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在尋找裂隙地下水資源中的應用原理
水在人類的生活中是必不可少的，隨著經(jīng)濟的飛躍發(fā)展，灌溉、工業(yè)、城市用水量都在大幅度提高。從全球視野觀察，“水源危機”感的陰影到處出現(xiàn)。而且，60年代以來人類文明所消耗的地力與地表水已導致嚴重的生態(tài)破壞，抑制經(jīng)濟長期穩(wěn)步地向前發(fā)展。為了扭轉(zhuǎn)這種局面，開發(fā)地下水已經(jīng)是國計民生所迫切的重要任務。
地下水的范疇比較廣，目前著重開發(fā)的是裂隙水。裂隙水通常分為成巖裂隙水、構造裂隙水和風化裂隙水三類。實際上這三類裂隙水在水動力和水化學方面有著不可分割的聯(lián)系，往往互相組合成各種各樣的裂隙水系。
為了尋找地下水，必須勘察斷裂構造的基本形態(tài)，了解地形地貌、地層、巖性、土壤植被、水文氣候、地球化學及地球物理特征等情況。越來越多的資料表明，應用放射性方法尋找地下水常能取得獨特的效果。
盡管應用放射性方法尋找地下水已經(jīng)引起了水文界的廣泛重視，但這種方法的機理眾說不一，下面主要***含水的構造和巖性與氡及其子體異常的關系作一般性探討。
1.構造裂隙帶中Rn富集及向地表遷移
在構造裂隙帶中，由于巖石破碎，裂隙發(fā)育，造成了巖石孔隙增加，巖石的射氣能力亦相應增強。因此，構造裂隙帶內(nèi)的射氣濃度比主破碎圍巖中射氣濃度有明顯增加。
在構造裂隙帶中富集的Rn通過以下三個途徑向地表遷移。
l 溶解及存在于地下水中的一部分Rn，在地下水的水平作用和垂直作用下離開水面，然后通過擴散、泵吸、對流等作用到達地表。
l 巖石和土壤中的一部分Rn，在斷層破碎帶形成過程中，同水或先于水到達破碎帶，并在地下水推動下向地表遷移；另一部分Rn按常規(guī)的方法向地表遷移。
l 部分溶解于水中的U以及Ra，可在飽水帶表面通過毛細管作用上升到包氣帶，其衰變產(chǎn)物產(chǎn)生的Rn在擴散、抽吸、對流等作用下可以遷移到地表。
圖5-6 蓄水構造附近的放射性異常示意圖
1——因巖性不同產(chǎn)生的放射性異常；2——因巖石破碎、斷裂引起的放射性異常；
3——因地下水及地球化學作用產(chǎn)生的異常。
（1）氡氣主要運移方向；（2）地下水及地球化學帶作用使放射性元素沉淀或遷移。
2．構造裂隙帶中固態(tài)放射性元素的富集及向地表遷移
含有比地表水更多的固態(tài)放射性物質(zhì)的地下水，可通過構造裂隙和毛細管滲透到表土層上來。經(jīng)過蒸發(fā)，放射性物質(zhì)在附近表土中不斷析出、擴散、沉淀和富集，因此在含水構造裂隙的地表附近產(chǎn)生放射性異常。
其次，在構造破碎帶和巖石裂隙帶中往往分布打大量的Fe(OH)2、Al(OH)2等，它們能吸附U4+和U6+等正離子。地下水還能帶來吸附能力很強的粘土、有機質(zhì)和泥碳等，它們也會在構造和裂隙帶中沉淀U等放射性物質(zhì)。在一些情況下，溶解于含氯水中的Ra可同地下水一起沿構造上升到地表，然后沉淀下來，形成放射性異常。
還需要指出，有的構造帶富含HCO2，(濃度大子100mg/L)，它與U形成易溶的絡合物——Na2UO2(HCO3)4。這些絡合物可沿構造上升到地表，形成放射性異常，與此相反，假如構造帶僅僅起通道作用，那么這種水長期作用于斷裂帶，可以貧化巖石中的U含量。于是，在地表可能得到比周圍巖石低的低值放射性異常。
當然，還有不少因素可以促使放射性物質(zhì)溶解于水，向地表遷移，這里不再一一細述。圖5-6是蓄水構造附近的放射性異常示意圖。從該圖曲線可以看出，巖性不同時產(chǎn)生的異常都是階躍式的變化。
氡異常一般跟鈾異常關聯(lián)，但是氡異常受地質(zhì)構造、地形地貌、氣候氣象、鐳異常（在地球化學作用下的富鐳貧鈾的情況）等影響。在礦產(chǎn)資源勘查中，氡仍是一個重要的找礦指示元素。
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