南方離子型稀土礦產地質勘查規(guī)范修訂建議

■ 王炯輝

（1.中國地質大學（北京）地球科學與資源學院，北京 100083；2.中國五礦集團公司，北京 100010）

南方離子型稀土礦產地質勘查規(guī)范修訂建議

■ 王炯輝

（1.中國地質大學（北京）地球科學與資源學院，北京 100083；2.中國五礦集團公司，北京 100010）

南方離子型稀土礦是我國特有的富含中重稀土元素的礦產資源，在礦床成因、礦石質量、采選工藝等方面獨具特色。隨著南方離子型稀土礦產的勘查、開發(fā)實踐，針對該類型礦產的勘查手段、評價指標、采礦方法、選礦工藝等逐漸成熟，加之生態(tài)環(huán)保要求的不斷提高，該類礦產的經(jīng)濟技術指標均發(fā)生深刻變化，現(xiàn)行《稀土礦產地質勘查規(guī)范》已無法全面指導南方離子型稀土礦產的勘查、評價工作。根據(jù)多年南方離子型稀土礦產方面的生產實踐和認識，文章在評價對象、勘查階段、勘查手段、巖芯樣品保存、資源儲量計算、底板類型和性質、原地浸礦工藝的適用條件等方面，對現(xiàn)行《稀土礦產地質勘查規(guī)范》提出了修訂建議。

南方離子型稀土礦；地質勘查規(guī)范；離子吸附相；評價對象；勘查手段；資源儲量；原地浸礦工藝

0 引言

離子吸附型稀土礦也稱為風化殼淋積型稀土礦，是富含稀土元素的中酸性巖漿巖、火山巖或火山碎屑巖風化后，稀土元素經(jīng)淋積富集吸附在風化殼粘土礦物中而形成。因該類型稀土礦主要產出于江西、福建、廣東、廣西、湖南等南方地區(qū)，也稱為南方離子型稀土礦。南方離子型稀土礦富含中重稀土元素，品質獨特，價值高，是我國最具優(yōu)勢的礦產之一，也是助推我國戰(zhàn)略新興產業(yè)升級、維護國家資源與經(jīng)濟安全的戰(zhàn)略性資源。

南方離子型稀土礦賦存于風化殼內，礦體分布嚴格受地形控制，礦石呈“土”狀，稀土礦物以特殊的“離子相”存在，是礦而非“礦”。經(jīng)幾代人的努力，針對南方離子型稀土礦特性創(chuàng)造出了獨特的開發(fā)方式，先后經(jīng)歷了池浸工藝、堆浸工藝和原地浸礦工藝三個階段。2012年7月工業(yè)信息化部制定的《稀土行業(yè)準入條件》規(guī)定：“離子型稀土礦開發(fā)應采用原地浸礦等適合資源和環(huán)境保護要求的生產工藝，禁止采用堆浸、池浸等國家禁止使用的落后選礦工藝”。原地浸礦工藝是用浸礦液從天然埋藏條件下的非均質礦體把呈吸附態(tài)的稀土離子交換浸出并回收稀土元素的新型采礦方法[1]。

南方離子型稀土礦在礦體特征、賦存狀態(tài)、開采及選冶工藝等方面存在諸多特殊性，因此評價對象應以離子相稀土為主，“全相”稀土為輔；其次在地質勘查階段除了完成常規(guī)地質工作之外，還要查清礦體底板情況、“礦石”的滲透性、估算離子相稀土資源儲量、原地浸礦工藝適用性等；在勘查技術手段、勘查工作內容、原始巖芯保管、工程控制網(wǎng)度、一般工業(yè)指標、夾石剔除問題等方面也需要有新的技術規(guī)范和質量標準參照執(zhí)行。隨著南方離子型稀土礦的勘查技術手段和開發(fā)工藝流程的不斷創(chuàng)新、成熟和推廣，目前執(zhí)行的《稀土礦產地質勘查規(guī)范》(DZ／T 0204-2002)[2]在很多方面已不能全面指導南方離子型稀土礦地質勘查，亟需對現(xiàn)行《稀土礦產地質勘查規(guī)范》進行修訂。

1 南方離子型稀土礦地質特征

1.1 礦床特征

離子吸附型稀土礦床是由含稀土豐度較高的母巖（花崗巖、火山巖、火山碎屑巖等）在南方溫暖濕潤的氣候條件下，經(jīng)物理化學作用、生物作用等表生作用，母巖中稀土礦物隨原巖逐漸解體而形成稀土離子進入水溶液，水溶液在沿風化層孔隙向下滲濾過程中，稀土離子以水合離子或羥基水合離子狀態(tài)吸附在下部風化層粘土礦物中富集而成。礦體分布與成礦母巖稀土豐度及后期蝕變作用有關，也與風化殼發(fā)育保存情況及粘土礦物含量有關。與稀土礦有關的蝕變作用主要有鉀長石化、鈉長石化、白云母化、黑云母化、高嶺石化、螢石化等。其中與中重稀土礦化關系密切的蝕變主要有白云母化、鈉長石化、螢石化和氟碳釔鈣礦化，與輕稀土礦化關系密切的蝕變主要有鉀長石化、黑云母化。

離子吸附型稀土礦發(fā)育程度與巖石的礦物成分和表生作用密切相關，發(fā)育完整的礦床自上而下一般由腐植層、粘土化層、全風化層、半風化層和基巖組成[3]。離子吸附型稀土礦主要賦存于風化殼內，礦體形態(tài)及產狀嚴格受地形和風化殼形態(tài)約束，平面上多呈條帶狀、不規(guī)則狀，垂向上呈透鏡狀、似層狀。富集度最高的礦體主要分布在全風化層中，大多處于低緩山區(qū)，山形渾圓，常隨含礦地質體的不同地貌要素而變化。一般情況下，礦體厚度是山頭（脊）＞山腰＞山腳，也有相當一部分是山腰＞山脊（頭）＞山腳[3]。在同一地貌類型和地貌單元中，地形平緩處的礦體大多厚于地形變陡的部位，山腰處的礦體通常更接近礦床的平均礦體厚度。據(jù)統(tǒng)計[4]，離子型稀土礦分布廣、埋藏淺、礦質疏松，礦體厚度一般2～10m，最厚可達30m甚至更深，礦體平均品位一般為稀土離子相0.05%～0.12%，稀土總量0.07%～0.16%。

1.2 礦石特征

離子型稀土礦礦石主要為全風化母巖，呈土狀或砂土狀（所以也可稱為“礦土”），具原巖結構特征，少量半風化層內礦石可保留塊狀構造。

礦石顏色與母巖內黑云母、角閃石等富含鐵錳質礦物的含量相關，多呈灰白色——褐黃色；礦物成分主要有粘土礦物（高嶺石、埃洛石、蒙脫石、水云母等）、石英、風化的長石[5]，副礦物有磁鐵礦、褐鐵礦、鋯石、鈦鐵礦、赤鐵礦、軟錳礦等。礦物成分因母巖不同而差異較大，中粗?；◢弾r礦物中石英含量較多，礦石呈砂狀，滲透性較好；火山碎屑巖區(qū)粘土礦物含量高，礦石呈粘土狀，滲透性差。

稀土元素在礦石中以離子吸附相、獨立礦物相、類質同象或固體分散相存在，大部份稀土元素呈離子吸附相存在于粘土礦物中，離子吸附相約占礦石中稀土總量的42%～90%[6]，而以獨立礦物和類質同象形式存在的稀土元素僅占很少一部分。在成礦過程中，該類型礦石中90%左右的稀土礦物呈陽離子狀態(tài)吸于高嶺石、白云母等粘土礦物表面[7]，其它狀態(tài)稀土元素主要分散在石英、長石、云母、石英斑晶等殘留造巖礦物和少量難風化的礦物中，離子相稀土占全相稀土比例變化的主要原因是風化程度不同。

同一礦體中，輕、重稀土在垂向上分帶富集現(xiàn)象明顯，輕稀土一般在全風化層中富集，重稀土多富集在半風化層中[8]。由淺部到深部，輕稀土逐漸減少，重稀土逐漸增加(圖1)。稀土含量在垂直剖面上有明顯的規(guī)律性，稀土元素主要集中在全風化層，分布呈現(xiàn)中間富、上下貧的特點。由于離子吸附型稀土礦與非礦在外觀上無明顯的差異，在礦化強度上呈漸變，礦體與圍巖及夾石均由樣品分析結果劃分。

圖1 輕、重稀土隨深變化曲線[8]

2 離子型稀土礦開采工藝特點

自從20世紀70年代發(fā)現(xiàn)南方離子型稀土礦以來，科技工作者通過不懈的努力，先后研發(fā)出池浸工藝、堆浸工藝和原地浸礦工藝，使南方離子型稀土礦開采、選冶技術不斷進步，在降低采礦成本、提高稀土綜合回收率的同時，較好地解決了稀土礦山開發(fā)中日益嚴重的環(huán)保問題。原地浸礦工藝被工業(yè)信息化部制定的《稀土行業(yè)準入條件》列為稀土開發(fā)重點推廣技術，以此淘汰落后生產工藝。

原地浸礦開采工藝， 就是在不破壞地表植被、不剝離表土采掘礦石的情況下，將電解質溶液(硫酸銨)經(jīng)注液井直接注入風化殼內礦體，電解質溶液中的陽離子將吸附在粘土礦物中的稀土離子交換解吸下來，形成稀土母液，母液經(jīng)采礦收集系統(tǒng)進入水冶車間再沉淀出稀土化合物。

原地浸礦機理主要有以下幾個環(huán)節(jié)：一是通過均勻分布的注液孔，電解質溶液在重力作用下沿風化殼孔隙、裂隙下滲；二是電解質溶液中活性陽離子與吸附在粘土礦物中的稀土離子交換解吸，形成稀土母液；三是母液繼續(xù)下滲、運移到自然底板或人造底板附近聚集飽和形成穩(wěn)定滲流，匯流到集液坑道或山腳集液溝內被收集，輸往水冶車間。

在原地浸礦工藝中，要求在勘查階段查明礦體層位的滲透性、含水飽和度、底板性質、是否有滲漏裂隙、風化殼注液飽和后山體的工程穩(wěn)定性等問題，從而判斷礦體(或礦段)是否適合采用原地浸礦工藝，提高采礦回收率，防止浸礦母液滲漏進入地下或地表水體，造成地下水和地表水氨氮超標，水體污染，做到稀土礦山綠色開發(fā)，保護生態(tài)環(huán)境。這些南方離子型稀土礦特有問題在地質勘查階段應有明確的規(guī)范標準要求。

3 現(xiàn)行稀土勘查規(guī)范存在的問題及修訂建議

3.1 明確以離子相稀土為評價對象

南方離子型稀土礦中稀土存在離子吸附相、獨立礦物相和類質同象等相態(tài)，并以離子吸附相為主，當前經(jīng)濟技術條件下能夠回收利用的也是可交換離子吸附相稀土，其它相態(tài)的稀土在目前經(jīng)濟技術條件下不具備工業(yè)利用價值。而且在不同礦區(qū)或同一礦區(qū)不同礦體中，離子吸附相稀土含量所占比例差異較大。以廣東省平遠縣八尺稀土礦區(qū)為例，三個礦段兩種巖體類型礦體數(shù)據(jù)統(tǒng)計，離子相稀土占全相稀土總量32.2%～98.6%，平均67.97%。造成離子相稀土占全相稀土比例變化的主要原因是風化殼發(fā)育程度的不同。

現(xiàn)行《稀土礦產地質勘查規(guī)范》[2]中的評價對象是“全相”稀土，既包含目前能提取利用的離子吸附相稀土，也包含難以工業(yè)利用的其它相態(tài)的稀土，資源儲量計算的一般工業(yè)指標也是以“全相”稀土為準，導致評價對象含混不清。這直接導致三方面問題：

一是容易將沒有工業(yè)利用價值的資源納入計算，夸大南方離子型稀土礦的資源儲量，造成礦山經(jīng)濟技術評價結果失真，輕則影響礦山生產建設規(guī)模和經(jīng)濟效益，重則導致投資失敗。

二是以“全相”稀土工業(yè)指標計算的資源儲量與實際可開發(fā)利用資源儲量數(shù)據(jù)脫節(jié)，導致礦山采礦回收率數(shù)據(jù)失真，這不僅難以指導、考核礦山開采技術管理，還困擾國土部門的資源儲量管理工作。

三是錯誤的稀土資源儲量統(tǒng)計數(shù)據(jù)誤導國家宏觀決策和相關政策的制定。

在現(xiàn)實生產中，各稀土礦山的采礦回收率或綜合回收率統(tǒng)計數(shù)據(jù)差異非常大，原因之一就是資源儲量計算對象為“全相”稀土，而開發(fā)利用的是可交換離子相吸附相稀土，導致資源儲量計算結果與生產中可利用資源儲量不一致。因此，建議在勘查評價南方離子型稀土礦時，樣品化驗分析、一般工業(yè)指標、資源儲量計算均明確以離子吸附相稀土為評價對象，“全相”稀土僅為輔助指標。

3.2 優(yōu)化勘查工作階段

南方離子型稀土礦主要產出于花崗巖體或中酸性火山碎屑巖區(qū)的風化殼內，成礦地質條件簡單，礦體分布規(guī)律明確，找礦和評價方法簡單便捷，勘查周期短，甚至當?shù)卮迕穸寄芎芸煺{查清楚承包山林下是否有稀土礦、稀土配分、礦產價值等。稀土礦采選工藝簡單，礦山建設（水冶車間）投資少，注液礦山與水冶車間以PVC管道相連，二者相對位置和距離靈活不受限制，一個水冶車間可服務幾公里甚至十幾公里遠范圍內的礦山，所以礦山生產規(guī)模和周期取決于一個區(qū)域內眾多礦體稀土礦產資源的質量，單個礦體勘查程度對礦山開發(fā)影響不大。稀土礦產地質勘查可以不必拘泥于預查、普查、詳查、勘探四個環(huán)節(jié)，可縮短和簡化勘查流程。

建議將南方離子型稀土礦勘查工作分為兩個階段，即預—普查階段和詳查階段。其中，預—普查階段完成礦產資源遠景評價和對礦體做出初步評價、可行性評價的概略研究，達到現(xiàn)行規(guī)范中的普查要求，估算333資源量，同時對礦區(qū)是否適合開展原地浸礦做出評價，為下一步開展詳查、礦產地儲備、稀土資源總體規(guī)劃等提供基礎地質資料；詳查階段按照“探儲采相平衡”，取得國家開采總量指標計劃后，對已完成預—普查工作并適合開采的礦區(qū)深入開展詳查地質勘查工作，基本查明礦區(qū)和礦體地質特征、礦石特征等，達到現(xiàn)行詳查階段要求，為礦山建設設計、經(jīng)濟技術評價、采選工藝選擇、生態(tài)環(huán)境保護提供地質資料，現(xiàn)行規(guī)范中的勘探階段歸到礦山建設前的生產勘探中。

3.3 勘查技術手段的選擇——“洛陽鏟”、淺鉆、淺井組合

現(xiàn)行《稀土礦勘查規(guī)范》中要求風化殼離子吸附型稀土礦床的勘探工程手段以淺井為主，輔以少量不使用沖洗液的鉆孔。然而，淺井工程施工效率低，費用高，而且挖出砂土量大，破壞植被和山體程度大。目前各稀土礦山和勘查施工單位均使用改進后的“洛陽鏟”作為人工取樣鉆，進行稀土礦產勘查和評價?！奥尻栫P”取樣筒直徑10cm，長40cm；鉆桿用普通6分鍍鋅鐵管（直徑約26.8mm），每根長2m，重3kg，鉆桿間由絲扣連接（圖2）。施工孔深20m所需設備總重量不超過40kg，便于在山林內搬運?！奥尻栫P”施工時一個作業(yè)組由兩個熟練工人組成，單孔取樣深度可達30～40m，一天可施工2～3個25m的孔。

圖2 人工取樣鉆（a）及其施工過程（b）

根據(jù)與淺井、機械鉆探取樣質量對比和大量生產實踐證明，“洛陽鏟”取樣質量能夠達到稀土礦產取樣要求。與淺井和機械鉆探相比，“洛陽鏟”具有便攜、高效、安全、經(jīng)濟、對植被破壞小等優(yōu)勢?！奥尻栫P”施工的缺點是不能打穿半風化層，在全風化層厚度大于35～40m的礦區(qū)無法穿透礦體，不能觀察巖土的分層結構、裂隙發(fā)育情況。對于風化層厚大的礦區(qū)可通過少量的機械淺鉆進行揭露控制，機械淺鉆還用來控制和評價礦體深部原巖性質和裂隙發(fā)育情況，查明礦體底板位置、性質，查清地下水位；用少量淺井工程對礦區(qū)風化層結構、裂隙發(fā)育情況、水文地質工程地質情況進行觀察、取樣、研究，同時為注浸工藝提供礦層滲流參數(shù)、天然底板可利用評價，或為人造底板設計提供地質資料。

因此，建議南方離子型稀土礦勘查采用以“洛陽鏟”為主，輔以淺鉆和淺井相結合的勘探方式。

3.4 南方離子型稀土礦原始巖芯樣品保存

南方離子型稀土礦礦石呈土狀，是礦而非“礦”，不論是機械巖芯鉆探還是“洛陽鏟”施工，取出的“巖芯”出筒即碎，呈土狀或砂土狀。在野外實際采樣過程中，按設計取樣長度（一般樣長為2m，取出巖芯土重25kg左右）將“巖芯”土混勻，現(xiàn)場縮分取樣（3～5kg），剩余巖芯就地丟棄，造成該類礦山不像其它金屬礦山一樣在勘查工作結束后仍有巖芯庫保存，供后期綜合研究或樣品分析質量核查使用。

盡管現(xiàn)行勘查規(guī)范中對于此類巖芯的保管并未做出嚴格規(guī)定，但從商業(yè)性勘探角度出發(fā)，特別是在國際礦業(yè)準則下，巖芯屬于原始實物性地質資料，其真實性決定著勘查成果的價值和可靠性，具有重要的保存意義。根據(jù)離子型稀土巖芯特點及應用試驗，我們建議對重要礦體或礦段取出的土狀巖芯放置在專用PVC管中，與其它礦產巖芯一樣，按施工順序分回次記錄、分層、取樣、保存；其它巖芯可在野外按取樣長度將巖芯土混勻、縮分，取樣后剩余部分裝入塑料封口袋并編號，送樣品庫長期保存，保留巖芯重量約2kg。

3.5 增加對礦區(qū)底板的評價

根據(jù)原地浸礦工藝特點，在南方離子型稀土礦地質勘查評價過程中，對礦區(qū)底板深度、裂隙發(fā)育情況的勘查評價十分重要。所謂礦區(qū)底板是指風化殼半風化層與基巖的界面，按底板埋深可分為出露式和深潛式兩類（圖3）。在原地浸礦工藝中，出露式底板可做為回收母液的天然收液界面，同時基巖裂隙發(fā)育情況會直接影響收液效果，也對浸取液滲漏和環(huán)保造成影響；深潛式底板因低于地表最低點，需要制造人工假底來收集母液。

圖3 南方離子型稀土礦底板類型

對礦區(qū)底板的地質勘查和評價，主要從兩方面著手：一是在地質填圖工作中，要重點查清基巖出露分布和區(qū)域斷裂構造，仔細觀察記錄基巖的節(jié)理、劈理、斷裂構造特征，對礦區(qū)基巖的完整性做出評價；二是通過機械鉆探打穿風化殼到基巖，確定底板位置和性質，并通過巖芯研究基巖節(jié)理、劈理、裂隙，對礦區(qū)基巖的完整性做出評價。

人造底板的設計要考慮礦體空間位置，如果風化殼厚度大，礦體下方無礦帶(層)，應將人造底板設計在礦體下邊界附近，防止礦體下方無礦帶(層)的“反吸附”作用，以此減少注液量、縮短回收時間、降低成本、提高采礦回收率；同時，也要考慮底板與地下潛水面的關系，對于低于潛水面的礦體，目前的原地浸礦工藝無法回采。

3.6 勘查工程布置及工程間距

現(xiàn)行勘查規(guī)范中要求“對于風化殼離子吸附型稀土礦床一般采用勘探線與地形相結合的方法”。由于南方離子型稀土礦賦存于風化殼內，礦體分布嚴格受地形控制，礦體厚度、品位在山頭、山腰、山腳有特定的變化規(guī)律，所以按勘探線布置勘查工程基本不適用，既浪費工作量，又對礦體控制不全面，給實際工作帶來不必要的困擾。

根據(jù)南方離子型稀土礦勘查與開發(fā)經(jīng)驗，勘查工程點的布置除應吸取傳統(tǒng)勘查工作基本經(jīng)驗外，更應與地形地貌緊密結合，不按傳統(tǒng)的勘探線網(wǎng)度布置，避免在溝谷、第四紀覆蓋區(qū)等布置無效工程。建議以山體為主，從山頭（脊）開始，沿山腰向山腳采用相對均衡的工程間距，廢棄線距、點距要求，只以工程密度（單位平方公里內工程數(shù)量）作為礦體控制程度評價指標，地形條件復雜的部位，應適當加密控制（表1）。

3.7 增加“礦石”質量研究內容

表1 南方離子型稀土礦床勘查類型工程間距參考表

南方離子型稀土礦“礦石”質量研究工作除完成現(xiàn)行規(guī)范中要求的相關內容之外，根據(jù)該類型“礦石”特點和采選工藝要求，還應增加分析風化殼砂土層(礦層)粘土含量、滲透率、含水飽和度、液限、塑限等指標，增加分析“礦石”中影響注液濃度、注液量、除雜工藝的鋁、鐵、鎂等離子含量。

一是為后期采選礦配制浸取劑、設計注液速度和注液量、預測回收母液周期提供重要基礎參數(shù)。

二是為評價注液開采時的山體穩(wěn)定性，預防崩塌、滑坡等地質災害發(fā)生，確保礦山安全生產，保護生態(tài)環(huán)境。據(jù)巖土工程試驗研究[9]，山體發(fā)生崩塌、滑坡等地質災害與坡度呈正相關線性關系（圖4a），與含水率呈負相關指數(shù)關系（圖4b）。

圖4 坡度與泥流率關系曲線（a）和含水率與粘聚強度關系曲線（b）[9]

三是為評價礦段、礦體或某局部區(qū)域是否適合原地浸礦工藝提供“礦石”質量參數(shù)。在礦山開展原地浸礦施工前，要充分分析研究礦區(qū)地形坡度、“礦石”粘土含量及含水飽和度、巖土力學性質之間的關系，確定發(fā)生山體崩塌或滑坡的理論臨界點，確定能否應用原浸礦工藝以及生產過程中要注意的問題。

3.8 一般工業(yè)指標和夾石

現(xiàn)行《稀土礦產地質勘查規(guī)范》中一般工業(yè)指標是以“全相”稀土品位為標準制定的，正如前文論述，南方離子型稀土礦應采用以可交換離子吸附相稀土品位為標準來確定邊界品位和最低工業(yè)品位。

關于南方離子型稀土礦一般工業(yè)指標的研究和論證，很多生產單位和研究機構都曾給出建議標準，我們在完成廣東八尺稀土礦勘查及原地浸礦試驗過程中也對其進行了研究，按照原地浸礦工藝技術可行和經(jīng)濟合理的基本原則（公式1），建議南方離子型稀土礦一般工業(yè)指標取值如表2所示。

表2 南方離子型稀土礦床一般工業(yè)指標

在采用原地浸礦工藝進行開采時，由于浸礦劑經(jīng)注液孔注入礦體后在自然重力和毛細作用下向下滲透，只要浸礦劑保持一定的濃度，凡浸礦劑到達部位的離子相稀土均將被交換浸取出來，尤其是低品位礦甚至未達邊界品位的非礦稀土都可以浸出回收，礦山生產中經(jīng)常發(fā)生稀土采礦回收率（浸取率）大于100%的情況。所以南方離子型稀土礦的一般工業(yè)指標不應由一個一維因素來決定，而應該將礦體厚度、風化殼滲濾性能作為參考指標綜合考慮。

南方離子型稀土礦中輕、重稀土含量比例變化差異大，而且重稀土中各元素的市場價格差異巨大，所以在確定一般工業(yè)指標時，采用稀土綜合價值更為合理。

在實際原地浸礦過程中，因礦山地質類型復雜、礦體厚度小、品位低、滲透系數(shù)變化大、無礦帶厚度或范圍較大等因素，容易造成反吸附現(xiàn)象。所以具體工業(yè)指標取值需根據(jù)礦床特征、礦體賦存條件、浸礦試驗結果和稀土市場價格等進行論證。論證過程中，建議采用多參數(shù)擬合公式模型的方式，科學地確定最低工業(yè)品位和邊界品位。

關于夾石問題，正如上文所述，原地浸礦工藝在注液、浸取過程中，不分工業(yè)礦體、低品位礦體和非礦層，只要介于注液和集液底板之間的層位，浸礦劑都會到達，并發(fā)生離子交換，無法剔除非礦的“夾石”，所以在圈定南方離子型稀土礦體時，不存在夾石剔除。但因非礦層也參與礦體單工程平均品位計算，當非礦層厚度過大時，可考慮分層注液和設計人造底板進行收液；如不能分層開采，則該礦體不適合原地浸礦工藝處理。

3.9 資源儲量計算方法

在我國地質礦產勘查工作中，傳統(tǒng)的資源儲量估算方法包括算術平均法、地質塊段法、多角形法、斷面法(包括垂直剖面法和水平斷面法)等，這些方法廣泛應用于各類礦產資源儲量計算中?，F(xiàn)行《稀土礦產地質勘查規(guī)范》中要求用斷面法和塊段法，提倡在有條件時采用地質統(tǒng)計學方法進行資源儲量估算。迄今為止我國絕大部分南方離子型稀土礦的勘查地質報告均采用傳統(tǒng)方法開展資源儲量計算。

近年來隨著離子吸附型稀土礦勘探和開采工藝的不斷進步，傳統(tǒng)儲量計算方法在此礦種的資源儲量計算上顯示出越來越大的局限性，已不能滿足準確評價礦床經(jīng)濟價值的基本要求，主要體現(xiàn)在：

(1)評價效率低，計算參數(shù)少。離子吸附型稀土礦礦體分布不連續(xù)，采用傳統(tǒng)方法計算一個礦區(qū)往往需要圈定出上百甚至上千個小礦體；南方離子型稀土礦因開采工藝特殊而決定了圈定礦與非礦的邊界，除最低工業(yè)品位和邊界品位外，還要根據(jù)混合稀土市場價格計算圈定的礦體厚度與礦體平均品位最佳經(jīng)濟技術結合點。工作量巨大，工作效率低，評價周期長。

(2)不符合原地浸取采礦方法的特點。離子吸附型稀土的原地浸取采礦方式屬于溶浸采礦，在采礦中無法嚴格按照已圈定礦體邊界進行，而是依據(jù)地形開展試劑注浸，并在底板進行含礦試劑回收。因此，傳統(tǒng)資源儲量計算方法中考慮的礦體圈定、夾石剔除等要素不在采礦實踐中體現(xiàn)，不具實際生產意義。

(3)計算結果偏離實際生產結果。從多年的生產實踐看，采用傳統(tǒng)儲量計算方法得到的離子型稀土礦資源儲量結果往往系統(tǒng)性地小于真實的生產結果，評價結果實際應用性不強。

而與此相對應，采用地質統(tǒng)計學方法開展離子吸附型稀土儲量計算具有諸多優(yōu)越性。通過結構分析和Kriging插值可以高效準確得到品位的空間分布情況；結合市場需求，反應不同邊際品位下的資源儲量分布；在地質模型基礎上建立滲透性模型，為采礦中的工程布局提供優(yōu)化，進一步提高稀土采礦綜合回采率。因此，地質統(tǒng)計學方法開展儲量計算更符合離子吸附型稀土的特殊賦存形式和開發(fā)方法，可以更好滿足實際生產應用需要。

3.10 原地浸礦工藝適用性論證要求

原地浸礦工藝是一個采選技術集成工藝，在提高綜合回收率、保護環(huán)境等方面具有明顯的先進性，是國家大力推廣的南方離子型稀土礦山開發(fā)技術。正如其它工藝和技術一樣，原地浸礦工藝也有其適用條件和要求，并不是所有南方離子型稀土礦都適合使用，在確定使用該工藝前，需要對礦區(qū)、礦體進行適用性論證。

關于原地浸礦工藝適用性評價主要從以下幾方面進行：

(1)在普查—詳查階段，通過地質填圖、基巖填圖、機械淺鉆等方法手段，完成礦區(qū)主要礦體底板類型和發(fā)育情況研究，包括天然底板的完整程度(如斷裂、裂隙、節(jié)理、劈理等發(fā)育情況)、透（滲）水性能、產狀、起伏情況、結構狀況等。

(2)對礦區(qū)構造，包括斷層、裂隙、結構面，尤其是中型以上結構面、結構弱面、工程巖體穩(wěn)定性、山體注液后穩(wěn)定性、潛在的地下工程不穩(wěn)定體等進行評價。

(3)天然底板存在規(guī)模較大構造破碎帶或斷裂、裂隙發(fā)育的，在注液后易發(fā)生母液泄漏，不適合原地浸礦工藝。

(4)地下水文條件復雜，風化殼內存在復雜地下水滲流通道，滲流無規(guī)律可循的礦區(qū)不適合采用原地浸礦工藝。

(5)對礦區(qū)風化殼(包含礦體)的滲透性進行評價。通過對風化殼結構、構造、粘土成分和含量、滲透率、含水飽和度等進行分析研究并做出評價。建議對于滲透速率K＜0.25～0.5m/d的礦區(qū)，因滲透性能差，原地浸滲效果不好且易發(fā)生滑坡地質災害，不適用原地浸礦工藝。

(6)在風化殼極發(fā)育的礦區(qū)，產出于潛水面以下的離子吸附型稀土礦體不適用于原地浸礦生產工藝。

(7)礦體山腳下有民房、廠房或其他重要建筑物時，不適合原地浸礦工藝，防止因采礦擾動山體后產生滑坡、崩塌等地質災害，發(fā)生安全事故。

對于不適合于采用原地浸礦工藝的礦區(qū)或礦體，我們在實踐中不斷積極探索、創(chuàng)新，也逐步找到新的開發(fā)工藝，并不斷完善，待技術成熟時推廣應用。

3.11 增加礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護評價

隨著國家和社會對環(huán)保和生態(tài)問題的關注，今后的地質勘查、礦業(yè)開發(fā)都應將綠色環(huán)保放在更加重要的位置，尤其是南方離子型稀土礦開發(fā)采用原地浸礦工藝，在注液和集液過程中要注意氨氮滲漏問題。南方離子型稀土礦的勘查和開發(fā)過程中，生態(tài)環(huán)境保護評價工作主要有以下幾方面：

(1)地質勘查工作中，選用對環(huán)境影響小的人工“洛陽鏟”施工，減少修路、平機臺工作，減少對地表巖土和植被的破壞，淺井要及時回填，做到綠色勘探。

(2)在地質勘查階段的水工環(huán)工作中，加強生態(tài)、環(huán)境、地災調查工作內容，通過收集礦區(qū)相關資料和實地調查，對礦區(qū)生態(tài)、環(huán)境和地災做出評價。

(3)重視原地浸礦工藝適用性論證，明確劃出不適用原地浸礦工藝的礦區(qū)、礦體范圍，避免因盲目施工導致的藥液滲漏或滑坡、崩塌等地質災害。

(4)加強生產過程中的監(jiān)管，要求生產注液、集液閉路循環(huán)，廢水循環(huán)利用；建立動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，重點監(jiān)控礦區(qū)內及下游地表水和地下水pH值、銨氮含量的變化，預防為主，實時監(jiān)控。

4 總結

大量實踐和研究表明，南方離子型稀土礦有其獨特的地質特征和開發(fā)工藝，技術經(jīng)濟評價內容指標已發(fā)生重大變化。因此，勘查階段的地質工作既要滿足常規(guī)固體礦產的技術、質量要求，也要根據(jù)該類型稀土礦的特點，修改、完善現(xiàn)行《稀土礦產地質勘查規(guī)范》，建議在評價對象、勘查階段、勘查手段、樣品保存、勘查工程布置、資源儲量估算、原地浸礦適用性評價和環(huán)境保護等方面進行補充、修訂。

[1]邵億生.離子型稀土原地浸礦新工藝研究[C]//中國稀土學會第四屆學術年會論文集.北京:冶金工業(yè)出版社,2000.

[2]DZ/T 0204-2002,稀土礦產地質勘查規(guī)范[S].

[3]贛南地質調查大隊.贛南離子吸附型稀土礦成礦規(guī)律研究[R]．贛州：贛南地質調查大隊,1986．

[4]鄧茂春,王登紅,曾載淋,等.風化殼離子吸附型稀土礦圈礦方法評價[J].巖礦測試,2013,32(5):803-809.

[5]池汝安,田君,羅仙平,等.風化殼淋積型稀土礦的基礎研究[J].有色金屬科學與工程,2012,3(4):1-13.

[6]贛南地質調查大隊.贛南花崗巖類風化殼離子吸附型稀土成礦規(guī)律研究[R].贛州:贛南地質調查大隊,1986.

[7]李春.原地浸礦新工藝在離子型稀土礦的推廣應用[J].有色金屬科學與工程,2011,2(1):63-67.

[8]包志偉.華南花崗巖風化殼稀土元素地球化學研究[J].地球化學,1992,21(2):166-174.

[9]趙吉坤,陳佳虹.降雨條件下土體坡度及含水率對邊坡穩(wěn)定性影響的試驗研究[J].山東大學學報(工學版),2013,43(2):76-83.

Suggestions on the Revision with Regard to the Criterion for Ionic Rare Earth MineralExploration in South China

WANG Jionghui
(1.School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083; 2.China Minmetals Corporation, Beijing 100010)

Ion-absorbed rare earth depositsin South China are our country’s unique mineral resources which are rich in medium and heavy rare earth elements. These ion-absorbed rare earth deposits have a unique characteristic in mineral deposit genesis, ore quality and the process of mining and concentrating. This paper argues that with the exploration development of ionic rare earth minerals, the exploration means, evaluation index,mining method, and benefciation process in this regard have become mature gradually. In addition, as the requirements for ecological environment protection have constantly improved; the economic and technical indicators of such minerals are undergoing profound changes. As a result, the current “specifcations for rare earth mineral exploration”has been unable to fully guide the exploration and evaluation work of ionic rare earth mineralin South China. Under these circumstances, suggestions for revising the current “specifcations for rare earth mineral exploration” are proposed in this paper, the range of issues involving evaluation object,prospecting stage and means,core samples preserved, reserves calculation,plate type and properties, and the application condition of in-situ leaching process.

the southern ionic type rare-earth ore;criterion of geological exploration;ion-adsorption type;evaluation object;prospecting methods; reserves calculation;in-situ leaching process

F407.1；F062.1

A

1672-6995（2016）01-0012-08

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《中國國土資源經(jīng)濟》編輯部

2015-11-27；

2015-12-07

王炯輝（1964-），男，黑龍江省哈爾濱市人，中國五礦集團公司研究員、教授級高工，工程碩士，現(xiàn)任中國五礦集團公司總經(jīng)理助理兼礦產資源部總經(jīng)理、五礦勘查開發(fā)有限公司總經(jīng)理，曾主持泥河鐵礦、嵩縣金礦等大型勘探項目，創(chuàng)造的地質找礦新機制在業(yè)內具有廣泛影響，主要從事礦產勘查方法與礦產經(jīng)濟研究工作。

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