Luận văn Nghiên cứu đặc điểm địa hóa phóng xạ các nguyên tố U, Th và K khu vực xã Đông cửu, huyện Thanh sơn, tỉnh Phú Thọ

ng - Phân hệ tầng trên (PP1sc2): Phân bố diện rộng, với diện lộ khoảng 0,9 km2 ở trung tâm vùng nghiên cứu, thành phần chủ yếu là gneis biotit, plagiogneis biotit, gneis biotit có horblen và amphibolit chiếm nhiều hơn. Suất liều bức xạ gamma 0,26 ÷ 0,68mSv/h, trung bình 0,34mSv/h. - Giới Proterozoi - Hệ tầng Suối Làng - Phân hệ tầng dưới (PP1sl1): Các đá của phân hệ tầng dưới phân bố ở trung tâm khu vực nghiên cứu, với diện tích khoảng 1,1 km2. Thành phần chủ yếu là đá phiến biotit - granit, đá phiến hai mica, granit bị migmatit hoá. Suất liều bức xạ gamma 0,20 ÷ 0,70mSv/h, các dị thường có cường độ phóng xạ từ 4,00 đến 7,5mSv/h. - Giới Proterozoi - Hệ tầng Suối Làng - Phân hệ tầng trên (PP1sl2): Phân bố ở phía Nam khu vực với diện tích nhỏ (0,009km2). Thành phần chủ yếu là đá phiến hai mica, một số nơi ở phần thấp có chứa granat hoặc graphit - granat. Suất liều bức xạ gamma từ 0,26 ÷ 0,68mSv/h, trung bình 0,34mSv/h. - Giới Kainozoi – Hệ Đệ tứ (Q): chủ yếu phân bố dọc theo suối Giàu với diện tích không đáng kể. Thành phần chủ yếu là cát, bột, sỏi, sét. 1.3.3.2. Magma Trong khu vực nghiên cứu có một phức hệ xâm nhập là phức hệ Bảo Hà (M/PP1-2 bh). Phức hệ này phân bố dạng khối nhỏ gần trung tâm vùng nghiên cứu với diện tích nhỏ (0,02km2). Thành phần chủ yếu là metagabro, metadiabas, amphibolit. 1.3.3.3. Khoáng sản Theo báo cáo địa chất và khoáng sản nhóm tờ Thanh Sơn – Thanh Thủy của Viện Địa chất và Khoáng sản, trong diện tích nghiên cứu có các dị thường phóng xạ thori - urani nằm trong các thân pegmatit, dị thường phóng xạ nằm trong granit aplit, granit pegmatit, đá phiến mica amphibolit. Các thân quặng pegmatit có kích thước: rộng từ vài mét đến vài chục mét, dài từ vài chục mét đến vài trăm mét, cường độ phóng xạ (50 ¸ 2500)mR/h. Tuy nhiên, các loại khoáng sản này chưa được đánh giá đầy đủ nên triển vọng khoáng sản chưa được khẳng định. Các thân quặng này sau khi bị phong hoá các nguyên tố phóng xạ được hoà tan vào trong nước, phát tán vào đất, không khí, xâm nhập vào các cây lương thực tác động đến môi trường sống của con người. Ngoài ra trong diện tích nghiên cứu còn có đá làm vật liệu xây dựng và cao lanh. 1.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng tới môi trường phóng xạ khu vực nghiên cứu 1.3.4.1. Ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên tới môi trường phóng xạ Các yếu tố địa hình, địa mạo, mạng lưới sông suối, khí hậu và mức độ che phủ của thảm thực vật có ảnh hưởng trực tiếp tới sự phát tán các nguyên tố phóng xạ vào môi trường khác nhau như nước, không khí, đất, trầm tích và động thực vật. a. Ảnh hưởng địa hình địa mạo tới môi trường phóng xạ Các nguyên tố phóng xạ trong các mỏ, điểm quặng dưới tác dụng của điều kiện tự nhiên bị phá huỷ và phát tán vào môi trường đất. Địa hình là một yếu tố đóng vai trò quan trọng trong quá trình di chuyển và phát tán chất phóng xạ vào môi trường. Địa hình bị phân cắt mạnh, thì khả năng phát tán của chúng ra môi trường xung quanh càng lớn. Trong khu vực nghiên cứu các dải quặng phóng xạ và các thân pegmatit chứa các nguyên tố phóng xạ cao (U, Th, K) nằm ngay gần bề mặt (với lớp phủ mỏng 0,5 – 3m) hoặc xuất lộ ngay trên bề mặt địa hình. Đây là điều kiện rất thuận lợi cho quá trình phong hoá, bào mòn, phá huỷ các chất phóng xạ, làm cho chúng bị vỡ vụn, di chuyển phát tán ra xa. Sự phát tán cơ học phụ thuộc rất nhiều yếu tố: thời gian, không gian, địa hình, địa mạo và thảm thực vật. b. Ảnh hưởng của mạng lưới thủy văn tới môi trường phóng xạ Nước là môi trường thuận lợi cho sự phát tán các nguyên tố phóng xạ. Khi dòng nước chảy qua thân quặng hay đới khoáng hóa sẽ hoà tan các nguyên tố không bền vững trong đó có các nguyên tố phóng xạ và mang đi dưới dạng ion, gặp điều kiện thuận lợi chúng phát tán các chất phóng xạ xuống vùng hạ lưu của dòng chảy gây ra một diện tích ô nhiễm khá lớn từ vị trí mỏ, điểm quặng tới hạ lưu của dòng chảy. Trong khu vực nghiên cứu, mạng lưới các suối và các mạch nước ngầm khá phát triển. Chúng đóng một vai trò quan trọng trong việc phát tán các nguyên tố phóng xạ vào môi trường. Nước mặt và nước ngầm chảy qua các khu dị thường, các thân quặng phóng xạ làm bào xói, hoà tan các nguyên tố phóng xạ, khí phóng xạ, vận chuyển và phát tán các chất phóng xạ đi xa. c. Ảnh hưởng của mạng không khí, khí hậu tới môi trường phóng xạ + Ảnh hưởng của khí hậu Như đã nêu trên khí hậu vùng nghiên cứu được chia thành 2 mùa: Mùa mưa thường kéo dài từ tháng 4 đến tháng 11, thời tiết nóng bức thường gây ra lũ lụt, sạt lở, đóng vai trò quan trọng trong việc phát tán các nguyên tố phóng xạ trong môi trường cơ học. Mùa khô thường ngắn từ tháng 12 đến tháng 3 thời tiết hanh khô, hay có gió mùa thổi mạnh cũng góp phần phát tán các khí phóng xạ xâm nhập vào nhà ở hoặc đi xa hơn. + Ảnh hưởng của không khí Các khí phóng xạ gồm radon và thoron được tạo ra trong quá trình phân rã của urani và thori. Các khí phóng xạ này tồn tại trong không khí, trong nước, trong đất, trong các điều kiện tích tụ khí như: nước ngầm, nước giếng, các lỗ hổng trong đất, các công trình dân sự làm tại các vị trí khuất gió, hệ thống thông gió kém đều tạo điều kiện cho quá trình tích tụ các loại khí phóng xạ. Vùng này việc lưu thông không khí rất kém do bị che chắn bởi địa hình đồi núi, do vậy mức độ ảnh hưởng của môi trường không khí đến đời sống dân sinh là khá lớn. d. Ảnh hưởng của thảm thực vật tới môi trường phóng xạ Trong khu vực nghiên cứu, ngoài rừng tự nhiên, rừng tái sinh, các diện tích đất trống, đồi trọc trước đây, nay đều được phủ xanh bởi các rừng cây nguyên liệu giấy như keo, bồ đề, bạch đàn... mức độ che phủ trong vùng điều tra tương đối tốt do vậy đã giảm thiểu phần nào mức độ phát tán ô nhiễm chất phóng xạ vào môi trường. 1.3.4.2. Ảnh hưởng của hoạt động kinh tế - xã hội tới môi trường phóng xạ a. Hoạt động khai thác khoáng sản Hoạt động khai thác khoáng sản tại khu vực nghiên cứu là không đáng kể, hiện nay chỉ có một số điểm khai thác quặng barit ở xóm Dọc. Tuy nhiên, việc khai thác chủ yếu là thủ công, không tuân thủ các quy tắc về vệ sinh công nghiệp và an toàn phóng xạ, các bãi thải tràn lan ra sông suối, đây là nguyên nhân gây phát tán các chất phóng xạ. Việc khai thác khoáng sản trong vùng nếu không có quy hoạch tổng thể tốt mức độ ô nhiễm phóng xạ càng cao, làm mất đất rừng hoặc đất canh tác, gây ra sạt lở và tai biến địa chất. Bụi, chất thải các loại độc hại trong đó có bụi, chất thải phóng xạ sẽ tác động không ngừng tới môi trường đất, nước, không khí, phát tán đi xa gây ô nhiễm môi trường xung quanh. b. Hoạt động sản xuất nông nghiệp Trong khu vực nghiên cứu, người dân vẫn trồng ngô, lúa, sắn, cây chè ngay trên các thân pegmatit. Bằng việc đào bới, cầy xới, làm thủy lợi nhỏ để trồng trọt diễn ra nhiều năm đã làm tăng thêm mức độ ô nhiễm phóng xạ, phát tán chất phóng xạ đi xa, đặc biệt nguy hiểm hơn, việc trồng trọt các cây lương thực trực tiếp trên các thân pegmatit chứa phóng xạ sẽ làm cho các cây lương thực trên bị nhiễm phóng xạ. c. Hoạt động xã hội Trong khu vực nghiên cứu còn nhiều tập quán cũ như việc sinh hoạt, vệ sinh môi trường còn chưa được chú ý, chưa hiểu biết về độc hại phóng xạ. Trong vùng hiện tại chưa có công trình nước sạch nông thôn loại vừa và nhỏ, nên việc sử dụng nguồn nước sinh hoạt của người dân là sử dụng các nguồn nước như sông, suối, giếng, các điểm nước xuất lộ ngay tại các thân pegmatit, các dải dị thường phóng xạ..., nên có nguy cơ nhiễm chất phóng xạ theo con đường tiêu hóa. 1.3.4.3. Ảnh hưởng của đặc điểm địa chất khoáng sản tới môi trường phóng xạ a. Ảnh hưởng của đặc điểm địa chất tới môi trường phóng xạ Trong khu vực nghiên cứu gồm nhiều loại đá khác nhau, nhưng cần đặc biệt quan tâm đến diện tích phân bố các đá có cường độ phóng xạ cao thuộc hệ tầng Suối Chiềng, hệ tầng Suối Làng và các khối xâm nhập thuộc phức hệ Bảo Hà. Các đá này sau khi bị phong hóa các nguyên tố phóng xạ bị hòa tan, phát tán vào môi trường nước, không khí, đất, xâm nhập vào các cây lương thực. b. Ảnh hưởng của khoáng sản tới môi trường phóng xạ Trong vùng điều tra có nhiều loại hình khoáng sản khác nhau, hầu hết các loại khoáng sản này chưa được điều tra, đánh giá. Các thân quặng phóng xạ (thori), các thân pegmatit là những đối tượng chủ yếu tạo nên môi trường phóng xạ cao và ảnh hưởng đến môi trường sống trong khu vực Thanh Sơn. Qua thu thập các tài liệu cũ, kết hợp với công tác đo đạc thực địa qua các đề tài nghiên cứu cho thấy khu vực xóm Bầu, xóm Bư, bản Dấu Cỏ xã Đông Cửu, có các thành phần môi trường phóng xạ cao đến rất cao, một số thành phần vượt tiêu chuẩn cho phép về môi trường phóng xạ. Đối với các thân quặng barit trong vùng, qua kết quả điều tra nghiên cứu cho thấy thành phần môi trường phóng xạ trong chúng ở mức bình thường. Điều đó cho thấy các hoạt động khoáng sản đối với các loại quặng nêu trên là ít ảnh hưởng đến môi trường phóng xạ. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Phương pháp tổng hợp, kế thừa tài liệu Đây là phương pháp tổng hợp và phân tích các tài liệu có sẵn, các số liệu thống kê, từ đó kiểm tra tính chính xác và chắt lọc các thông tin có liên quan đến nội dung nghiên cứu của luận văn, trong đó tập trung vào các vấn đề: đặc điểm địa hóa phóng xạ các nguyên tố U, Th, K; đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu; đặc điểm quặng hóa; trường phóng xạ và cường độ phóng xạ của các loại đất đá có mặt trong khu vực nghiên cứu. Các báo cáo này được thu thập từ các nguồn: - Các báo cáo tổng kết đề tài, bản đồ và số liệu của các dự án, chương trình nghiên cứu có liên quan đến khu vực nghiên cứu được lưu trữ tại thư viện và các cơ quan chủ trì. - Các báo cáo hiện trạng môi trường, bản đồ hiện trạng và quy hoạch, kế hoạch phát triển, thống kê số liệu của toàn tỉnh - Các nguồn tài liệu liên quan khác: sách, tạp chí chuyên ngành, mạng internet Phương pháp tổng hợp, kế thừa các tài liệu, số liệu đo đạc của các đề tài, đề án, các công trình nghiên cứu môi trường phóng xạ được sử dụng trong quá trình thực hiện luận văn nhằm đưa ra các khái niệm tổng quan về môi trường phóng xạ, ảnh hưởng của các nhóm mỏ có chứa phóng xạ tới hiện trạng môi trường phóng xạ của khu vực, mối liên quan của hàm lượng các nguyên tố phóng xạ với môi trường địa chất và sự phát tán các chất ô nhiễm phóng xạ trong môi trường. 2.2. Phương pháp đo phổ gamma Phương pháp phổ gamma để xác định hàm lượng của urani, thori, kali trong đất, đá và các dị thường phóng xạ nhằm mục đích xác định sự tồn tại, phát tán của các nguyên tố phóng xạ trong dị thường phóng xạ trong diện tích điều tra. Đo phổ gamma đã tiến hành đồng thời với các mặt cắt nghiên cứu đặc trưng. Tại khu vực nghiên cứu tiến hành đo 12 tuyến với khoảng cách 20m/điểm trên mỗi tuyến (Hình 5). Tại mỗi điểm đo 3 giá trị, thời gian đo 100s. Máy đo phổ gamma sử dụng là GAD-6. Trước khi đi thực địa, các máy đều được tiến hành kiểm chuẩn tại phòng kiểm định máy địa vật lý - Liên đoàn Vật lý Địa chất. Trong quá trình đo đạc hàng ngày, trước và sau ngày làm việc, tiến hành đo tại điểm kiểm tra các số liệu phông, mẫu TS-5, US-2 để đánh giá sự ổn định của máy. Các kết quả đo được thực hiện bởi Liên đoàn Địa chất Xạ - Hiếm. Hình 5. Sơ đồ tuyến đo phổ gamma 2.3. Phương pháp lấy, gia công và phân tích mẫu 2.3.1. Mẫu nước a) Lấy mẫu Mẫu nước được lấy ở các dòng suối, các điểm xuất lộ nước, các giếng đào, theo hướng phát tán các chất phóng xạ trong nguồn nước, để đánh giá mức độ ảnh hưởng của môi trường phóng xạ đối với các hộ gia đình đang sử dụng, ăn uống sinh hoạt (Hình 6). Hình 6. Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước Mẫu được lấy ở độ sâu 0,2m, đóng vào can nhựa 2 lít sau khi được tráng rửa sạch bằng nước tại điểm lấy mẫu, ghi số hiệu, vị trí lấy mẫu được định vị trên bản đồ bằng máy GPS. Số lượng mẫu nước: 22 mẫu b) Gia công: Các mẫu nước lấy về được tiến hành đo xác định nồng độ Rn, Tn ngay trong vòng 48 giờ, từ đó lựa chọn một số mẫu lấy về phân tích các chỉ tiêu nước uống. Các mẫu lấy về đo tổng hoạt độ α, β đã được axit hoá (HNO3) với nồng độ 0,3% để chống kết tủa. Thể tích mẫu nước đã lấy là 2 lít và đựng trong can nhựa. c) Phân tích: Phân tích tổng hoạt độ α, β bằng thiết bị UMf- 2000 của Liên Xô (USSR) theo tiêu chuẩn ISO - 9696 - 1992 (E) và ISO 9697 - 1992 (E). 2.3.2. Mẫu đất (rãnh điểm) a) Lấy mẫu: Mẫu đất được ưu tiên lấy ở các vị trí lấy mẫu thực vật như: thóc, sắn, ngô (Hình 7). Diện tích lấy mẫu là (2,0 x 2,0)m, khoảng cách các điểm là 0,5m, độ sâu lấy mẫu 15cm trong lớp đất trồng. Trọng lượng mẫu từ 2-3 kg. b) Gia công: Mẫu đem phơi khô, nghiền nhỏ ở kích thước 0,74 mm, trộn chia và đóng gói lưu một nửa còn lại gửi phân tích 300 gam. c) Phân tích: Mẫu đất được gửi phân tích 17 mẫu bằng phương pháp phổ đa kênh, thiết bị đo: Hệ phổ kế gamma phân giải cao của hãng CANBERRA - Canada tại Trung tâm Công nghệ Xử lý Môi trường - Bộ Tư lệnh Hoá học. 2.3.3. Mẫu thực vật a) Lấy mẫu: Được lấy ở một số cây lương thực chủ yếu trồng trên thân pegmatit hoặc lân cận các thân pegmatit như lúa (hạt), sắn (củ), đây là lương thực chủ yếu của dân cư trong bản đang sử dụng. b) Gia công: Mẫu sắn khi lấy được rửa sạch, sau khi bóc vỏ, rửa sạch bằng nước tại địa phương rồi mới gia công: thái mỏng phơi khô. Các mẫu được gửi và gia công tại phòng thí nghiệm bằng cách: cân trọng lượng, sấy khô ở nhiệt độ 1050C trong thời gian 48 giờ, cân trọng lượng khô, xác định độ ẩm. Sau đó mẫu được nung ở nhiệt độ dưới 4500C sau 48 giờ để mẫu được hoá tro hoàn toàn. Cân trọng lượng tro, tính hệ số tro hoá và phân tích. c) Phân tích: Phân tích 15 mẫu. Để xác định đầy đủ sự có mặt của các nguyên tố kali, urani, thori trong thực vật, sử dụng phương pháp phân tích phổ a phông thấp phân tích các chỉ tiêu U238, Th232, Th228, K40, Co60, Cs137, Ra226. huânjh Thiết bị đo phổ gamma đa kênh detector Ge siêu tinh khiết model Digidart - 10, tại Trung tâm Công nghệ Xử lý Môi trường - Bộ Tư lệnh Hoá học. Hình 7. Sơ đồ vị trí lấy mẫu đất Bảng 1. Vị trí lấy mẫu cây lương thực TT Số hiệu mẫu Loại mẫu Toạ độ VN2000 X (m) Y (m) 1 TV01 Sắn 2324329 507172 2 TV02 Sắn  2324500 507065 3 TV03 Thóc 2325226 506185 4 TV04 Thóc 2325119 506119 5 TV05 Thóc 2324825 507065 6 TV06 Thóc 2324825 506222 7 TV07 Sắn 2325012 505997 8 TV08 Sắn 2324470 506762 9 TV09 Thóc 2324503 506787 10 TV10 Sắn 2324352 507266 11 TV11 Sắn 2324695 506609 12 TV12 Thóc 2324783 506446 13 TV13 Sắn 2324578 506935 14 TV14 Sắn 2324579 506934 15 TV15 Thóc 2324710 506763 2.4. Phương pháp xử lý tài liệu Phương pháp mô hình hóa: Thành lập bản đồ, sơ đồ địa chất môi trường; chồng chập bản đồ môi trường: trên cơ sở các số liệu về địa chất (đất đá, quặng hoá) và các số liệu về môi trường (số liệu đo phổ gamma, kết quả phân tích mẫu đất, nước, mẫu thực vật) tiến hành thành lập các loại bản đồ, sơ đồ địa chất môi trường dựa vào các tiêu chí thành lập bản đồ và các tiêu chuẩn về môi trường để thành lập sơ đồ, bản đồ thành phần sử dụng công cụ GIS. Thành lập mặt cắt địa chất môi trường: trên cơ sở bản đồ/sơ đồ địa chất môi trường và kết quả nghiên cứu chi tiết trên mặt cắt các tuyến đo phổ gamma của khu vực nghiên cứu, tiến hành thành lập các mặt cắt địa chất môi trường để có thể cụ thể hoá sự biến động của các nguyên tố phóng xạ trên nền địa chất. Các kết quả đo đạc thực địa và kết quả phân tích mẫu thu về sau khi đánh giá độ chính xác, tin cậy sẽ tiến hành phân tích, luận giải. Các đại lượng nghiên cứu được tính toán chuyển đổi về đơn vị chuẩn quốc tế theo bảng 2. Bảng 2. Chuyển đổi các đơn vị đo về Siver (Sv) Nguyên tố Đơn vị hàm lượng Quy đổi sang đơn vị hoạt độ (Bq/Kg) Hệ số liều xâm nhập từ không khí (Sv/Bq) Hệ số liều xâm nhập từ ăn uống (Sv/Bq) K40 (%) 296 2,1E -9 6,20E-9 Ra226 g/l 3,7x1010 1,60E-5 2,80E-7 U238 ppm 12,3 4,90E-7 4,40E-8 Th232 ppm 4,03 4,20E-5 2,30E-7 Đối với các số liệu phân tích mẫu thu được, tiến hành tính toán các thành phần môi trường phóng xạ để so sánh với các tiêu chuẩn an toàn bức xạ. Đối với mẫu thực vật: Tính toán suất liều hiệu dụng trong mẫu thực vật (Hd) theo công thức: Hd = (6,2 x 106K+2,8 x104Ra+2,3 x104Th+4,4 x 105U)*md; (mSv/năm) Với K, Ra, Th, U là hoạt độ của các nguyên tố kali, radi, thori, urani trong 1 lít nước hoặc 1 kg lương thực (Bq/kg); md khối lượng nước hoặc thực phẩm trung bình 1 năm mỗi người dân sử dụng (nước: 800 lít; lương thực thực phẩm: 650kg). Đối với mẫu đất: Tính toán hoạt độ phóng xạ trong mẫu đất, đá (A) theo công thức: A = ARa + 1,3ATh + 0,085AK£ 370 (Bq/kg) Với ARa, ATh, AK là hoạt độ của các nguyên tố Ra, Th, K (Bq/kg) Các công thức trên được tính và áp dụng tiêu chuẩn bức xạ Liên Bang Nga – NRB. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Mối quan hệ giữa các nguyên tố U, Th, K với môi trường địa chất khu vực nghiên cứu 3.1.1. Đặc trưng hàm lượng phổ gamma trên các thành tạo địa chất Kết quả nghiên cứu hàm lượng các nguyên tố phóng xạ trên các thành tạo địa chất được tổng hợp tại bảng 3. Kết quả nghiên cứu cho thấy: + Hàm lượng kali trung bình phân bố trong các đá thuộc phức hệ Bảo Hà là lớn nhất (1,895 %) và nhỏ nhất trong các đá thuộc hệ tầng Suối Làng (1,202%). + Hàm lượng urani lớn nhất trong các đá của hệ tầng Suối Chiềng là 93,294 ppm, hệ tầng Suối Làng là 36,075ppm và phức hệ Bảo Hà là 44,147ppm. Hàm lượng urani trung bình lần lượt là 22,643 (hệ tầng Suối Chiềng); 18,822 (hệ tầng Suối Làng) và 22,167 (phức hệ Bảo Hà). Như vậy, có thể thấy trong khu vực nghiên cứu hàm lượng urani tập trung chủ yếu trong các đá của hệ tầng Suối Chiềng. + Hàm lượng thori lớn nhất trong các đá của hệ tầng Suối Chiềng là 315,48 ppm, hệ tầng Suối Làng là 146,72ppm, phức hệ Bảo Hà là 135,32ppm. Hàm lượng thori trung bình trong các hệ tầng Suối Chiềng, Suối Làng và phức hệ Bảo Hà lần lượt là 77,126; 61,01 và 72,45. Như vậy, có thể thấy trong khu vực nghiên cứu hàm lượng thori tập trung chủ yếu trong các đá của hệ tầng Suối Chiềng. Bảng 3. Thống kê hàm lượng các nguyên tố U, Th, K trên các thành tạo địa chất TT Thành tạo địa chất Kali (%) Urani (ppm) Thori (ppm) Trung bình Nhỏ nhất Lớn nhất Trung bình Nhỏ nhất Lớn nhất Trung bình Nhỏ nhất Lớn nhất 1 Phức hệ Hảo Hà 1,895 0,029 4,031 22,167 5,50 44,147 72,45 12,44 135,32 2 Phân hệ tầng dưới – Hệ tầng Suối Làng 1,202 0,023 3,54 18,822 9,308 36,075 61,01 32,21 146,72 3 Phân hệ tầng trên hệ tầng Suối Chiềng 1,589 0,0019 5,389 22,643 2,841 93,294 77,126 11,306 315,48 Từ bảng 3 có thể thấy, tỷ lệ Th/U tại Phức hệ Bảo Hà là 3,27; tại hệ tầng Suối Làng là 3,24; tại hệ tầng Suối Chiềng là 3,41. Do đó, bản chất phóng xạ chung của vùng nghiên cứu chủ yếu là thori (tỷ lệ Th/U > 3). 3.1.2. Sự biến đổi hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo không gian Để nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng các nguyên tố urani, thori, kali trên các loại đất đá theo không gian trong khu vực nghiên cứu (thôn Hạ Thành), học viên tiến hành thành lập các sơ đồ hàm lượng các nguyên tố U, Th, K trên các mặt cắt đặc trưng của khu vực nghiên cứu như sau: 3.1.2.1. Mặt cắt tuyến 55 Tuyến T.55 được tiến hành đo phổ với chiều dài là 800m (41 điểm đo), mặt cắt T.55 chủ yếu cắt qua phân hệ tầng dưới - hệ tầng Suối Làng, phân hệ tầng trên – Hệ tầng Suối Chiềng và thân pegmatit có chứa phóng xạ (Hình 8). Hình 8. Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.55 Qua hình 8 cho thấy: + Hàm lượng thori biến đổi khá đều trên toàn tuyến và có sự tăng cao từ vị trí 680 - 800m và đột biến từ vị trí từ 700 - 760m có hàm lượng thori đạt 187,4ppm (vị trí thân pegmatit). + Hàm lượng urani biến đổi khá đều trên toàn tuyến và tăng cao tại khoảng 700 - 740m với giá trị cực đại đạt 67,11 ppm (vị trí thân pegmatit). + Hàm lượng kali trên tuyến có sự thay đổi đáng kể với hàm lượng thay đổi từ 0,023 ÷ 4,18%. Đáng chú ý khi chuyển từ các đất đá của phân hệ tầng dưới - Hệ tầng Suối Làng sang các đất đá của hệ tầng Suối Chiềng hàm lượng kali có sự tăng cao đột biến. 3.1.2.2. Mặt cắt tuyến 51 Tuyến T.51 được tiến hành đo phổ với chiều dài là 800m (41 điểm đo), mặt cắt T.55 chủ yếu cắt qua phân hệ tầng dưới hệ tầng Suối Làng, phân hệ tầng trên – Hệ tầng Suối Chiềng và 2 thân pegmatit có chứa phóng xạ (Hình 9). Hình 9. Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.51 Qua hình 9 cho thấy: + Hàm lượng thori biến đổi khá đều trên toàn tuyến với hàm lượng trung bình đạt 72,6 ppm và có sự tăng cao ở 2 vị trí có thân pegmatit: vị trí 200m đến 240m (hàm lượng thori từ 105,45 ÷ 146,72ppm), vị trí 680m đến 740m (hàm lượng thori từ 101,8 ÷ 196,29 ppm). + Hàm lượng urani biến đổi khá đều trên toàn tuyến với giá trị trung bình đạt 22,6 ppm và tăng cao tại 2 vị trí có thân quặng pegmatite: vị trí 200m đến 240m (hàm lượng urani từ 27,45 ÷ 35,43 ppm), vị trí 680m đến 740m (hàm lượng urani từ 36,65 ÷ 62,01ppm). + Hàm lượng kali trên tuyến có sự thay đổi đáng kể với hàm lượng thay đổi từ 0,023 ÷ 4,06%. Đáng chú ý khi chuyển từ các đất đá của phân hệ tầng dưới - Hệ tầng Suối Làng sang các đất đá của hệ tầng Suối Chiềng hàm lượng kali có sự tăng cao đột biến. 3.1.2.3. Mặt cắt tuyến 47 Tuyến T.47 được tiến hành đo phổ với chiều dài là 800m (41 điểm đo), mặt cắt T.47 chủ yếu cắt qua phân hệ tầng dưới hệ tầng Suối Làng, phân hệ tầng trên – Hệ tầng Suối Chiềng và 2 thân pegmatit có chứa phóng xạ (Hình 10). Hình 10. Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.47 Từ sơ đồ hình 10 có thể thấy: + Hàm lượng thori biến đổi khá đều trên toàn tuyến (trung bình 64,27ppm) và tăng cao tại 2 vị trí: từ 200m đến 260m hàm lượng thori từ 79,12 ÷ 122,17ppm; vị trí 680m đến 720m hàm lượng thori từ 128,48 ÷ 168,45ppm. Đây là 2 vị trí tương ứng với các thân pegmatit trên bản đồ. + Hàm lượng urani có giá trị trung bình là 21,97ppm, tăng cao đột biến tại 2 vị trí tương ứng với các thân pegmatit: vị trí 220m đến 260m (hàm lượng uran từ 32,07ppm đến 35,03ppm), vị trí 680m đến 740m (hàm lượng uran từ 38,10 ppm đến 66,55ppm). + Hàm lượng kali trên tuyến có hàm lượng thay đổi từ 0,027 ÷ 4,73%. Đặc biệt hàm lượng kali tăng cao đột biến khi chuyển từ các đất đá của hệ tầng Suối Làng sang các đất đá của hệ tầng Suối Chiềng. 3.1.2.4. Mặt cắt tuyến 13a Tuyến T.13a được tiến hành đo phổ với chiều dài là 350m (26 điểm đo), mặt cắt T.13a cắt qua phân hệ tầng trên – Hệ tầng Suối Chiềng và 1 thân pegmatit có chứa phóng xạ (Hình 11). Theo sơ đồ hình 11 có thể thấy: + Hàm lượng thori đạt giá trị trung bình là 77,89ppm, biến đổi khá đều trên toàn tuyến, tăng cao đột biến tại vị trí 230m đến 270m (hàm lượng thori từ 113,58 ÷ 133,30ppm), tương ứng với vị trí thân pegmatite trên mặt cắt địa hình. + Hàm lượng urani tăng dần từ đầu tuyến và đạt giá trị lớn nhất tại vị trí thân pegmatit (từ vị trí 230m đến 260m, hàm lượng urani từ 33,99 đến 68,27ppm). + Hàm lượng kali biến đổi không đều trên mặt cắt tuyến, giá trị kali thay đổi từ 0,21 ÷ 3,46%, trung bình đạt 1,88%. Hình 11. Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.13a 3.1.2.5. Mặt cắt tuyến 9a Tuyến T.9a được tiến hành đo phổ với chiều dài là 350m (26 điểm đo), mặt cắt T.9a cắt qua phân hệ tầng trên – Hệ tầng Suối Chiềng và 1 thân pegmatit có chứa phóng xạ (Hình 12). Theo sơ đồ hình 12 có thể thấy: + Hàm lượng thori đạt giá trị trung bình là 74,16ppm, tăng dần từ vị trí đầu tuyến, đạt giá trị lớn nhất tại vị trí 240m đến 270m (hàm lượng thori từ 105,67 ÷ 247,53ppm), tương ứng với vị trí thân pegmatit trên mặt cắt địa hình và giảm dần về phía cuối tuyến. + Hàm lượng urani tăng dần từ đầu tuyến, đạt giá trị lớn nhất tại vị trí thân pegmatit (từ vị trí 240m đến 270m, hàm lượng urani từ 32,49 ÷ 56,27ppm), giảm dần về phía cuối tuyến. Giá trị trung bình của urani tại tuyến này đạt 22,23ppm. + Hàm lượng kali biến đổi không đều trên mặt cắt tuyến, giá trị kali thay đổi từ 0,019 ÷ 3,87%, trung bình đạt 1,46%. Hình 12. Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.9a 3.1.2.6. Mặt cắt tuyến 5a Tuyến T.5a được tiến hành đo phổ với chiều dài là 350m (26 điểm đo), mặt cắt T.5a cắt qua phân hệ tầng trên – Hệ tầng Suối Chiềng và 1 thân pegmatit có chứa phóng xạ (Hình 13). Từ sơ đồ hình 13 có thể thấy: + Hàm lượng thori biến đổi khá đều trên toàn tuyến với hàm lượng trung bình đạt 74,16 ppm và có sự tăng cao ở vị trí có thân pegmatit (hàm lượng thori từ 151,64 ÷ 157,53ppm). + Hàm lượng urani biến đổi khá đều trên toàn tuyến với giá trị trung bình đạt 18,74 ppm và tăng cao tại vị trí có thân quặng pegmatit (hàm lượng urani từ 24,84÷ 29,52 ppm). + Hàm lượng kali trên tuyến thay đổi từ 0,04 ÷ 2,26%. Hàm lượng kali trung bình tại tuyến này đạt 0,83%. Hình 13. Sự biến đổi không gian hàm lượng các nguyên tố U, Th, K theo mặt cắt T.5a 3.1.2.7. Mặt cắt tuyến 4 Tuyến T.4 được tiến hành đo phổ với chiều dài là 600m (33 điểm đo), mặt cắt T.4 cắt qua phân hệ tầng dưới – Hệ tầng Suối Làng và phân hệ tầng trên – Hệ tầng Suối Chiềng (Hình 14). Theo sơ đồ hình 14 có thể thấy: + Hàm lượng thori biến đổi khá đồng đều trên toàn tuyến, giá trị trung bình của thori tại tuyến này đạt 68,24ppm. Tuy nhiên có một số điểm có giá trị thori tăng cao là điểm tại vị trí 220m (hà