丫能谱测量为主，获取岩石、土壤放射性元素含量资料，同时进行土壤氡气测量，通过两种方法测量资料的对比，找出两种参数间的空间对应关系；对比实测7能谱测量资料与区域化探资料中放射性元素铀、钍空间分布的差异；通过这些对比，研究7能谱测量资料代替区域化探资料中放射性元素含量分布资料、用土壤氡气浓度和放射性元素含量分布资料相结合进行氡地质填图的可行性。
2.2 野外工作方法
（1）测点定位：根据事先拟定好的地质路线，利用1:5万地形图和全球卫星定位仪（GPS）确定测点位置。
（2）土壤铀、钍、钾含量测定：采用国产先进的FD-3022四道轻便γ能谱仪，现场快速测定土壤中放射性元素铀、钍、钾含量。为了保证不同测量方法之间数据的可对比性，在测点周围50m范围内，取多点组合土壤样品，做室内丫能谱测量，分析铀、镭、钍、钾含量，与野外现场能谱数据进行对比，以便今后直接利用航空能谱资料进行氡地质潜势规律的解释。同时采集部分水系沉积物样品做室内能谱分析，了解在同一景观条件下土壤与水系沉积物中放射性元素含量水平与分布规律的异同点。
（3）土壤中氡气测量：用FD-3017RaA测氡仪测量土壤中氡浓度。首先打一深40～50cm的孔，将取样器插入孔中；把取样片放入取样盒内，抽气，然后加负高压收集氡子体（RaA），再后取出样片，放入仪器测量盒内进行测量。
图2 个旧地区水系沉积物铀元素含量地球化学分布图（数据提供：云南物化探队。等值线单位：μg/g）
图3 个旧地区土壤氡等值线图 等值线单位：Bq/m3
3 个旧氡地质填图初步成果
3.1 个旧地区氡地质潜势分区
从获得的结果可以看出，个旧地区放射性元素的分布明显受地质因素控制，放射性元素含量高值区基本上与出露的大面积花岗岩体吻合，范围位于贾沙—上纸厂—白云山林场一带，见个旧地区铀地球化学分布图（图2）和个旧地区土壤氡浓度分布图（图3）。从区域上看，氡浓度的分布范围与铀元素的分布范围相吻合；测区东部地表主要为碳酸盐岩，放射性元素铀含量水平比西部的花岗岩低，但是氡浓度仍然较高，这是因为碳酸盐岩基底为花岗岩，而且灰岩中裂隙节理十分发育，有大量富铀的氧化锡矿赋存其中，导致碳酸盐岩上覆土壤中氡浓度比较高。前面已从放射性衰变理论阐述了氡与其母体元素铀（镭）间的关系，对该区实测资料进行统计分析，也表明氡与其母体元素间有较好的相关关系。回归方程如下：
土壤
土壤
这表明以氡的母体放射性元素的分布资料研究氡的地质潜势是可行的，但也须结合地质背景和景观地球化学条件进行资料解释。
工作区地质背景和实测资料分析表明，花岗岩出露区和氧化矿分布区都是潜在的氡浓度高值区，以此为依据并结合该地区岩石、土壤的物理性质将个旧氡的地质潜势分为三个区，见表2。
表2 个旧地区氡地质潜势初步分区
3.2 氡地质潜势分区的初步验证
氡地质潜势分区的结果要能指出潜在的高氡危害地区，我们选择了不同分区内的不同点进行验证。
（1）验证点一位于I区的贾沙以北的霞石正长岩出露地区，土壤氡浓度平均为371989Bq/m3，比全球土壤氡平均值7400Bq/m3高50.27倍，用固体核径迹SSNTD法测量的该范围内室内空气氡浓度平均值为7389.5Bq/m3，比国家标准200Bq/m3高37倍。
（2）验证点二位于I区的贾沙至围墙、午角寨一带二长岩出露地区，土壤氡浓度平均值为36969Bq/m3，测定的12户居民住宅室内氡浓度水平为517.3Bq/m3，比国家标准高2.6倍。
（3）验证点三位于Ⅱ区的老厂—卡房灰岩出露地区，构造发育，土壤平均氡浓度为23088Bq/m3，测出的116户居民室内空气氡浓度平均为419.57Bq/m3，比国家标准高2.1倍。
（4）验证点四位于Ⅲ区的乍甸灰岩、白云岩出露地区，土壤氡平均为8362Bq/m3，仅为世界土壤氡浓度平均值的1.13倍。室内空气氡浓度平均值为250.9Bq/m3，比国家标准高1.25倍。
上述验证结果说明了该区的氡地质潜势分区基本反映了氡危害的程度，这也表明了以氡的母体放射性元素分布资料为基础的氡地质潜势分区方法是可行的。
4 后记
本计划在李家熙研究员、程业勋教授指导下，在原国家计委国土司，原地矿部财务司、地调局支持下得以实施。云南地矿局、有色总公司西南地勘局308队提供了地质资料。云锡公司劳卫所姚树祥、黄志兵、马宁东、张翔、高元洪等同志参加了野外工作。北京肿瘤研究所乔友林博士、中国地质科学院生物环境地球化学研究中心主任刘晓端、李奇做了大量组织协调工作。本文在编写过程中，得到了黄怀曾研究员的指导。地质矿产部岩矿测试技术研究所杜安道、屈文俊完成了地质样品的238U、232Th、226Ra、40K室内丫能谱分析工作，在此一并致谢。
参考文献
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