04 Сен 13 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАДИОНУКЛИДОВ ОБЛИЦОВОЧНЫХ И ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД

Основными источниками радиоактивного излучения облицовочных, вмещающих и попутно добываемых горных пород при добыче блоков являются радий —226 Яа и торий —232ТЬ с продуктами распада, а также радиоактивный изотоп калия — 40К.

Радий представляет собой продукт распада урана, а его радиоактив­ность в 3 • 106 раз больше активности самого урана в равных массах. 222

Радий (Ла)— радиоактивный химический элемент. Его изотопы с массовыми числами 223, 224, 226 и 228 входят в природные радиоактивные ряды. Наиболее устойчив 226 Яа с периодом полурас­пада около 1620 лет.

Калий — химический элемент I группы периодической системы Менделеева, один из его изотопов 40 К является радиоактивным с периодом полураспада 1,39 109 лет. Радиоактивный изотоп калия составляет 0,01% природного калия. Но следует отметить, что калий как химический элемент является одним из наиболее распространенных петрогенных элементов земной коры — 2,5% (по массе). В магматичес­ких горных породах содержание калия закономерно увеличивается с ростом их кислотности.

В неизмененных горных породах и минералах радий и уран встреча­ются в соотношении: 1 г на 3 т урана. При сохранении продуктов распада в природе существует радиоактивное равновесие, состоящее в том, что на одну часть урана приходится 3,4 -10“7 частей радия.

За исключением рудных скоплений в недрах, уран и торий находятся в горных породах преимущественно в рассеянном состоянии как в породообразующих, так и в акцессорных минералах. Следует отметить, что уран и торий в значительных количествах концент­рируются в акцессорных минералах более высокой радиоактивности, особенно представленных в виде изоморфной примеси (сфен, циркон, пирохлор, ксенотим, ортит и др.). Уран также может находиться в сорбированном состоянии в фосфатах, лимоните, цеолитах, ал­лофане, псиломелане, глауконите, углеводородистых соединениях. Повсеместно, где содержится уран, он сопровождается радием.

В состав полевых шпатов и слюд в магматических метамор­фических породах, а также в калийных солях, глауконите, алуните и других минералах осадочных пород содержится радиоактивный изотоп калия—40К, который составляет всего 0,012% всего калия.

Горным породам различных генетических типов характерны свои средние содержания радиоактивных элементов, так называемые кларки.

Для ультраосновных и основных магматических облицовочных горных пород, таких как габбро, базальты, диабазы, перидотиты и других, присущи весьма низкие содержания радиоактивных элемен­тов. Горные породы среднего состава (андезиты, диориты) имеют несколько большую, но все же в общем низкую радиоактивность. Породы щелочные и кислого состава магматического происхождения (граниты, гранодиориты, сиениты, липариты) характеризуются более высокой радиоактивностью. Наибольшей радиоактивностью харак­теризуются аляскитовые и лейкократовые граниты, нефилиновые и щелочные сиениты, трахиты, трахилипариты. Отмечается возраста­ние содержаний радионуклидов с увеличением кислотности и щелоч­ности (калиеносности) пород.

Кислые и щелочные интрузивные породы с нормальной и повы­шенной радиоактивностью характеризуются неравномерным распре­делением радионуклидов. Радиоактивность метаморфических пород зависит от их состава, метаморфических преобразований и радиоге - охимических особенностей материнских пород. Горным породам ранних стадий метаморфизма характерно содержание радионуклидов, близкое к их концентрации в материнских породах. В связи с этим, скажем, метаморфические породы, образовавшиеся за счет кислых магматических пород (гнейсы, сланцы), отличаются высокими содер­жаниями радиоактивных элементов. В породах высших стадий метаморфизма первичные радиогеохимические особенности нивелиру­ются и такие породы характеризуются низкими слабоизменяющимися содержаниями урана (радия) и тория. Зато среди ультраметамор - фических пород наблюдается обогащение радиоактивными элементами продуктов второй стадии гранитизации и мигматизации (палингено - метасоматические и интрузивно-анатектоидные образования).

В осадочных горных породах содержание радионуклидов примерно соответствует содержанию их в магматических породах среднего состава и, как правило, несколько ниже, чем в гранитоидных породах. В общем же характерно увеличение радиоактивности от карбонатных к песчаным, а затем к глинистым породам.

Радиоактивность осадочных пород повышается с увеличением в них содержания органического и фосфатного вещества (сорбентов урана с радием), а также при обогащении осадочных обломочных пород радиоактивными акцессорными минералами.

Средние значения и возможности колебания концентраций радиоак­тивных элементов в магматических, метаморфических и осадочных породах приведены в табл. 8.1, 8.2 и 8.3.

В соответствии с характеристиками содержания радионуклидов в облицовочных породах устанавливается область их применения и возможного использования.