江西省黎川縣坊坪稀土礦勘測工程主要工藝研究

許星海

（江西省自然資源測繪與監測院，江西 南昌 330009）

稀土礦是可熔煉出稀土元素的礦，需要嚴格做好找礦工作，確定稀土礦的位置，對其進行有效勘測，為其提供良好的礦體開采條件。本文對江西省黎川縣坊坪稀土礦勘測工藝進行研究，勘測過程需要充分結合地質特征，制定有效的勘測方案，以保障稀土礦勘測順利進行。

1 江西省黎川縣坊坪礦區地質特征

1.1 地質構造

在地層方面，礦區由大量花崗巖組成，分布于山坡、河床等處，增加了稀土礦的開采難度。在構造方面，由斷裂構造組成，由石英進行填充，構造帶寬為1m～3m，同時存在帶寬為1m～6m的硅化破碎帶。破碎帶與圍巖之間具有明顯分界，使得斷裂結構更加清晰。從斷面結構上看，具有較多的擦痕，斷裂傾角在59°～65°之間。巖石粒狀不均，顏色為灰色或紅色，具有高嶺土化和螢石礦化的特征，在礦區中位于巖漿巖地帶[1]。

1.2 礦床特征

礦體位于硅化破碎帶，礦石組分為CaF2、SiO2等，礦體厚度在0.5m～3.2m之間。礦石結構為破碎膠結結構，構成了多樣化的礦床結構。礦石具有多種結構，包括梳狀、粒狀等，具有豐富的礦石結構類型。在礦石構造方面，一種常見的構造為塊狀構造，一般由螢石晶體聚集而成，主要分布于礦體上部，少量分布于其它部位。另一種常見的構造為條帶狀結構，主要由石英、螢石構成，分布于礦體兩側。

1.3 礦石類型

礦石類型主要分為兩種：一種為石英-螢石型，具有晶狀、壓碎狀等結構。在顏色方面，以綠色、乳白色為主，分布在礦脈中部。另一種為純螢石型，多以結晶狀存在，純螢石呈現為綠色。螢石主要由CaF2冷卻結晶形成，冷卻后的巖漿中含有氟，經過化學反應后形成CaF2，進而促進螢石的形成。

2 稀土礦勘測工程主要工藝分析

2.1 構建礦體三維模型

為更好地反映礦體的分布情況，需要為礦體構建三維模型，便于對礦體的空間分布狀況進行了解，對稀土礦進行有效探查。礦體三維模型基于TIN模型進行實現，并且需要通過面模型來劃分礦體邊界，使礦體具有良好的邊界特征，保障模型能更好地對稀土礦特征進行描述，使模型與稀土礦的真實情況相符。通過三維模型可對稀土礦的內部屬性進行表達，使礦體資源能得到有效模擬，并且有助于對礦體儲量的評估[2]。

2.2 稀土礦量估算

稀土礦量的估算方法較多，其中常見估算方法為克里金法，采用一種加權估算的方式，提高礦量分析的準確性。克里金法估算流程如下：首先，需要根據空間點構建區域變量，提高數據與空間結構的相關性，完成礦體環境信息的構建。選擇稀土礦的空間點為P（xu，xv，xw），圍繞空間點對礦體進行區域化處理，對礦體的空間區域進行規定，得到區域變量Z(x)＝Z（xu，xv，xw），進而完成區域化變量的構建。其次，需要進行平穩假設，構建礦化帶的具體位置，引入礦化帶的高度h，使Z（x）與Z（x＋h）具有相關性，提高礦化帶結構的清晰性。最后，基于空間的結構性構建變異函數，對變異函數進行擬合，使稀土礦分布情況能夠更加準確。變異模型求取方法為r（x，h）＝Var[Z(x)－Z(x＋h)]，可反映稀土礦的空間分布特征。

2.3 礦區成礦預測

礦區成礦組成較為復雜，需要做好成礦預測工作，獲取稀土礦的確切信息。礦區成礦預測流程如下：首先，需要遵守一定預測準則，提高成礦預測的準確性，具體內容如下：第一，就礦找礦。當發現稀土礦后，可沿著礦脈走向繼續勘測，往往能發現更多的礦脈。第二，控礦要素分析。通過正長巖及斷裂構造對稀土礦空間分布進行分析，使成礦空間位置能得到準確地分析。第三，類比推斷。圍繞放射源進行勘測，將其作為稀土礦的預測標志。可根據不同的巖石特征確定地質超礦標志，對于正長巖類，稀土含量一般在300ppm以上，因而可將正長巖作為稀土礦的標準，以此來對稀土礦進行探查。同時，還可將放射性作為標志，放射性越強，說明存在稀土礦的可能性越大，需要對放射性來源進行勘探。最后，對成礦預測區進行圈定，確定稀土礦的整體分布情況，對礦區形成有效地預測。

2.4 新式洛陽鏟的應用

新式洛陽鏟由銅頭、鍍鋅水管等結構構成，重量通常在10kg～15kg之間，主要用于淺層稀土礦勘測，對礦體情況進行判斷。新式洛陽鏟使用時，需以兩人為一組，采用垂直掘進的形式對勘測區域進行鉆孔。對于技術較高的施工人員，日鉆孔量通常為3～4個，深度在70m左右。通過新式洛陽鏟可對風化層進行揭露，了解礦體的具體風化情況，有助于對風化層進行分析，進而確定礦體的延伸與走向。新式洛陽鏟具有良好適用性，可應對鉆機無法進入的環境，尤其是粘土類風化物，能有效對其進行勘測，便于礦體取樣。而且，新式洛陽鏟的勘測成本較低，有助于勘測成本的控制，保障勘測過程的高效性[3]。

2.5 勘測樣本檢驗

獲取勘測樣本后，需要通過定性分析的方式對稀土礦樣本進行判斷，對稀土含量進行檢測，對礦區價值進行評估。定性分析可用于離子吸附型稀土礦的檢驗，具體檢測方法如下：首先，對離子進行析出處理。常見的浸取液有NaCl、NaOH等，將稀土投入到溶液中后可將稀土元素析出，析出過程為離子交換反應。其次，對稀土礦物進行沉淀處理，可在其中加入10%的草酸溶液，使稀土元素與草酸根結合形成沉淀。最后，對沉淀物中稀土元素的含量進行檢測，得出樣本中稀土元素的含量。假設稀土元素為RE，在離子交換反應后，以RE3+離子形式存在，與草酸反應后，將會形成沉淀物，化學式為RE2(C2O4)3·nH2O。樣本檢驗是確定稀土元素含量的關鍵，需要嚴格做好定性分析工作，保障稀土礦勘測的價值。

2.6 平面控制測量

在稀土礦勘測過程中，需要做好平面測量工作，基于GPS技術對測量點進行定位，保證平面測量的精準性。在平面控制測量中需要注意以下幾點：第一，需要對GPS控制網絡進行組建，在關鍵位置進行標石埋設，進而確定稀土礦分布區域的坐標點，對稀土礦分布情況進行分析。第二，需要做好外業觀測工作，并做好精度控制工作，靜態基線控制誤差為5mm±1ppm，保障外業觀測的精準程度。第三，需要做好平差計算工作，對靜態GPS數據進行處理，采用GPSADJ4.0軟件進行分析，使平面誤差得到有效限制。第四，需要對GPS網精度進行控制，將誤差控制在標準水平，其中閉合誤差控制在3.9ppm以下，使GPS網能得到準確布置，使平面能夠得到準確測量。

2.7 地形測量

在稀土礦勘測過程中，需要采取有效的地形測量措施，創建完善的地形條件，確定稀土礦所處的地形環境。地形測量過程中需要注意以下幾點：第一，地形數據采用全站儀進行測量，標準精度需要控制為2mm+3ppm，保障全站儀能得到正確應用，保障地形測量的合格率。第二，在地圖比例尺方面，基本等高距需要控制為5m，使地形具有良好的測量條件，保證測量過程能順利進行。第三，需要做好地形圖的高程調整工作，根據觀測情況對高程進行校正，將擬合度控制在±30mm以內，使地形圖更加準確，進而完成稀土礦地形圖的繪制工作[4]。

2.8 找礦技術應用

多數的稀土礦往往深埋于地下，需要通過找礦技術進行勘測，確定稀土礦的質量，同時可對稀土礦的分布情況進行判斷。常見找礦技術的勘測應用如下。

2.8.1 定向鉆探技術

當稀土礦深度較深時，需要采用定向鉆探技術進行找礦，通過鉆探來確定礦產的位置。應用定向鉆探技術可應對復雜的地質結構，對地質的深部進行準確勘探，并且具有較高的勘探效率。在定向勘測過程中，需做好鉆進方向的控制工作，鉆進偏差不能超過1°，并且需要時刻做好鉆進校正工作，表面鉆頭發生傾斜，偏離預定的鉆進方向，導致鉆頭無法到達指定鉆進位置。在鉆進過程中，需要做好鉆速的控制工作，當遇到松軟地質時，需要加大鉆進速度，防止鉆頭被土質粘連。當遇到堅硬土質時，需要降低鉆進速度，保證鉆進的同時避免對鉆頭造成損傷。

2.8.2 巖芯鉆探技術

巖心鉆探技術是一種重要的鉆探方式，并且鉆探工藝較為成熟。在鉆頭方面，采用了圓柱狀鉆頭，可有效降低鉆進時巖石的阻力，并且可降低鉆頭的損傷，對巖石進行有效鉆進。使用巖心鉆探技術時，需要注意以下幾點：首先，需要合理選擇鉆進設備，一般采用液壓動力鉆，滿足鉆進的動力需求，克服巖石阻力作用，保證鉆進過程的進行。其次，需要注重設備的保養工作，鉆探一段時間后，需要進行停機操作，使機械的疲憊狀態得到緩解，使其能實現正常工作。最后，需要注重液動沖擊器的應用，提高巖心鉆探的效率，鉆進速度可達到1.2m/h，實現良好的巖心鉆進量。鉆進過程中對沖擊器的損傷較大，需要注意零件的更換與維護，避免反復進行提鉆操作。

2.8.3 金剛石繩索鉆芯技術

金剛石繩索鉆芯技術是一項新興的技術，具有顯著的鉆芯效果，進而對稀土礦進行取樣。該技術采用金剛石繩索作為鉆頭，具有較強的抗壓、抗磨能力，可有效地提高鉆進速度，降低鉆頭的損傷程度。該技術可實現連續鉆進，由于不易發生損壞，能減少提鉆次數，并且具有較高的使用壽命。該技術可滿足深鉆孔的要求，能夠滿足1000m的深鉆需求。在鉆進過程中，需要注意鉆具組合形式的應用，為擴大鉆孔量，可將鉆桿、鉆頭、繩索進行綜合運用。通過這種方式，可有效地增加鉆孔量，對大量的稀土樣本進行采集，保證取樣效率。

2.8.4 X熒光及低頻電磁技術

在稀土礦勘測過程中，可采用發射X射線的方式對稀土礦進行預測，實現深部找礦。當X光照射礦物時，將會產生一定波長，通過對波長進行檢測實現對稀土礦的判斷，確定稀土礦的含量情況。X光機可隨著鉆頭送進地下深處，就地對礦石進行檢驗，判斷其是否為稀土礦石。而且，通過X熒光勘探技術可對礦產范圍進行確定，進而確定稀土礦的實際分布情況，進而繪制出準確的礦產分布圖，為稀土礦的開采工作進行準備。另外，還可采用低頻電磁技術實現找礦，該技術的識別率較高，但應用范圍較小。同時，該技術需要基于Fraser進行處理，對測量數據進行分析，進而確定稀土礦的分布和方位。

3 結論

綜上所述，稀土礦勘測過程較為復雜，需要合理地對勘測工藝進行應用，對勘測過程進行嚴格分析，提高稀土礦的勘測水平。通過稀土礦的勘測工作，可為采礦過程提供依據，當稀土礦含量達到一定的要求后，才能對礦山進行開采，保障稀土礦開采的有效性。