07 Сен 13 ХАРАКТЕРНЫЕ ВЗАИМОСВЯЗИ РАДИОАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ОБЛИЦОВОЧНЫХ КАМНЯХ, ПРИУРОЧЕННЫХ К УКРАИНСКОМУ КРИСТАЛЛИЧЕСКОМУ ЩИТУ

При радиационно-гигиенической оценке большое значение имеет изучение закономерностей распространения радионуклидов в мас­сивах пород, поэтому для анализа одномерной статистической совокупности, как отмечалось в предыдущем подразделе, це­лесообразно строить гистограммы распределения случайных величин отдельно для таких параметров как содержание изотопного тория, урана, калия и эквивалентной концентрации (удельной активности) радионуклидов по результатам лабораторных работ литохимических проб.

Исследованиями установлено, что распределение изложенных слу­чайных величин подчиняется нормальному закону. В связи с этим весьма важным является установление взаимосвязей между:

Содержанием тория (Сть) и общим эквивалентным содержанием радионуклидов (Сэ„);

Содержанием тория и содержанием урана по скважинам; общим эквивалентным содержанием радионуклидов (С,,,) и мощ­ностью экспозиционной дозы гамма-излучения по гамма-каротажу и гамма-съемке карьера (Лм);

Между содержанием биотита (Б, %) и общим эквивалентным содержанием радионуклидов (С„в) по скважинам для порфироб - ластового гранита.

Исследования преследовали цель обнаружения корреляционной зависимости между двумя из интересующих параметров. В этом случае правомерным является использование методов корреляционного анализа.

Корреляционный анализ экспериментальных данных включает в себя следующие практические приемы:

Построение корреляционного поля и составление корреляционных таблиц;

Вычисление коэффициентов корреляции.

В результате построения графиков зависимостей между отдель­ными параметрами, приведенными на рис. 49, 50, 51, 52, определены поля корреляции случайных величин статистических совокупностей.

Мрамор месторождения «Марийка» (см. слева направо)

Мрамор Арзаканского месторождения Армении

Белый лабрадорит месторождения Ва - сковнчи-Межнрнчка Житомирской обл. Украины

Мрамор Козиевского месторождения Житомирской обл. Украины

Г аббро Печенского месторождения Карелии

Базальт Чертановскою месторожде­ния Г рузии

Гипс Приозерского месторождения Ивано-Франковской обл. Украины

Травертин Кривченковскою месторож­дения Терноиольской обл. Украины

И звестняк Белої ород-Днестровскою

Месі орождения Одесской обл. Украины

Г ранит Жсжелсвского месторождения Винницкой обл. Украины

Туф Мойсянского месторождения Ар­мении

Мрамор Салиентского месторождения Г ру ши

Мраморизованный известняк Гюляб - линского месторождения Азербайджана

Травертин Артаваздского месторожде­ния Армении

Габбро-норит Слипчицкого месторож­дения Житомирской обл. Украины

Волынит (диабазовый порфир) Пуга­чевского месторождения Житомирской обл. Украины

Туф бюроканского типа Агавнатунско - го месторождения Армении

Травертин Великокужиловецкого ме­сторождения Хмельницкой обл. Укра­ины

Лабрадорит Слободского месторожде­ния Житомирской обл. Украины

Гранит Судилковского месторождения Хмельницкой обл. Украины

Мрамор Нуратского месторождения Узбекистана

Мрамор Агверанското месторождения Армении

Туф Кармрашен-Мостаринского место­рождения Армении

Туф Гюл либу датского месторождения Армении

Г раниг месторождения Кашина-Г ора Карелии

Гранит Малышевского месторождения Екатеринбургской обл.

Анортозит Исаковского месторождения Житомирской обл. Украины

Кварцит Овручского месторождения Житомирской обл. Украины

Гранит Головыринского месторождения Екатеринбургской обл.

Г ранит Изербельского месторождения Красноярского края

Гранит Севайского месторождения Са­маркандской обл. Узбекистана

Габбро месторождения Рудня-Шляхо - вая Житомирской обл. Украины

Мраморированный известняк Шииу - иовскою месторождения Новосибир­ской обл.

Гипс Приозерского месторождения Ивано-Франковской обл. Украины

Г ипс Добровлянского месторождения Львовской обл. Украины

Туф Арктикского месторождения (юж­ный участок) Армении

SHAPE \* MERGEFORMAT

Травертин Араратского месторождения Армении

Серпентинизированный доломит Негре - бовского месторождения Житомирской обл. Украины

Извесзняк Севастопольскою месторо­ждения Крымской обл. Украины

Габбро-анортозит Рудня-Каменскою месторождения Житомирской обл. Украины

Мраморизованный известняк Агурского месторождения Карачаево-Черкессии

/'

-мГДк

Гг

М

|^ч ■ *■'

Туф фельтитовый Керллннского место­рождения Армении

Туф фелыитовый Мартнросского ме­сторождения Армении

Гинс Журавновско! о месторождения

(южный участок) Львовской обл. Укра­ины

Гинс Журавновско! о месторождения

(северный участок) Львовской обл. Украины

Т

Г рано диорит Актауского месторожде­ния Узбекистана

Мрамор Зарбандского месторождения Самаркандской обл. Узбекистана

Эндербит Рахнеполевско! о месторож­дения Винницкой обл. Украины

Лабрадорит месторождения Каменная Печь Житомирской обл. Украины

Диорит Ципского месторождения Ад­жарии

SHAPE \* MERGEFORMAT

Известняк-ракушечник Сары-Ташского месторождения Ошской обл. Кыргы­зстана

Т раверз ин-известняк шахтахтииского мест рождении Азербайджана

Туф Болнисского месторождения Аб­хазии

Рифовый известняк Белинского место­рождения Крымской обл. Украины

Мраморированный известняк Садах - линского месторождения Г рузии

Мраморизованный извесгняк Прибуй - ского месторождения Закарпатской обл. Украины

Лабрадорит Исаковского месторожде­ния Житомирской обл. Украины

Мраморизованный известняк Довго - руньского месторождения Закарпатской обл. Украины

Мрамор Требушанского (Деловецко! о) месторождения Закарпатской обл. Украины

. 4’м. —*

'* V. Яг

■ *• •**$■ - •• . Шь

Лабрадорит месторождения Синий Ка­мень Житомирской обл. Украины

Мрамор Камьянельско! о месторожде­ния Закарпатской обл. Украины

Мрамор Уфалейского месторождения Челябинской обл.

Туф Чивчавского 1 месторождения Абхазии

Мраморизованный известняк Гумистин - ского месторождения Абхазии

• • ;■ V' * • х> • . ч. . • ■ 4Л * » • * -

У - ■ • :Ж. Й

Кжшашшм.* 1 якмрй • шй V I * *. «. V 4 • . . *

Лабралорит Каменнобролского второго месторождения Житомирской обл. Украины

Мрамор Кругловского месторождения Закарпатской обл. Украины

Туф Какавадюрского месторождения Армении

Туф Таллинского месторождения Ар­мении

Мраморированный известняк Вульхо - вичского (Большекаменецкого) место­рождения Закарпатской обл. Украины

Травертин Бузговского месторождения Азербайджана

Сиенит Стрелецкого месторождения

Донецкой обл. Украины

Г ранит Сычевского месторождения

(восточный участок) Житомирской

Обл. Украины

Г ранит Чоповицкого месторождения

Житомирской обл. Украины

Рис. 49. Зависимость концентра­ции тория от эквивалентной кон­центрации радионуклидов по Ко - ростышевскому месторождению гранита

273

Рис. 50. График корреляционной связи между концентрациями то­рия и урана в граните Коро - стышевского месторождения

10 — Облицовочный камень

, лКи/г Рис. 51. Зависимость содержания ботита от эквивалентной концентрации радионук­лидов в граните Коростышевского месторождения

Особенностью этих совокупностей является то, что между двумя случайными величинами есть корреляционная зависимость: если каждому значению одной из них соответствует неопределенное количество значений другой, то среднее из этих значений зависит от значений первой величины.

Коэффициент корреляции (г) дает более точную (количественную) информацию о характере и силе связи, чем картина корреляционного поля. С целью установления источников радиоактивности горных пород коэффициент корреляции целесообразно рассчитывать, пользу­ясь формулой

1ху

Г=±

(8.21)

.2

Где х и у—отклонения частных содержаний двух компонентов от их средних арифметических значений. Известно, что корреляционная связь признается очень слабой при г = 0-^0,5, слабой при г = 0,5+ 0,7, тесной при г = 0,7 ч-0,9 и очень тесной при г=0,9+1,0.

Рис. 52. Зависимость мощно­сти экспозиционной дозы гам­ма-излучения от эквивалент­ной концентрации радионук­лидов по Корост ышевскому месторождению гранита

Корреляционная связь признается реальной, при г^3тг, где тг — погрешность вычисления г, рассчитываемая по формуле

1 —г2

ТГ = —-гг, (8.22)

Vя

Где и — число определений.

Полное же значение коэффициента корреляции г±тг.

Следует отметить, что при тесной и очень тесной корреляционной связи между анализируемыми параметрами радиационногигиенической оценки облицовочного камня целесообразно выполнять регрессивный анализ с установлением конкретного вида зависимости, т. е. опре­делять уравнение регрессии.

Анализ результатов радиометрических и лабораторных исследова­ний облицовочных пород Житомирско-Кировоградского интрузив­ного комплекса и их связи с геологическим строением месторождений позволяет сделать вывод, что 10—20% гранитов имеет содержание естественных радионуклидов меньше 10 пКи/г, т. е. относятся к I классу, 60—70% гранитов имеют удельное содержание радионук­лидов 10—20 пКи/г, т. е. относятся к II классу, 10—20% гранитов имеют содержание радионуклидов больше 20 пКи/г и относятся к III классу.

Распределение таких случайных величин как Сть. О, и эквивалент­ное содержание радионуклидов делится на две совокупности, в каждой Ю* 275

Из которых это распределение близко к нормальному закону с мак­симумами: .

По эквивалентному содержанию радионуклидов (С,,. ) 11 и 19,5 пКи/г;

По содержанию тория (CTh) 32 п • 10_4% и 85 ■ л • 10~4%.

В результате выполнения корреляционного и регрессивного анализа установлено:

Эквивалентная концентрация естественных радионуклидов (Сэ„) имеет очень тесную корреляционную связь с концентрацией естест­венного нуклида тория (г = 0,96 ±0,003);

Эквивалентная концентрация естественных радионуклидов (Сэ„ ) не зависит от концентрации нуклидов урана и калия, так как корреляционные связи очень слабые и нереальные и соответственно равны 0,28 ±0,11 и 0,08 ±0,11.

Концентрация нуклидов урана, тория и калия в полезном ис­копаемом не зависит друг от друга, так как корреляционные связи очень слабые и нереальные. Они равны: для урана и тория—0,41 ±0,10, урана и калия — 0,11 ±0,11, тория и калия — 0,13±0,11.

Таким образом, получен ценный вывод:

Радиоактивность облицовочных гранитов Житомирско-Кировог- радского интрузивного комплекса зависит, в основном, от концен­трации в них минералов, содержащих торий (циркон, апатит и др.);

Разделение наблюдаемых величин эквивалентной концентрации (С,„.) на две совокупности (с границей С,„ = 15,5 пКи/г) также зависит от содержания в породе тория (^ = 33,3 и-10_4% — 1 совокупность, C-Th = 86,9 п 10 4%—II совокупность). И как видно из графика уравне­ния регрессии, показанного на рис. 49, предельные значения тория (границы между классами и совокупностями) соответствуют эквивалент­ным концентрациям (С,,, ) равным 10; 15,5 и 20 пКи/г. Эти границы нанесены на графики пунктирными и прерывистыми линиями;

Мощность экспозиционной дозы гамма—излучения (Лм) имеет тесную корреляционную связь с эквивалентной концентрацией ра­дионуклидов (С,„). Эта связь по гамма—каротажу скважин составила 0,94 ±0,02 и по гамма—съемке дна карьеров 0,82 ±0,06, что позволяет определить предельную мощность гамма—излучения (границы между классами и совокупностями) соответствующую эквивалентным кон­центрациям, равным по значениям 10; 15,5 и 20 пКи/г.

Предельные же мощности дозы гамма—излучения могут быть использованы также для следующих практических целей:

Прослеживания границ между классами (I, II, III) и совокупностями (I и II) по скважинам и карьерам;

Для предварительного отнесения подготовленного к выемке полез­ного ископаемого к тому или иному классу, пользуясь табл. 8.14.

Характерно, что изложенные выводы согласуются при сопостав­лении результатов радиационно-гигиенической оценки разных место­рождений, приуроченных к Житомирско-Кировоградскому интрузив­ному комплексу.

Таблица 8.14 Разделение подготовленных запасов на классы по средней мощности дозы гамма-излучения Прогнозируемый Класс Средняя мощность дозы гамма - излучения. мкР/ч Необходимость контроля про­дукции По каротажу скважин По гамма-съемке дна карьера I <47,5 «36 Не обязателен II 47,5—116,5 36—105 * » III >116,5 >105 Обязателен

При изучении взаимосвязей радиоактивных элементов в об­лицовочных гранитах удалось установить отдельные уравнения ре­грессии, часть из которых с коэффициентом корреляции более 0,7 могут быть полезными в решении практических задач:

С,„. = 0,144Th + 6,70, , V. Я. Ч!?‘. (8.23)

СЭ„. = 0,145ЛМ + 4,73, 7 (8.24)

Сэ„.= 1,46 £+3,86. о (8.25)

Изложенные выводы и характеристики взаимосвязей радиоактив­ных элементов в облицовочных гранитах Житомирско-Кировоград­ского интрузивного комплекса Украинского кристаллического щита имеют теоретическую ценность и практическую полезность, так как позволяют определять класс подготовленного к выемке полезного ископаемого, используя информацию о строении породы, изложенные зависимости и результаты замеров мощности дозы гамма-излучения.