2024年6月13日发(作者：乘壤)
第
18
卷第
1
2
2
期
2005
年
5
月
同 位 素
JournalofIsotopes
Vol.18
No.1
2
2
May2005
232
广东珠海地表介质中
238
U
、
Th
和
40
K
的活度水平
王南萍
,
肖 磊
,
刘少敏
,
黄 英
,
裴少英
,
高宝龙
,
程业勋
(
中国地质大学
(
北京
)
地球物理与信息技术学院
地下信息探测技术与仪器教育部重点实验室
,
北京
100083
)
摘要
:
采用就地伽马能谱测量方法对珠海市进行了以评价环境电离辐射水平为目的测量
,
实测面积
100
238
km
2
,970
个测点。采用
NaI
(
Tl
)
闪烁伽马谱仪实测珠海风化花岗岩中
40
K
、
U
和
232
Th
的比活度分别为
654
1
2
±
338
1
0,85.7
±
31.6
和
159.8
±
49.0Bq
・
kg
-1
;
第四纪沉积物中则分别为
:632
1
3
±
75
1
1,35.2
±
14.6
238
和
70.2
±
18.6Bq
・
kg
-1
。研究结果表明
,
地表介质中
40
K
、
U
和
232
Th
主要来源于晚侏罗纪黑云母二长花
岗岩
,
其比活度与地质背景密切相关。
关键词
:
珠海
;
伽马能谱
;
238
U;
232
Th;
40
K;
就地测量
;
比活度
中图分类号
:TL751
文献标识码
:A
文章编号
:1000
2
7512
(
2005
)
01
2
02
2
0073
2
06
232
U
、
Thand
40
KRadioactivityLevelofSoil
andConcreteFloorinZhuhai,GuangdongProvince,China
238
WANGNan
2
ping,XIAOLei,LIUShao
2
min,HUANGYing,
PEIShao
2
ying,GAOBao
2
long,CHENGYe
2
xun
(
Geo
2
detectionLaboratory,MinistryofEducation,SchoolofGeophysicsand
InformationTechnology,ChinaUniversityofGeosciences
(
Beijing
)
,Beijing
100083
,China
)
Abstract:In
2
situgamma
2
rayspectrometersurveyiscarriedoutinZhuhai,Guangdongprov
2
incefrom2002to2003inordertoestimatetheradiationlevelofnaturalradionuclides.
Measuredareaismorethan100km
2
and970siteswithNaI
(
Tl
)(
φ
75mm
×
75mm
)
gam
2
40238232
ma
2
cificactivityofK
、
UandThare654
1
2
±
338
1
0,85.7
±
31.6,and159.8
±
49.0Bq
・
kg
-1
inweatheredgranite,and632
1
3
±
75
1
1,35.2
±
14.6and
-1238
70.2
±
18.6Bq
・
kginthesediments,eGraniteisthesourceof
40
K
、
Uand
232
cificactivityofnaturalradionu
2
lideshavesignificantdependencerelationwithgeologicalbackground,suchaslithology.
Keywords:Zhuhai;gamma
2
rayspectrometry;
238
U;
232
Th;
40
K;in
2
situmeasurement;spe
2
cificactivity
就地伽马能谱测量采用多道伽马能谱仪通
过测量岩石或土壤中放射性核素的特征伽马射
线谱
,
可以测定地表土壤或岩石中放射性核素的
比活度
,
是环境电离辐射水平及放射性污染调查
中快速、有效的方法。该方法早期用于石油、铀
矿等矿产资源勘查
,
现广泛用于电离辐射环境监
测。早在
20
世纪
70
年代
,
就开始研究应用就地
(
地面
)
伽马能谱测量的方法
,
通过实测土壤中放
收稿日期
:2004
2
12
2
30;
修回日期
:2005
2
04
2
11
基金项目
:
国家自然科学基金资助项目
(
40274023
)
;
中国地质调查局资助项目
(
2
)
作者简介
:
王南萍
(
1957
～
)
,
女
(
汉族
)
,
副教授
(
博士
)
,
主要从事核地球物理学教学与科研工作
74
同 位 素 第
18
卷
射性核素比活度估算距离地面
1m
高处空气伽
马吸收剂量率
[1]
。经过近
30
年的研究
,
伽马能
谱方法在环境学中的应用已趋成熟
,
国际原子能
机构
(
IAEA
)
和国际辐射单位与测量委员会
(
IC
2
RU
)
等已颁发出版物推荐应用伽马能谱测量方
法估算地表空气伽马吸收剂量率
[2,3]
。
美国、瑞典、前苏联等国已采用航空及地面
伽马能谱测量资料
,
编制了全国地表伽马空气吸
收剂量率图。
2001
年
,
中国核工业航测遥感中
心应用航空伽马能谱测量数据估算了甘肃省部
分地区的地表吸收剂量率
[4]
,
罗达玲等
[5]
尝试用
野外
γ
谱法进行了广东高本底地区土壤伽马照
射量率测量
,
测点数仅
32
个。国内在此方面的
研究尚未大规模开展。虽然我国国家环保总局
和卫生部于
20
世纪
80
年代先后开展过全国土
壤中天然放射性核素的调查
,
但采样点非常有
限。环保局于
1983
～
1990
年的调查中
,
全国采
集土壤样品
13866
份
,
分析样品
11216
份
,
采样
网格为
25km
×
25km,
西藏、青海和新疆等部
[7]
分边远地区为
50km
×
50km
。国家环保局的
调查结果表明
,
广东珠海的天然放射性核素活度
较高
,
但不清楚其分布情况。珠海是我国室内外
伽马吸收剂量率较高的地区之一
,
其室内外吸收
剂量率之比达
1.43
[9]
;
珠海室内氡浓度水平也
是国内最高的地区之一
,
室内平衡当量氡浓度平
均值达
52.9Bq
・
m
-3[10]
。因此
,
用就地伽马能
谱测量获得大量的数据能更详细地了解并掌握
放射性核素的分布规律
,
对研究和分析珠海的高
本底成因有重要意义。本次珠海环境调查中采
样网格为
2km
×
0.125km
。
地表土壤或路面水泥介质中天然放射性核
素比活度不仅可用于环境空气伽马吸收剂量率
的估算
,
还是核电站附近重要的基础数据。广东
珠海的东边有大亚湾核电站
,
西边有阳江核电
站
,
珠海市本身坐落在晚侏罗纪黑云母二长花岗
岩及其风化堆积物上
,
是一个放射性水平高本底
地区。查清该地区土壤或岩石中放射性核素的
比活度
,
用就地伽马能谱测量资料研究人类活动
导致珠海电离辐射环境水平的变化及其评价具
有重要意义。
1
1
2
仪器刻度
伽马能谱仪在完成能量刻度、短期及长期稳
定性检查后
,
在核工业放射性勘查计量站
(
河北
石家庄一级站
)
用体源模型刻度。
体源模型由
5
个园柱形模型组成
,
分别为铀
(
YU1
)
、钍
(
YTh1
)
、钾
(
YK2
)
、本底模型
(
YB2
)
和铀、钍、钾混合模型
(
YM1
)
,
每个模型由已知
活度的矿粉与基质均匀混合而成
,
用水泥固化
,
侧壁用薄铁板围成
,
表面用环氧树脂密封。模型
直径为
220cm,
厚度为
50cm
。
刻度时将仪器探头分别置于每个模型表面
中心
,
根据模型中放射性核素比活度水平选择合
适的测量时间
,
在铀、钍、钾和本底模型上分别进
214208
行数据采集。计算
40
K
、
Bi
、
Tl
的
1.46
、
1.76
和
2.62MeV
的特征伽马射线能量范围内的全
能峰计数率
,
用逆矩阵解谱方法
,
可以求得换算
238232
系数及
40
K
、
U
、
Th
比活度计算公式
:
I
1
I
2
I
3
b
11
b
12
b
13
A
K
A
U
A
Th
=
b
21
b
22
b
23
b
31
b
32
b
33
(
1
)
(
1
)
式中
,
I
1
、
I
2
、
I
3
为分别为
FD
2
3022
钾窗、
铀窗和钍窗的净计数率
,
A
K
、
A
U
、
A
Th
分别为钾、
铀、钍模型中的钾、铀、钍比活度
,
b
ij
为系数矩阵
,
该系列矩阵用
B
表示
,
则
(
1
)
式可以简化为
(
2
)
式
:
(
2
)
I
=
BA
在模型上求出矩阵
B
后再求逆矩阵
,
就得
到了换算系数
,
则可用
(
3
)
式求待测点每个放射
性核素的比活度。
(
3
)
A
=
I/B
1
1
3
野外测量方法
模型
(
体源
)
刻度时采用半无限测量几何条
件
,
将仪器直接放在模型表面
,
野外测量时采用
相同的测量条件
,
将
FD
2
3022
谱仪置于地面进
行测量。每个测点用全球卫星定位系统
(
GPS
)
定位后定点测量。要求地表
2m
2
内平整、地表
介质均匀、周围没有高大建筑物。具体工作方法
按《地面伽马能谱测量技术规程》进行
[6]
。
23240
2
珠海地表介质中
238
U
、
Th
、
K
活度
1
材料与方法
1
1
1
仪器设备
FD
2
3022
微机四道伽马能谱仪由上海电子
仪器厂生产
;NaI
(
Tl
)
晶体闪烁探测器为
φ
75
mm
×
75mm,
能量分辩率为
7.8%
(
对
137
Cs
的
662keV
伽马射线
)
,
具有实时自动稳谱功能。
水平
2
1
1
概况
珠江三角洲是晚第四纪以来形成的一个亚
热带河潮混控多源复合的湾内充填三角洲。地
232
第
1
2
2
期 王南萍等
:
广东珠海地表介质中
238
U
、
Th
和
40
K
的活度水平
75
貌特征是残丘2侵饰台地2冲积平原。残丘从几
十米到几百米。
珠海测区侵入岩主要形成于燕山中、晚期
,
岩性为黑云母花岗岩、二长花岗岩和花岗闪长
岩。地表沉积物类型主要有粗砂、中细砂、细砂
或粉砂质砂
,
以及粉砂质粘土2粘土。珠海整个
城市坐落于花岗岩岩体及其风化堆积产物之上。
本工作研究区位于珠海西区
,
基线方位北
东
,
测区北部为风化花岗岩残丘
,
大面积出露岩
性为晚侏罗世黑云母二长花岗岩
,
局部为中侏罗
世黑云母花岗岩
;
测区南部为第四纪海相河流相
沉积物
,
主要为花岗岩风化产物堆积物和粉砂质
粘土。
238232
2
1
2
地表介质中
40
K
、
U
、
Th
活度水平
珠海西区
(
斗门测区
)
362
个地面伽马能谱
测点实测结果按地表介质的岩性
(
第四纪沉积物
或风化花岗岩堆积物
)
分别统计
;
而珠海市区
(
608
个测点
)
大部分测点位于道路两旁花坛的
风化花岗岩堆积物上
,
少部分测点直接将仪器放
在水泥路面上测量
,
故珠海市区实测结果没有分
238232
类。两个测区的
40
K
、
U
、
Th
比活度分别列
238
于表
1
、表
2
和表
3,
珠海斗门测区
40
K
、
U
、
232
Th
的比活度平面等值线分别示于图
1
、图
2
和
图
3
。
(
1
)
表
1
表明
:
野外实测各种介质中
40
K
的
平均比活度基本一致
,
但风化花岗岩中
40
K
的比
活度离散程度更大。新鲜风化花岗岩中
40
K
比
活度较高
,
而第四纪海相河流相沉积物中
40
K
比
活度较低。图
1
中条带状
40
K
比活度高值带则
对应晚侏罗世黑云母二长花岗岩风化残丘
,
零星
点状高值区则对应地表有较大面积的风化花岗
岩堆积物
,
低值区对应第四纪沉积物出露地区。
(
2
)
由表
2
可以看出
:
在地表不同介质中
238
U
比活度有较明显的差异。第四纪沉积物
(
粘
土
)
中
238
U
比活度最低
,
风化花岗岩中较高。珠
海市区道路基本以当地花岗岩石块为路基
,
铺路
水泥的骨料也是花岗岩碎石。因此
,
珠海市区地
表介质中
238
U
比活度最高。图
2
中
238
U
比活度
高值区分布范围与
40
K
比活度分布规律基本一
致。
(
3
)
由表
3
可见
,
珠海地区
232
Th
分布有很
强的规律性。在风化花岗岩出露地段
,
232
Th
比
活度普遍高于
120Bq
・
kg
-1
;
而在沉积岩区
,
232
Th
比活度为
40
～
80Bq
・
kg
-1
;
斗门测区风化
花岗岩和珠海市区地表介质中
232
Th
比活度非常
238
接近。由图
3
可知
,
232
Th
与
40
K
、
U
分布规律
一致
,
在岩体上方出现
232
Th
高值带。
表
1
珠海地表介质中
40
K
水平
测区
斗门
类型
粘土
风化花岗岩
珠海
样本数
187
175
608
Bq
・
kg
-1
标准差
75.1
453.9
338.0
平均值
632.3
832.6
654.2
范 围
444.5
～
857.6
128.3
～
1987.6
78.3
～
2003.2
表
2
珠海地表介质中
238
U
水平
测区
斗门
类型
粘土
风化花岗岩
珠海
样本数
187
175
608
Bq
・
kg
-1
标准差
14.6
41.6
31.6
平均值
35.2
87.3
85.7
范 围
8.5
～
93.6
20.0
～
317.2
20.3
～
182.5
表
3
珠海地表介质中
232
Th
水平
测区
斗门
珠海
类型
粘土
风化花岗岩
样本数
187
175
608
Bq
・
kg
-1
标准差
18.6
40.6
49.0
平均值
70.2
179.3
159.8
范 围
40.8
～
177.5
64.8
～
311.2
52.1
～
312.2
76
同 位 素 第
18
卷
图
1
珠海斗门
40
K
比活度平面等值线图
(FD
2
3022)
图
2
珠海斗门区
238
U
比活度平面等值线图
(FD
2
3022)
232
第
1
2
2
期 王南萍等
:
广东珠海地表介质中
238
U
、
Th
和
40
K
的活度水平
77
图
3
珠海斗门区
232
Th
比活度平面等值线图
3
与室内分析结果对比
为评价就地伽马能谱测量结果的可靠性
,
在
质量保证的基础上
,
采集了相当数量的土壤或岩
石样品
,
在室内用高纯锗伽马能谱仪
(
对
60
Co
的
1332keV
伽马射线能量分辨率
1.67keV
)
进行
定量分析。样品研磨至
200
目
,
经过高温烘烤至
恒重
,
将粉末样品装盒密封
,30
天后测量。
样品室内伽马谱定量分析结果与现场伽马
能谱实测结果对比列于表
4
。由表
4
可知在满
足半无限测量的几何条件下
,
现场测量
40
K
比活
度与室内定量分析结果有一定偏差。其主要原
因是
40
K
比活度离散程度大
,
而室内采集的土壤
样本数不够大
;
在土壤湿度较大的情况下
,
现场
232
实测
238
U
、
Th
活度浓度低于室内分析结果
,
如
斗门测区第四纪沉积物地段
;
在城市进行现场测
量时
,
由于高大建筑物对射线的反射作用
,
对
238
U
比活度定量计算影响较大
,
如珠海市区现场
实测
238
U
比活度高于室内定量分析结果。
表
4
珠海地区室内谱分析与现场测量比活度对比
测区
斗门
土壤类型
第四纪沉积物
风化花岗岩
新鲜花岗岩
珠海风化花岗岩
方法
室内分析
FD
2
3022
样本数
12
40
15
36
5
7
234
2024年6月13日发(作者：乘壤)
第
18
卷第
1
2
2
期
2005
年
5
月
同 位 素
JournalofIsotopes
Vol.18
No.1
2
2
May2005
232
广东珠海地表介质中
238
U
、
Th
和
40
K
的活度水平
王南萍
,
肖 磊
,
刘少敏
,
黄 英
,
裴少英
,
高宝龙
,
程业勋
(
中国地质大学
(
北京
)
地球物理与信息技术学院
地下信息探测技术与仪器教育部重点实验室
,
北京
100083
)
摘要
:
采用就地伽马能谱测量方法对珠海市进行了以评价环境电离辐射水平为目的测量
,
实测面积
100
238
km
2
,970
个测点。采用
NaI
(
Tl
)
闪烁伽马谱仪实测珠海风化花岗岩中
40
K
、
U
和
232
Th
的比活度分别为
654
1
2
±
338
1
0,85.7
±
31.6
和
159.8
±
49.0Bq
・
kg
-1
;
第四纪沉积物中则分别为
:632
1
3
±
75
1
1,35.2
±
14.6
238
和
70.2
±
18.6Bq
・
kg
-1
。研究结果表明
,
地表介质中
40
K
、
U
和
232
Th
主要来源于晚侏罗纪黑云母二长花
岗岩
,
其比活度与地质背景密切相关。
关键词
:
珠海
;
伽马能谱
;
238
U;
232
Th;
40
K;
就地测量
;
比活度
中图分类号
:TL751
文献标识码
:A
文章编号
:1000
2
7512
(
2005
)
01
2
02
2
0073
2
06
232
U
、
Thand
40
KRadioactivityLevelofSoil
andConcreteFloorinZhuhai,GuangdongProvince,China
238
WANGNan
2
ping,XIAOLei,LIUShao
2
min,HUANGYing,
PEIShao
2
ying,GAOBao
2
long,CHENGYe
2
xun
(
Geo
2
detectionLaboratory,MinistryofEducation,SchoolofGeophysicsand
InformationTechnology,ChinaUniversityofGeosciences
(
Beijing
)
,Beijing
100083
,China
)
Abstract:In
2
situgamma
2
rayspectrometersurveyiscarriedoutinZhuhai,Guangdongprov
2
incefrom2002to2003inordertoestimatetheradiationlevelofnaturalradionuclides.
Measuredareaismorethan100km
2
and970siteswithNaI
(
Tl
)(
φ
75mm
×
75mm
)
gam
2
40238232
ma
2
cificactivityofK
、
UandThare654
1
2
±
338
1
0,85.7
±
31.6,and159.8
±
49.0Bq
・
kg
-1
inweatheredgranite,and632
1
3
±
75
1
1,35.2
±
14.6and
-1238
70.2
±
18.6Bq
・
kginthesediments,eGraniteisthesourceof
40
K
、
Uand
232
cificactivityofnaturalradionu
2
lideshavesignificantdependencerelationwithgeologicalbackground,suchaslithology.
Keywords:Zhuhai;gamma
2
rayspectrometry;
238
U;
232
Th;
40
K;in
2
situmeasurement;spe
2
cificactivity
就地伽马能谱测量采用多道伽马能谱仪通
过测量岩石或土壤中放射性核素的特征伽马射
线谱
,
可以测定地表土壤或岩石中放射性核素的
比活度
,
是环境电离辐射水平及放射性污染调查
中快速、有效的方法。该方法早期用于石油、铀
矿等矿产资源勘查
,
现广泛用于电离辐射环境监
测。早在
20
世纪
70
年代
,
就开始研究应用就地
(
地面
)
伽马能谱测量的方法
,
通过实测土壤中放
收稿日期
:2004
2
12
2
30;
修回日期
:2005
2
04
2
11
基金项目
:
国家自然科学基金资助项目
(
40274023
)
;
中国地质调查局资助项目
(
2
)
作者简介
:
王南萍
(
1957
～
)
,
女
(
汉族
)
,
副教授
(
博士
)
,
主要从事核地球物理学教学与科研工作
74
同 位 素 第
18
卷
射性核素比活度估算距离地面
1m
高处空气伽
马吸收剂量率
[1]
。经过近
30
年的研究
,
伽马能
谱方法在环境学中的应用已趋成熟
,
国际原子能
机构
(
IAEA
)
和国际辐射单位与测量委员会
(
IC
2
RU
)
等已颁发出版物推荐应用伽马能谱测量方
法估算地表空气伽马吸收剂量率
[2,3]
。
美国、瑞典、前苏联等国已采用航空及地面
伽马能谱测量资料
,
编制了全国地表伽马空气吸
收剂量率图。
2001
年
,
中国核工业航测遥感中
心应用航空伽马能谱测量数据估算了甘肃省部
分地区的地表吸收剂量率
[4]
,
罗达玲等
[5]
尝试用
野外
γ
谱法进行了广东高本底地区土壤伽马照
射量率测量
,
测点数仅
32
个。国内在此方面的
研究尚未大规模开展。虽然我国国家环保总局
和卫生部于
20
世纪
80
年代先后开展过全国土
壤中天然放射性核素的调查
,
但采样点非常有
限。环保局于
1983
～
1990
年的调查中
,
全国采
集土壤样品
13866
份
,
分析样品
11216
份
,
采样
网格为
25km
×
25km,
西藏、青海和新疆等部
[7]
分边远地区为
50km
×
50km
。国家环保局的
调查结果表明
,
广东珠海的天然放射性核素活度
较高
,
但不清楚其分布情况。珠海是我国室内外
伽马吸收剂量率较高的地区之一
,
其室内外吸收
剂量率之比达
1.43
[9]
;
珠海室内氡浓度水平也
是国内最高的地区之一
,
室内平衡当量氡浓度平
均值达
52.9Bq
・
m
-3[10]
。因此
,
用就地伽马能
谱测量获得大量的数据能更详细地了解并掌握
放射性核素的分布规律
,
对研究和分析珠海的高
本底成因有重要意义。本次珠海环境调查中采
样网格为
2km
×
0.125km
。
地表土壤或路面水泥介质中天然放射性核
素比活度不仅可用于环境空气伽马吸收剂量率
的估算
,
还是核电站附近重要的基础数据。广东
珠海的东边有大亚湾核电站
,
西边有阳江核电
站
,
珠海市本身坐落在晚侏罗纪黑云母二长花岗
岩及其风化堆积物上
,
是一个放射性水平高本底
地区。查清该地区土壤或岩石中放射性核素的
比活度
,
用就地伽马能谱测量资料研究人类活动
导致珠海电离辐射环境水平的变化及其评价具
有重要意义。
1
1
2
仪器刻度
伽马能谱仪在完成能量刻度、短期及长期稳
定性检查后
,
在核工业放射性勘查计量站
(
河北
石家庄一级站
)
用体源模型刻度。
体源模型由
5
个园柱形模型组成
,
分别为铀
(
YU1
)
、钍
(
YTh1
)
、钾
(
YK2
)
、本底模型
(
YB2
)
和铀、钍、钾混合模型
(
YM1
)
,
每个模型由已知
活度的矿粉与基质均匀混合而成
,
用水泥固化
,
侧壁用薄铁板围成
,
表面用环氧树脂密封。模型
直径为
220cm,
厚度为
50cm
。
刻度时将仪器探头分别置于每个模型表面
中心
,
根据模型中放射性核素比活度水平选择合
适的测量时间
,
在铀、钍、钾和本底模型上分别进
214208
行数据采集。计算
40
K
、
Bi
、
Tl
的
1.46
、
1.76
和
2.62MeV
的特征伽马射线能量范围内的全
能峰计数率
,
用逆矩阵解谱方法
,
可以求得换算
238232
系数及
40
K
、
U
、
Th
比活度计算公式
:
I
1
I
2
I
3
b
11
b
12
b
13
A
K
A
U
A
Th
=
b
21
b
22
b
23
b
31
b
32
b
33
(
1
)
(
1
)
式中
,
I
1
、
I
2
、
I
3
为分别为
FD
2
3022
钾窗、
铀窗和钍窗的净计数率
,
A
K
、
A
U
、
A
Th
分别为钾、
铀、钍模型中的钾、铀、钍比活度
,
b
ij
为系数矩阵
,
该系列矩阵用
B
表示
,
则
(
1
)
式可以简化为
(
2
)
式
:
(
2
)
I
=
BA
在模型上求出矩阵
B
后再求逆矩阵
,
就得
到了换算系数
,
则可用
(
3
)
式求待测点每个放射
性核素的比活度。
(
3
)
A
=
I/B
1
1
3
野外测量方法
模型
(
体源
)
刻度时采用半无限测量几何条
件
,
将仪器直接放在模型表面
,
野外测量时采用
相同的测量条件
,
将
FD
2
3022
谱仪置于地面进
行测量。每个测点用全球卫星定位系统
(
GPS
)
定位后定点测量。要求地表
2m
2
内平整、地表
介质均匀、周围没有高大建筑物。具体工作方法
按《地面伽马能谱测量技术规程》进行
[6]
。
23240
2
珠海地表介质中
238
U
、
Th
、
K
活度
1
材料与方法
1
1
1
仪器设备
FD
2
3022
微机四道伽马能谱仪由上海电子
仪器厂生产
;NaI
(
Tl
)
晶体闪烁探测器为
φ
75
mm
×
75mm,
能量分辩率为
7.8%
(
对
137
Cs
的
662keV
伽马射线
)
,
具有实时自动稳谱功能。
水平
2
1
1
概况
珠江三角洲是晚第四纪以来形成的一个亚
热带河潮混控多源复合的湾内充填三角洲。地
232
第
1
2
2
期 王南萍等
:
广东珠海地表介质中
238
U
、
Th
和
40
K
的活度水平
75
貌特征是残丘2侵饰台地2冲积平原。残丘从几
十米到几百米。
珠海测区侵入岩主要形成于燕山中、晚期
,
岩性为黑云母花岗岩、二长花岗岩和花岗闪长
岩。地表沉积物类型主要有粗砂、中细砂、细砂
或粉砂质砂
,
以及粉砂质粘土2粘土。珠海整个
城市坐落于花岗岩岩体及其风化堆积产物之上。
本工作研究区位于珠海西区
,
基线方位北
东
,
测区北部为风化花岗岩残丘
,
大面积出露岩
性为晚侏罗世黑云母二长花岗岩
,
局部为中侏罗
世黑云母花岗岩
;
测区南部为第四纪海相河流相
沉积物
,
主要为花岗岩风化产物堆积物和粉砂质
粘土。
238232
2
1
2
地表介质中
40
K
、
U
、
Th
活度水平
珠海西区
(
斗门测区
)
362
个地面伽马能谱
测点实测结果按地表介质的岩性
(
第四纪沉积物
或风化花岗岩堆积物
)
分别统计
;
而珠海市区
(
608
个测点
)
大部分测点位于道路两旁花坛的
风化花岗岩堆积物上
,
少部分测点直接将仪器放
在水泥路面上测量
,
故珠海市区实测结果没有分
238232
类。两个测区的
40
K
、
U
、
Th
比活度分别列
238
于表
1
、表
2
和表
3,
珠海斗门测区
40
K
、
U
、
232
Th
的比活度平面等值线分别示于图
1
、图
2
和
图
3
。
(
1
)
表
1
表明
:
野外实测各种介质中
40
K
的
平均比活度基本一致
,
但风化花岗岩中
40
K
的比
活度离散程度更大。新鲜风化花岗岩中
40
K
比
活度较高
,
而第四纪海相河流相沉积物中
40
K
比
活度较低。图
1
中条带状
40
K
比活度高值带则
对应晚侏罗世黑云母二长花岗岩风化残丘
,
零星
点状高值区则对应地表有较大面积的风化花岗
岩堆积物
,
低值区对应第四纪沉积物出露地区。
(
2
)
由表
2
可以看出
:
在地表不同介质中
238
U
比活度有较明显的差异。第四纪沉积物
(
粘
土
)
中
238
U
比活度最低
,
风化花岗岩中较高。珠
海市区道路基本以当地花岗岩石块为路基
,
铺路
水泥的骨料也是花岗岩碎石。因此
,
珠海市区地
表介质中
238
U
比活度最高。图
2
中
238
U
比活度
高值区分布范围与
40
K
比活度分布规律基本一
致。
(
3
)
由表
3
可见
,
珠海地区
232
Th
分布有很
强的规律性。在风化花岗岩出露地段
,
232
Th
比
活度普遍高于
120Bq
・
kg
-1
;
而在沉积岩区
,
232
Th
比活度为
40
～
80Bq
・
kg
-1
;
斗门测区风化
花岗岩和珠海市区地表介质中
232
Th
比活度非常
238
接近。由图
3
可知
,
232
Th
与
40
K
、
U
分布规律
一致
,
在岩体上方出现
232
Th
高值带。
表
1
珠海地表介质中
40
K
水平
测区
斗门
类型
粘土
风化花岗岩
珠海
样本数
187
175
608
Bq
・
kg
-1
标准差
75.1
453.9
338.0
平均值
632.3
832.6
654.2
范 围
444.5
～
857.6
128.3
～
1987.6
78.3
～
2003.2
表
2
珠海地表介质中
238
U
水平
测区
斗门
类型
粘土
风化花岗岩
珠海
样本数
187
175
608
Bq
・
kg
-1
标准差
14.6
41.6
31.6
平均值
35.2
87.3
85.7
范 围
8.5
～
93.6
20.0
～
317.2
20.3
～
182.5
表
3
珠海地表介质中
232
Th
水平
测区
斗门
珠海
类型
粘土
风化花岗岩
样本数
187
175
608
Bq
・
kg
-1
标准差
18.6
40.6
49.0
平均值
70.2
179.3
159.8
范 围
40.8
～
177.5
64.8
～
311.2
52.1
～
312.2
76
同 位 素 第
18
卷
图
1
珠海斗门
40
K
比活度平面等值线图
(FD
2
3022)
图
2
珠海斗门区
238
U
比活度平面等值线图
(FD
2
3022)
232
第
1
2
2
期 王南萍等
:
广东珠海地表介质中
238
U
、
Th
和
40
K
的活度水平
77
图
3
珠海斗门区
232
Th
比活度平面等值线图
3
与室内分析结果对比
为评价就地伽马能谱测量结果的可靠性
,
在
质量保证的基础上
,
采集了相当数量的土壤或岩
石样品
,
在室内用高纯锗伽马能谱仪
(
对
60
Co
的
1332keV
伽马射线能量分辨率
1.67keV
)
进行
定量分析。样品研磨至
200
目
,
经过高温烘烤至
恒重
,
将粉末样品装盒密封
,30
天后测量。
样品室内伽马谱定量分析结果与现场伽马
能谱实测结果对比列于表
4
。由表
4
可知在满
足半无限测量的几何条件下
,
现场测量
40
K
比活
度与室内定量分析结果有一定偏差。其主要原
因是
40
K
比活度离散程度大
,
而室内采集的土壤
样本数不够大
;
在土壤湿度较大的情况下
,
现场
232
实测
238
U
、
Th
活度浓度低于室内分析结果
,
如
斗门测区第四纪沉积物地段
;
在城市进行现场测
量时
,
由于高大建筑物对射线的反射作用
,
对
238
U
比活度定量计算影响较大
,
如珠海市区现场
实测
238
U
比活度高于室内定量分析结果。
表
4
珠海地区室内谱分析与现场测量比活度对比
测区
斗门
土壤类型
第四纪沉积物
风化花岗岩
新鲜花岗岩
珠海风化花岗岩
方法
室内分析
FD
2
3022
样本数
12
40
15
36
5
7
234