天然放射性水中的氡水
实验室k / 2019-08-14
地下水中氡浓度变化幅度很大，从几爱曼到数万爱曼。一般当水中氡浓度大于异常下限或30爱曼，而铀和镭的含量低于异常下限时，称为放射性氡水。氡水在地壳中分布广泛，其浓度往往大大超过溶于水中的平衡镭的含量。氡水的形成，是含放射性元素的岩石的射气作用及氡向流动的地下水中扩散的结果。它总是在水交替强烈和开启构造发育的氧化带中形成。
在铀矿的水化普查中，按成因特点可以把氧分为四组：酸性火成岩风化壳氡水；构造裂隙氡水；射气聚集体氡水；铀矿床氧化带及含矿构造带氡水。
(1)风化壳氡水 其分布最广，研究得也比较多。在普查找矿中经常见到，其铀含量一般为n×10(-7次方)ーn×10(-6次方)克/升，镭为n×10(-13次方)ーn×10(-12次方)克/升，氡浓度一般小于400爱曼，它主要分布在酸性岩浆岩风化壳中，属裂隙潜水。其循环深度取决于裂隙的发育深度，一般只是30-50米，有时可达100-150米。
该类风化壳潜水的化学成分，主要取决于硅酸盐的分解作用。其矿化度较低，一般低于1.0克/升，属于重碳酸钙镁或重碳酸钙钠型水，具有中性到弱碱性反应，pH值为7左右。
风化壳氡水形成的主要物理作用是射气作用：水中氡浓度取决于岩石中放射性元素的绝对含量及岩石的射气系数，与岩石的结构和破坏程度有明显关系。水沿着彼此隔离的小裂隙循环时，在数米的长度上都可能相差几个到几十爱曼。由于伟晶岩有很大的裂隙性和孔隙性，是个别水股的良好聚集体，因此氡水的地表泉水露头常常与伟晶岩脉有关。
风化壳氡水中的氡浓度受气温和降雨影响也较明显。在降雨季节和融雪季节，氡浓度增高。但降雨时间长久了，氡浓度就开始降低。
(2)构造裂腺氡水 多属深构造裂隙脉状承压水，往往以泉的形式出露在构造带上的蚀变碎裂岩分布区。它靠大气降水补给，但因沿裂隙深循环，水温高并具有特殊的化学及气体成分，补给区常远离泄水区，泉水动态较稳定。
深构造裂隙都是充气的，主要是氮和二氧化碳。气体成分的形成与热扩散有关，即较轻的气体(氮)与高温水有关，而较重的气体(二氧化碳)与低温水有关。所以构造裂隙氡水又可分为碳酸泉氡水和氮温泉氡水。
碳酸泉氡水，是含二氧化碳的裂隙氡水，形成于稍浅的裂隙中，水温不高。按化学成分，主要是重碳酸钙型，矿化度为0.2-0.5克/升。水中二氧化碳的含量高，可达3.6克/升。其动态受大气降水及气温影响。
碳酸泉氡水是在氧化带和氧化-还原过渡带形成的，因此水中铀镭含量相对高些。因为水中含有二氧化碳，所以其对围岩裂隙有侵蚀性。这种氡水多呈带状或片状出现。
氮温泉氡水，这是含氮的氡温水，是深构造裂隙承压水。循环深、温度高，一般为20-60℃或更高。往往分布于不同岩体的接融带，特别是新华夏体系的构造中。这类水的化学成分为硫酸氯化钠及氯化物硫酸钠水，矿化度不高，小于1.0克/升，常常为0.2-0.4克/升水中气体成分除氮外，还有二氧化碳、氧及少量的氩、氖、氙等惰性气体。
这类氡水中，氡浓度比风化壳氡水稍低，只在个别情况下可达200-300爱曼。由于处于还原条件下，水中铀含量很低，但当温度高和有二氧化硅存在时，水中镭含量偏高。
单一的构造裂隙氡水的形成与矿化及矿床一般无联系。
(3)射气聚集体氡水 该类氡水的形成与镭的次生富集有关。含镭的水，特别是其中二氧化碳增高的水，由于水的脱碳酸作用和吸附沉淀作用，在岩石的裂隙孔隙中形成镭的次生富集。尤其是在糜棱岩化及粘土质充填的裂隙或构造带中，在碳酸盐沉淀(石灰华)及铁锰沉积中，这种镭的次生富集作用较为发育。在导水裂隙壁上聚集的镭就成了射气源，使水强烈富集氡而成为射气“聚集体”。
按循环的性质，射气聚集体水，可以是潜水，也可以是承压水，水中的氡浓度最高可以达到3000爱曼，而铀和镭的含量则不高，含量一般为n×10(-6次方)克/升，镭含量为n×10(-12次方)克/升。石灰华沉积中的碳酸氡水就是例子。石灰华沉积富集镭比一般碳酸盐岩石中高百倍或千倍，具有很大的射气能力，使缓慢地沿其循环的水强烈富集氡。
(4)铀矿床氧化带及含矿构造带氡水 在湿热气候区，铀矿床氧化带能充分发育，浅部矿体被较彻底淋蚀，矿石显著偏镭，从而使自其中流出的水大量富集氡而不富集铀，其氡浓度达几百—11000爱曼，而轴含量仅为n×10(-7次方)ーn×10(-6次方)克/升，镭含量为n×10(-13次方)ーn×10(-12次方)克/升，此外，在这类地区，氡水也常形成于穿过矿床的构造破碎带中。
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