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据国内、外发表的资料统计，在70%的试验油田上，都出现了放射性异常，其特征是：油田上方相对于围岩而言，放射性强度降低20%～30%，放射性低值区的范围大体相当于油气田在地平面投影的轮廓线；油气田的边缘出现环状放射性强度增高带。此外，在部分油田上方也呈现出放射性正异常，放射性强度高出10%～30%。
直接根据放射性异常布钻也有获得成功的实例。如苏联的土库曼、阿塞拜疆等地的油田，美国得克萨斯的油田，中国四川某地的气田等，都获得了良好的效果，打出了油气。一些专家建议用放射性方法评价油气勘探靶区，这样做可以降低成本，提高钻探成功率。
众多油气田上都存在放射性异常，绝非偶然现象。关于异常形成机制问题，具有代表性的假说有以下几种：
(一)微量元素粒子自身运移假说
Fleischer，King，Kristiansson和Gingrich等人分别在1977～1984年的研究工作中指出：地下的微量元素本身可以呈气态形式(称为“地气”)向上运移。它的迁移完全不同于一般气体的扩散，但具有上升气流的性质，在地下水面以下，这种运移被设想为由小气泡促成。气泡通过基岩中的孔洞和裂隙从很深的深度向地面迁移，铀、氡等微量元素原子则附在气泡中到达地表。这种“地气”的运动极不规则，有时很少，有时形成雪崩之势构成气泡流。贾文懿等人(1992)在氡运移的模型实验中，采用中子活化分析方法，观察到放射性金属及其他一些元素本身可以从岩矿石进入空气，向上运移。瑞典的Bodliden公司认为，金属元素以气体形式的这种迁移可以穿过巨厚的基岩盖层或冰碛层。
放射性元素自身在迁移过程中，其分布受多种因素影响。如岩性、孔隙度、渗透率等。在裂隙发育区，渗透率高，会在地表测到放射性高值异常。而在油气藏分布地区，由于存在着致密盖层，在其屏蔽阻挡下，迫使向上运移的放射性元素沿盖层周围向上移动，而在油气藏上方出现低值异常，边缘出现高值晕圈，一般称之晕圈异常。如图7-19所示。
图7-19 放射性异常形成示意图
1—砂岩；2—灰岩；3—泥岩；4—第四纪
(二)烃类运移作用假说
Morse(1983)等人认为，来自深部油气藏的烃，在浅部氧化环境被阻挡并被氧化，生成CO2和H2O。CO2能继续与土壤或岩石中的金属离子作用，生成碳酸盐类化合物并充满岩石孔隙之中，这就增加了土壤或岩石的吸附能力。来自上升水中的放射性元素被吸附而沉淀，形成放射性异常。在油田上方，受屏蔽层阻挡，上升烃浓度小，形成低值异常，而在边缘，烃浓度大，形成放射性晕圈。
对烃的运移作用，Tompking(1990)与Morse看法正相反，他认为，在油气藏上方，由于微渗逸，烃浓度高，形成还原环境，油气田周围为氧化环境，U、Th、K等金属阳离子在电场力作用下，从周围向油气藏运移，并在其边缘沉淀下来，而形成晕圈异常。
(三)地表细菌氧化作用假说
Price(1986)从微生物角度探讨了油气藏上方放射性异常的形成机制。他认为，在油气藏上方，通过微渗透到达地表上方烃的浓度很高，超过了引起细菌氧化活动的阈值。在烃被细菌氧化时，产生的酸溶液使土壤解体，将黏土中及富含有机物的黑色页岩中的放射性元素淋滤掉，从而使油气藏上方出现低值异常。
(四)盆地深部压实水或地下水循环的垂直迁移作用假说
Pirson(1969)等人从地下水运移角度探讨了油气藏上方放射性异常的形成机制。他们认为，深部地下水，在向上运移过程中，携带了溶解于其中的盐类(包括放射性盐类)。在油气藏盖层阻挡下，上升水被迫向油气田边缘聚集。在浅部氧化环境中，盐类发生沉淀，从而在油气藏周围形成晕圈异常，而在油气藏上方出现低值异常。
(五)渗滤和扩散作用假说
蒋永一等(1988)在资料综合基础上，认为渗滤和扩散作用是放射性异常晕圈形成的主要原因。渗滤是指溶解于水相中的放射性元素，在重力和压力差条件下通过孔隙介质的运移。扩散是指，由于浓度梯度引起流体中溶解物质的运移。与扩散作用相比，渗滤作用明显得多，尤其在强烈发育的断裂构造部位。运移速度可增大几倍、几十倍甚至更多。
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