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简介
这是一个关于野外测量安全PPT，包括了基础知识，前期准备，实验过程，数据处理等内容。目录 1. 基础知识 2. 前期准备 3. 实验过程 4. 数据处理 1. 基础知识 野外γ能谱测量 使用地面γ能谱仪在地表直接测定土壤或岩石中当量铀(eU)、当量钍(eTh)、伽(K)等核素含量的方法。 当量含量 在放射性衰变系列（铀系或钍系）平衡破坏条件下，γ能谱仪测量测定的介质中铀、钍元素含量为当量含量。 饱和模型 物理特性与矿层近似，能模拟均匀、无限天然放射性体源的γ能谱仪校准设施。 灵敏度系数 单位含量的放射性核素在γ能谱仪铀、钍、钾道中分别引起的计数率。 换算系数 γ能谱仪各道中单位计数率所代表的eU、eTh、K含量。测量谱段 指γ能谱仪各能量窗测量的γ射线能量范围。应用范围 地质填图；放射性矿产地质勘查，直接寻找铀、钍矿床；非放射性矿产地质勘查，寻找与放射性元素钾、铀、钍有共生或伴生关系的金属、非金属、能源等矿产资源；水文地质、工程地质及灾害地质勘查；环境及建筑材料放射性评价等。应用条件 测区基岩露头较好或覆盖层较为均匀；不同地质体的钾、铀、钍元素含量的差异可被能谱仪所区分；具体工作任务不同，其应用条件有所不同，欢迎点击下载野外测量安全PPT。
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目录 1. 基础知识 2. 前期准备 3. 实验过程 4. 数据处理 1. 基础知识 野外γ能谱测量 使用地面γ能谱仪在地表直接测定土壤或岩石中当量铀(eU)、当量钍(eTh)、伽(K)等核素含量的方法。 当量含量 在放射性衰变系列（铀系或钍系）平衡破坏条件下，γ能谱仪测量测定的介质中铀、钍元素含量为当量含量。 饱和模型 物理特性与矿层近似，能模拟均匀、无限天然放射性体源的γ能谱仪校准设施。 灵敏度系数 单位含量的放射性核素在γ能谱仪铀、钍、钾道中分别引起的计数率。 换算系数 γ能谱仪各道中单位计数率所代表的eU、eTh、K含量。 测量谱段 指γ能谱仪各能量窗测量的γ射线能量范围。 应用范围 地质填图；放射性矿产地质勘查，直接寻找铀、钍矿床；非放射性矿产地质勘查，寻找与放射性元素钾、铀、钍有共生或伴生关系的金属、非金属、能源等矿产资源；水文地质、工程地质及灾害地质勘查；环境及建筑材料放射性评价等。 应用条件 测区基岩露头较好或覆盖层较为均匀；不同地质体的钾、铀、钍元素含量的差异可被能谱仪所区分；具体工作任务不同，其应用条件有所不同。 2. 前期准备 2.1 确定测量任务 2.2 资料收集 2.3 野外踏勘 2.4 熟悉仪器及方法试验 2.5 工作精度及工作比例尺选择 2.6 测区及精测剖面设计 2.7 编写测量计划书 2.1 确定测量任务配合各种比例尺的区域地质调查，进行地质填图，划分岩性、岩相、确定构造带和蚀变带等。在矿产地质勘查的各个阶段，查明并圈定地面r异常形态及规模，研究单参数及多参数异常特征，查明矿化特征及控矿因素结合地质和地球物理资料，综合评价成矿有利地段，为布轰山地工程和钻探工程、圈定矿(化)体或地质体提供依据。在水文地质、工程地质及灾害地质勘查工作中，划分岩性、圈定接触带等。对环境、建筑材料进行放射性评价。 2.2 资料收集相应工作比例尺的地形图 ; 地质资料; 地球物理及化探、尤其是以往放射性测资料; 第四纪地质、水文地质、地貌及土壤资料; 自然地理、交通及经济地理资料; 其他。 2.3 野外踏勘 在全面分析收集到资料的基础上，确定测区范围，选择有代表性的地质物探剖面进行踏勘测量。包括：主要地层、岩体和构造的规模及其分布；有代表性的矿床、矿点、矿化点及异常点(带、晕); 地形 、地貌、基岩、浮土、植被及水系分布；初步测量不同地质体中钾、铀、钍元素含量及其总道计数率，了解不同岩性的放射性背景值；经济地理、交通条件、居民点分布等。 2.4 熟悉仪器及方法试验熟悉仪器操作，包括NaI、HPGe、LaBr探测器、数字化采集器的原理、仪器组装、应用及数据收集、处理等。在以前未做过地面r能谱测量的地区开展工作之前，应进行方法试验。应解决下列主要问题：被勘查对象与围岩的铀、钍、钾元素含量差异可被仪器所探测；确定有效的找矿深度。方法试验最好在远离运积物且覆盖层厚度在10m以上的地方(已知的大型隐伏矿床（体））上进行，但在任何情况下一定要取得对比资料。 2.5 工作精度及工作比例尺选择工作精度 包括一般精度和高精度。野外伽马能谱测量，应根据具体任务要求及勘查对象钾、铀、钍元素含量的高低合理选择工作精度。 工作比例尺选择设计工作比例尺不得小于在同一地区与之同时进行的或以前进行过的地质测量和普查的比例尺；地 质 、矿产勘查的工作比例尺及测网密度见表1；水 文 、工程、环境及灾害地质工作的测网视具体任务而定，一个测区不少于 3条测线，异常区域内至少有3个连续测点。建筑材料放射性评价在基岩露头可采用1m*1m的测网密度。 表1 工作比例尺及测网密度 2.6 测区及精测剖面设计测区范围一般应满足下列要求：当地面γ能谱测量与其他物化探工作配合使用时，最好按同一测网进行；测区包括被勘查对象可能赋存的地段，并向四周有一定的扩展；尽可能将已知地质体、矿体、矿化段和山地工程包括在内，以利于推断解释；在前人工作的基础上扩大测区面积时，应覆盖以前工作的部分测线和测点；面 积 性测量尽可能采用规则测网。测线方向尽可能垂直于岩体、构造及被勘查对象的总体走向；当被勘查对象走向变化较大时，应随之改变测线方向。 精测剖面 在工作区内典型地段至少布置一条地质-γ能谱精测剖面。穿过区内主要地层、岩体和构造，尽可能穿过主要岩石类型分布区；基岩出露好；最好通过主体异常中心部位，并兼顾已知异常覆盖区；明显反映异常特征，便于定量计算的地段；采用高精度测量方式，测量点距适当加密，最小地质单元内不少于 3个测点。 2.7 编写测量计划书主要内容如下：序言：概述项目来源、目的及任务、工作区自然及经济地理 ；地质概况、地球物理及地球化学特征；已取得的地质成果和放射性测量研究程度等；与其他物化探方法配合使用的条件；工作精度、工作比例尺及方法技术；野外 、 室内工作量预算及工作内容、安排 (必要时进行方法试验的工作量、工作进度); 工作质量保证措施；预期提交成果及完成期限；人员安排，仪器设备配置；经费预算。 3.实验过程 3.1 测网实施——布点、线 3.2 仪器设备及其性能检查、校准 3.3 野外测量 本底测量工作基准点选择 选定计数时间仪器 稳定性检查野外观测现场记录野外异常点（带）处理采样质量检查及资料整理 3.1 测网实施测网形式依工作精度、工作比例尺和地形条件而定。1:10万~1:5万比例尺的区域地质调查阶段，可采用不规则测网，测量路线应选择在基岩露头好，穿过地层、岩体多、易通行处。测点一般应均匀分布，对构造带、蚀变带、岩性接触带等应加密测点。测量路线及测点位置应准确标在同比例尺地形图上。1:2.5万~1:1万的普查和1:5千~1:1千的详查，应视具体地形条件敷设不规则或规则测网。不规则测网在地形图上标出测线和测点位置。规则测网应采用基线和控制测线。 不规则测网可采用GPS或罗盘及地形地物在地形图上标注测点位置，定位精度为标图点位与实际点位最大平面误差不超过2 mm。规则测网及高精度地面γ能谱测量应用高精度GPS(差分GPS)或经纬仪测定基线和控制测线点位，测绳量距，定位精度为标图点位与实际点位最大平面误差不超过1mm。水文、工程、环境及灾害地质等勘查中，测线和测点应按实际情况布置。 3.2 仪器设备及其性能检查、校准 地面 γ能谱测量可使用便携式四道 γ能谱仪，也可使用便携式多道 γ能谱仪。地面 γ 能谱仪在投入使用之前应对仪器的主要性能进行检查、调整并校准，尤其是仪器的准确度、稳定性必须检查。经检验合格后方可投入使用。 3.2.1 基本要求可在野外直接测定钾、铀、钍元素含量及总道计数率等参数; 对 137Cs的0.661MeV能量峰的能量分辨率不大于12%; 具有自动稳谱功能，仪器连续工作 8h，参考源谱峰位漂移小于 3% 。使用便携式多道γ能谱仪时，可采用软件稳谱技术; 含量检出限分别为：铀小于2*10-6eU，钍小于4*10-6eU，钾小于0.5%； γ射线能量在3MeV以内，能量非线性小于 0.5%；在 一 5~+45℃温度范围内，相对湿度90%的条件下与基准条件(温度20℃、相对湿度 70 %)相比，仪器各能量窗计数率的相对误差在士15%以内; 功耗低，易携带，操作方便，防潮防震。 3.2.2 测量谱段野外地面伽马能谱测量谱段的选择一般如 表2 所示： 表2 测量谱段 3.2.3 野外仪器稳定性检查 仪器进入自稳状态后应有明确提示;交替使用点状镭源和钍源照射，对探头产生200-500 nC/kg·h γ照射量率时，仪器的稳定状态不应发生变化。 短期稳定性检查仪器经过检修、长期存放、长途运输或受剧烈振动、严寒、酷热、潮湿等影响之后，以及连续工作 1个月后，都应进行此项检查。仪器连续工作8h稳定性检查符合放射性统计规律。 稳定性检查不合格的仪器应重新检查。多次检查仍不合格时应查明原因，进行调整，直至检修仪器。 方差对比法： 在测区基准点或工作模型上，在相同的测量条件下(测量时间不少于 120s ，等时间间隔计数)重复测量n次(n>100) 观测值的标准偏差由下式给出: 式中：Ni——特定道的计数率； n——重复测量次数。如果 ，则计数误差符合放射性统计规律。 散点图图形法 将各次观测值出现的次数与理论高斯分布进行比较。若上述各观测值(分测量道统计)分别出现在 、 、 区间的概率约为。68.3%、95.5%、99.7%，则计数稳定性检查合格。 长期稳定性检查 仪器长期稳定性检查每天进行。每天出工前和收工后在工作区基准点或工作模型上测定仪器各道的计数率，采用野外确定的计数时间(在工作模型上可缩短)，读5组数取平均值。每次测量平均值与开工前已取得的各测量道平均值对比。钾、铀、钍含量相对误差不超过±15%，对工作模型(混合)的铀、钍、钾含量相对误差分别不超过± 5%， ± 5%和± 10%。对检查结果超差的仪器，应重复检查。若再次检查不合格的仪器则停止野外工作。 若收工后发现仪器稳定性超差，当天测量结果作废。 3.2.3 仪器校准仪器在校准之前，必须经过短期稳定性和稳谱性能检查，稳谱系统的检查和调整应按仪器使用说明书规定执行；仪器校准必须在铀、钍、钾饱和模型上进行。我国的饱和模型安放在核工业放射性勘查计量站内，模型的主要参数见表3； 校准方法： 校准方法:将仪器探头先后置于铀、钍、钾饱和模型表面中心位置，采用高精度测量(计数率统计误差不大于20%)，分别测量各道计数率(共9个数值)，然后按 下页中的计算公式算出9个换算系数A、Bi、Ci (i=1，2，3)，最后在混合模型上检验准确度，检验结果必须满足 表4 的误差要求。表中低含量的允许误差以绝对误差要求，高含量的允许误差以相对误差要求。相对误差的计算公式如下： 式中: ——实测含量； ——模型定值。 对检查不合格的仪器，应重新检查或校准。上述工作重复三次，取平均值为仪器的换算系数。换算系数计算方法 换算系数在饱和的铀、钍、钾模型上测定。根据地面 γ能谱测量原理，分别在每个饱和模型上测量，可建立(1)线性方程组(共九个方程)，求得灵敏度系数ai、bi、ci: ……………….……………..(1) 采用(2)线性方程组(共九个方程)，可求得九个换算系数Ai、Bi、Ci: ……………………………….(2) 式中:Nu、NTh、Nk分别为模型上用能谱仪测得的铀、钍、钾道(窗)净计数(扣除放射性本底); ai、bi、ci(i=1，2，3)分别为能谱仪各道对铀、钍、钾的灵敏度，单位分别为计数率/1X10-6eU 、计数率/1X10-6eTh、计数率/1%K，其下标1、2、3分别对应能谱仪的铀、钍和钾道(窗)。CU、CTh、Ck为模型的铀、钍、钾含量，单位分别为1X10-6eU、 1X10-6eTh和1%K； Ai、Bi、Ci(i=1，2，3) 为能谱仪的换算系数。 校准合格的仪器由放射性勘查计量站出具“检定合格证书”。仪器校准有效期为一年。新仪器在起用之前或仪器大修之后，如更换了探测元器件(如碘化钠晶体、光电倍增管等)，调整了脉冲幅度分析器甄别闭值或仪器性能发生了显著变化，均应重新进行校准。 3.2.4 放射源的使用和管理放射源在使用过程中，应尽可能缩短接触时间，避免不必要的附加照射。放射源必须有专人负责保管，装在合适的铅罐中，避免丢失和被盗。 3.3 野外测量 3.3.1 测定放射性本底 放射性本底应在工作区内或附近用水面法测定，在水面法无法进行的条件下可用水中法。水面法 选择水深大于2m、水面半径大于 50m，水质无放射性污染且周围无高山或高大建筑物的淡水水域，将仪器探头悬于水面上测量。取1000s计数3次以上，或120 s计数30次以上，各道的平均值(计数率或含量)为该道的放射性本底。水中法 水中法测量值未包括大气放射性效应，其值为仪器自然底数。选择水深大于1.5 m ，水面直径大于2 m，水质无放射性污染的淡水水域进行。用干净的无放射性污染的塑料薄膜包封仪器探头，使其防水良好后，将探头插入水中央40 cm深处测量。测量和计算方法同水面法。 3.3.2 工作基点选择在野外驻地开阔的水泥或泥土地面上，选择地面平坦、远离高大建筑物且 γ辐射场均匀处，用红油漆做好标记(按探头大小划圈)，作为仪器稳定性检查的基准点。 3.3.3 选定计数时间为使测点的观测精度保持相同水平，应针对各测点或每个地段的钾、铀、钍元素含量的高低选定计数时间。在岩石露头或土壤测点上，用 10s的计数时间测量一次，再根据特定道(常以铀道为准)所记录的脉冲数确定达到观测精度要求所需的计数时间。计算公式如下: 式中： ——观测精度； ——特定道给定时间内所记录的脉冲数。能直读含量，仪器用计数率档确定计数时间。当采用75*75mm NaI晶体时，一般精度常用60s或180s的计数时间，高精度测量的计数时间不小于300s。 3.3.4 仪器稳定性检查参见3.2.3节 3.3.5 野外观测观测方式分为定点测量和连续测量，可根据工作任务和工作精度选择观测方式，高精度测量一般都采用定点测量。当岩性较均匀、地形和通视条件良好可采用连续测量方式，即携带仪器，让仪器探头距地面高度保持一定，沿测线方向均速行进，测量并记录量测点之间的累计结果。观测精度选择：高精度测量要求观测精度ε小于5%，一般精度的ε小于10%。测量几何条件选择尽可能保证半无限空间(2π)几何条件; 探头的最佳探测高度为探头晶体与地形最高凸起点一致，齐膝、齐腰均可。当要求较高的对地分辨率时，应尽量降低测量高度，在地形平坦处可置于地面测量。气候条件 雨天不能开展野外工作。遇下雨应立即停止观测，小雨 3-4h后方可继续，大雨需待土壤干后才能开始工作。 同一测区内观测方式、观测精度、测量几何条件（高度）均保持一致。高精度测量在各点一般取二组读数的平均值为该点的实测值，统计误差超差则读第三组数后再取平均值。观测过程中发现仪器读数显著变化应立即重复观测，以确定是仪器故障还是发现异常。关于异常点(带)的处理参见3.3.7。野外观测过程中和发现异常后，均应对仪器工作电压和稳谱状态等进行检查并记录。 3.3.6 现场记录 观测过程中应注意观察并记录有关地质情况，如矿化、蚀变、构造以及岩性、植被和土壤湿度等记录格式见表3.3.6。采 用 微机化γ能谱仪时，仍需填写野外记录本，每天工作结束，应将测量结果打印出来，贴在野外记录本上。详细填写野外记录表，尤其是仪器型号、观测精度等。 3.3.7 野外异常点（带）处理 在野外观测中发现 r能谱异常点(带)时，应做如下工作: 重复测量，以确定异常的存在; 追索异常。采用“十”字剖面法或加密测网的办法，圈定异常范围，点线距视具体情况而定; 观察地质现象，描述异常位假及赋存的地质体、岩性、构造、围岩蚀变、矿化特征等; 在异常极大值部位或异常有利部位(矿化、蚀变等)采集岩石或土壤样品，供室内研究之用; 异常点（带）应及时登记册，见表3.3.7，进行初步评价，并提出进一步处理意见; 因地制宜地布置山地工程。 3.3.8 采样在测区范围内，根据具体的工作任务，按岩性、矿化、蚀变、构造等特征采集一定数量的岩石(或土壤)样品，供室内测定钾、铀、钍元素及找矿目标元素(共生或伴生)的含量，研究钾、铀、钍与目标元素的相关关系及成矿规律。 3.3.9 质量检查及资料整理检查点布置原则检查测量工作量不得沙于总工作量的10%，且总点数不少于30; 对有矿化及有地质意义的异常点(带)100%要进行检查，一般异常点(带)做 50%的检查，并追索到背景场3-5个测点; 检查线应布置在地质上有意义或工作质量有疑间的剖面，以互检或自检方式进行。方法及要求同 一 测点同一台仪器两次测定的含量或同一测点不同仪器测定值的含量误差要求见表3.3.9。 剖面检查测量与基本测量的曲线形态应基本相似，各元素含量检查测量合格率不小于 80%。整个测区检查测量总点数的合格率不小于 80%。检查测量不符合要求者应查明原因，必要时可再次进行检查。再次检查不合格的测线资料作废，重新观测。 4. 数据处理 4.1 资料整理 4.2 资料处理 4.3 图件编制 4.4 评价意见及撰写实习报告 4.1 资料整理 在计算元素含量或编制图件之前，对野外记录本、异常登记表、仪器长期稳定性检查记录本等原始资料逐一检查核对。计算钾、铀、钍元素含量仪器读数以计数率表示时，取各测点上多次读数的平均值，然后按仪器校准给出的换算系数计算出钾、铀、钍元素含量。能直读含量的仪器可直接采用显示的含量。采用高精度测量时，应扣除放射性本底。放射性本底以计数率表示时，应在各道(窗)平均计数率中先扣除本底，然后再计算含量;放射性本底以含量表示时，在实测结果中直接扣除。阶段性成果图示仪器稳定性散点图 将仪器野外工作期间每天出工前、收工后的稳定性检查按时间顺序绘制成散点图。 实际材料图区域地质调查和普查阶段用大于或等于工作比例尺的地形(地质)图作实际材料图的底图，详查阶段可用厘米纸作底图。图上内容包括:测量路线及编号、基线、测线及编号、测点编号以及实测的钾、铀、钍元素含量、检查测量结果、异常点位置及编号、采样点位置及编号等。基本测量结果用一种颜色(黑色)表示，检查测量结果用另一种颜色(红色)表示。视图面内容多少，可将全部数据资料编制在一张图上，也可制成单元素图。当数据、图面内容较多时，可将同一地质体相同岩性相邻测点的数据取平均值表示。可用计算机绘制实际材料图。 剖面平面图将各条测线按工作比例尺绘制在有地质成果的底图上。 以能反映有意义的弱异常为原则，选择合适的纵比例尺，各测点间用折线连接，特高点用波折线连接，并标上数值。 4.2 资料处理参数统计计算平均值及标准偏差不同地质单元、不同地层、不同岩性反映的r场特征不同，应分别统计其钾、铀、钍元素含量、比值和总道计数率的背景平均值( )、标准偏差( )和变异系数(CV)等参数，计算公式如下: ……………………………..(1) ……………………………..(2) 式中： ——第i个测点上的某道的测量值； n——样本数。计 算 、 时，应采用稳健统计方法，即逐次去掉测量值小于 和测量值大于 的点，直至合格为止。样本数n不得小于30。 异常下限确定背景值和异常值是相对而言的，异常可以是正异常(高于背景平均值)或负异常(低于背景平均值)。通常异常下限按下列公式计算: 式中：T——异常下限； 、 ——背景平均值和标准偏差； ——经验系数（一般为整数），根据测区具体情况而定。 数据处理地面γ能谱测量结果受岩性及土壤湿度的影响。在野外测量中应对这些因素进行详细记录，高精度测量中应进行修正。岩性校正可采用钍归一法。常用的数据处理方法较多，可根据实际需要选用。 4.3 图件编制 4.3.1 基础图件编制剖面平面图作图比例尺一般应与工作比例尺相同。参数曲线的高度不宜超过两条测线距离，对超过部分可采用波折线并加注数值的方法表示。对有意义的异常地段，可缩小或放大参数比例尺专门绘制，对其范围在图框中加框标明。平面等值线图平面等值线图的异常下限参见4.2节求出，等值线间距视图面大小及异常幅值等情况而定，一般是等间距的。若各地质单元的背景平均值差异很大时，用公式 将数据转化，然后编制等值线图。平面等值线图一般用彩色图，其着色要求符合DZ/T0 069-1993 。 4.3.2 成果图件针对不同的工作任务，综合分析地面r能谱测量数据及其他物化探成果，结合地质资料反复推断解释，编制综合成果图。因工作对象和任务不同、研究程度不同，成果图无一固定模式，按项目任务要求而定。一般完成以下几类: 地质γ能谱剖面图附地质剖面图；水平比例尺与工作比例尺相同，垂直比例尺视参数大小而定，标明剖面方向; 标注岩石、土壤采样点位置及编号、元素含量等。多参数综合解释成果图根据地质一地球物理一地球化学模式，选择合适的数据处理方法，对原始数据进行滤波、转换、计算，形成新的平面或立体图; 根据项目具体任务选择合适的成果表示方式，编制相应的综合解释图。有条件时，可用地面放射性测量工作站对测量结果进行人机交互解释，绘制各种图件和图像，其中包括曲面图、色块图、切割剖面图像、彩色相关图像和彩色合成图像。按项目要求提交的其他成果图件。 4.4 评价意见及撰写实习报告 前言工作目的与任务；工作区位置及范围；交通、自然及经济地理；主要成果。地质、地球物理及地球化学特征地质概况；地球物理特征；地球化学景观及地球化学特征；前人研究成果、尤其是放射性测量成果。方法有效性及适用性分析 工作方法测网的设计与实施；野外观测方法及放射性本底测定方法；数理统计与数据处理方法技术。质量评述测网定位精度；仪器校准及准确度；仪器短期、长期稳定性检查结果；野外观测精度及误差统计结果；异常点（带）检查结果及其评价处理意见。 工作成果地质填图成果; 异常解释推断及成矿远景预测; 影 响 因素研究；其他。结论与评价对已解决问题作出地质结论，对未解决的地质问题说明原因。提出下一步应作的工作，说明其意义，拟用方法技术，应注意问题等。
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