■ 王炯輝

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.中國五礦集團(tuán)公司，北京 100010）

南方離子型稀土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范修訂建議

■ 王炯輝

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；2.中國五礦集團(tuán)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(chǎn)資源，在礦床成因、礦石質(zhì)量、采選工藝等方面獨(dú)具特色。隨著南方離子型稀土礦產(chǎn)的勘查、開發(fā)實(shí)踐，針對該類型礦產(chǎn)的勘查手段、評價指標(biāo)、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(chǎn)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)均發(fā)生深刻變化，現(xiàn)行《稀土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》已無法全面指導(dǎo)南方離子型稀土礦產(chǎn)的勘查、評價工作。根據(jù)多年南方離子型稀土礦產(chǎn)方面的生產(chǎn)實(shí)踐和認(rèn)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(jì)算、底板類型和性質(zhì)、原地浸礦工藝的適用條件等方面，對現(xiàn)行《稀土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》提出了修訂建議。

南方離子型稀土礦；地質(zhì)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(fēng)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(fēng)化后，稀土元素經(jīng)淋積富集吸附在風(fēng)化殼粘土礦物中而形成。因該類型稀土礦主要產(chǎn)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(zhì)獨(dú)特，價值高，是我國最具優(yōu)勢的礦產(chǎn)之一，也是助推我國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)升級、維護(hù)國家資源與經(jīng)濟(jì)安全的戰(zhàn)略性資源。

南方離子型稀土礦賦存于風(fēng)化殼內(nèi)，礦體分布嚴(yán)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(dú)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(zhǔn)入條件》規(guī)定：“離子型稀土礦開發(fā)應(yīng)采用原地浸礦等適合資源和環(huán)境保護(hù)要求的生產(chǎn)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(zhì)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(yīng)以離子相稀土為主，“全相”稀土為輔；其次在地質(zhì)勘查階段除了完成常規(guī)地質(zhì)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(shù)手段、勘查工作內(nèi)容、原始巖芯保管、工程控制網(wǎng)度、一般工業(yè)指標(biāo)、夾石剔除問題等方面也需要有新的技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)參照執(zhí)行。隨著南方離子型稀土礦的勘查技術(shù)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(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》(DZ／T 0204-2002)[2]在很多方面已不能全面指導(dǎo)南方離子型稀土礦地質(zhì)勘查，亟需對現(xiàn)行《稀土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范》進(jìn)行修訂。

1 南方離子型稀土礦地質(zhì)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(xué)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(jìn)入水溶液，水溶液在沿風(fēng)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(fēng)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(guān)，也與風(fēng)化殼發(fā)育保存情況及粘土礦物含量有關(guān)。與稀土礦有關(guān)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(guān)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(guān)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(guān)，發(fā)育完整的礦床自上而下一般由腐植層、粘土化層、全風(fēng)化層、半風(fēng)化層和基巖組成[3]。離子吸附型稀土礦主要賦存于風(fēng)化殼內(nèi)，礦體形態(tài)及產(chǎn)狀嚴(yán)格受地形和風(fēng)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(fēng)化層中，大多處于低緩山區(qū)，山形渾圓，常隨含礦地質(zhì)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(dāng)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(jì)[4]，離子型稀土礦分布廣、埋藏淺、礦質(zhì)疏松，礦體厚度一般2～10m，最厚可達(dá)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(fēng)化母巖，呈土狀或砂土狀（所以也可稱為“礦土”），具原巖結(jié)構(gòu)特征，少量半風(fēng)化層內(nèi)礦石可保留塊狀構(gòu)造。

礦石顏色與母巖內(nèi)黑云母、角閃石等富含鐵錳質(zhì)礦物的含量相關(guān)，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(fēng)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，中粗粒花崗巖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(dú)立礦物相、類質(zhì)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(dú)立礦物和類質(zhì)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(fēng)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(fēng)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(fēng)化層中富集，重稀土多富集在半風(fēng)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(fēng)化層，分布呈現(xiàn)中間富、上下貧的特點(diǎn)。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(qiáng)度上呈漸變，礦體與圍巖及夾石均由樣品分析結(jié)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(diǎn)

自從20世紀(jì)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(shù)不斷進(jìn)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(yán)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(zhǔn)入條件》列為稀土開發(fā)重點(diǎn)推廣技術(shù)，以此淘汰落后生產(chǎn)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(zhì)溶液(硫酸銨)經(jīng)注液井直接注入風(fēng)化殼內(nèi)礦體，電解質(zhì)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(jìn)入水冶車間再沉淀出稀土化合物。

原地浸礦機(jī)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(zhì)溶液在重力作用下沿風(fēng)化殼孔隙、裂隙下滲；二是電解質(zhì)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(yùn)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(nèi)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(zhì)、是否有滲漏裂隙、風(fēng)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(jìn)入地下或地表水體，造成地下水和地表水氨氮超標(biāo)，水體污染，做到稀土礦山綠色開發(fā)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。這些南方離子型稀土礦特有問題在地質(zhì)勘查階段應(yīng)有明確的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)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(dú)立礦物相和類質(zhì)同象等相態(tài)，并以離子吸附相為主，當(dāng)前經(jīng)濟(jì)技術(shù)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(jì)技術(shù)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(yuǎn)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(jì)，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(fēng)化殼發(fā)育程度的不同。

現(xiàn)行《稀土礦產(chǎn)地質(zhì)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(jì)算的一般工業(yè)指標(biāo)也是以“全相”稀土為準(zhǔn)，導(dǎo)致評價對象含混不清。這直接導(dǎo)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(jì)算，夸大南方離子型稀土礦的資源儲量，造成礦山經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價結(jié)果失真，輕則影響礦山生產(chǎn)建設(shè)規(guī)模和經(jīng)濟(jì)效益，重則導(dǎo)致投資失敗。

二是以“全相”稀土工業(yè)指標(biāo)計(jì)算的資源儲量與實(shí)際可開發(fā)利用資源儲量數(shù)據(jù)脫節(jié)，導(dǎo)致礦山采礦回收率數(shù)據(jù)失真，這不僅難以指導(dǎo)、考核礦山開采技術(shù)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(jì)數(shù)據(jù)誤導(dǎo)國家宏觀決策和相關(guān)政策的制定。

在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，各稀土礦山的采礦回收率或綜合回收率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)差異非常大，原因之一就是資源儲量計(jì)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(dǎo)致資源儲量計(jì)算結(jié)果與生產(chǎn)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(yàn)分析、一般工業(yè)指標(biāo)、資源儲量計(jì)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(biāo)。

3.2 優(yōu)化勘查工作階段

南方離子型稀土礦主要產(chǎn)出于花崗巖體或中酸性火山碎屑巖區(qū)的風(fēng)化殼內(nèi)，成礦地質(zhì)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(dāng)?shù)卮迕穸寄芎芸煺{(diào)查清楚承包山林下是否有稀土礦、稀土配分、礦產(chǎn)價值等。稀土礦采選工藝簡單，礦山建設(shè)（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(wù)幾公里甚至十幾公里遠(yuǎn)范圍內(nèi)的礦山，所以礦山生產(chǎn)規(guī)模和周期取決于一個區(qū)域內(nèi)眾多礦體稀土礦產(chǎn)資源的質(zhì)量，單個礦體勘查程度對礦山開發(fā)影響不大。稀土礦產(chǎn)地質(zhì)勘查可以不必拘泥于預(yù)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(yù)—普查階段和詳查階段。其中，預(yù)—普查階段完成礦產(chǎn)資源遠(yuǎn)景評價和對礦體做出初步評價、可行性評價的概略研究，達(dá)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(chǎn)地儲備、稀土資源總體規(guī)劃等提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料；詳查階段按照“探儲采相平衡”，取得國家開采總量指標(biāo)計(jì)劃后，對已完成預(yù)—普查工作并適合開采的礦區(qū)深入開展詳查地質(zhì)勘查工作，基本查明礦區(qū)和礦體地質(zhì)特征、礦石特征等，達(dá)到現(xiàn)行詳查階段要求，為礦山建設(shè)設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價、采選工藝選擇、生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供地質(zhì)資料，現(xiàn)行規(guī)范中的勘探階段歸到礦山建設(shè)前的生產(chǎn)勘探中。

3.3 勘查技術(shù)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(fēng)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(fèi)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(jìn)后的“洛陽鏟”作為人工取樣鉆，進(jìn)行稀土礦產(chǎn)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(shè)備總重量不超過40kg，便于在山林內(nèi)搬運(yùn)?！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(dá)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(jī)械鉆探取樣質(zhì)量對比和大量生產(chǎn)實(shí)踐證明，“洛陽鏟”取樣質(zhì)量能夠達(dá)到稀土礦產(chǎn)取樣要求。與淺井和機(jī)械鉆探相比，“洛陽鏟”具有便攜、高效、安全、經(jīng)濟(jì)、對植被破壞小等優(yōu)勢?！奥尻栫P”施工的缺點(diǎn)是不能打穿半風(fēng)化層，在全風(fēng)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(jié)構(gòu)、裂隙發(fā)育情況。對于風(fēng)化層厚大的礦區(qū)可通過少量的機(jī)械淺鉆進(jìn)行揭露控制，機(jī)械淺鉆還用來控制和評價礦體深部原巖性質(zhì)和裂隙發(fā)育情況，查明礦體底板位置、性質(zhì)，查清地下水位；用少量淺井工程對礦區(qū)風(fēng)化層結(jié)構(gòu)、裂隙發(fā)育情況、水文地質(zhì)工程地質(zhì)情況進(jìn)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?yàn)槿嗽斓装逶O(shè)計(jì)提供地質(zhì)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(jié)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(jī)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(shí)際采樣過程中，按設(shè)計(jì)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(jié)束后仍有巖芯庫保存，供后期綜合研究或樣品分析質(zhì)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(yán)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(zhǔn)則下，巖芯屬于原始實(shí)物性地質(zhì)資料，其真實(shí)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(diǎn)及應(yīng)用試驗(yàn)，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(chǎn)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(diǎn)，在南方離子型稀土礦地質(zhì)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(fēng)化殼半風(fēng)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(diǎn)，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(zhì)勘查和評價，主要從兩方面著手：一是在地質(zhì)填圖工作中，要重點(diǎn)查清基巖出露分布和區(qū)域斷裂構(gòu)造，仔細(xì)觀察記錄基巖的節(jié)理、劈理、斷裂構(gòu)造特征，對礦區(qū)基巖的完整性做出評價；二是通過機(jī)械鉆探打穿風(fēng)化殼到基巖，確定底板位置和性質(zhì)，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(shè)計(jì)要考慮礦體空間位置，如果風(fēng)化殼厚度大，礦體下方無礦帶(層)，應(yīng)將人造底板設(shè)計(jì)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(guān)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(fēng)化殼離子吸附型稀土礦床一般采用勘探線與地形相結(jié)合的方法”。由于南方離子型稀土礦賦存于風(fēng)化殼內(nèi)，礦體分布嚴(yán)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(fèi)工作量，又對礦體控制不全面，給實(shí)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(yàn)，勘查工程點(diǎn)的布置除應(yīng)吸取傳統(tǒng)勘查工作基本經(jīng)驗(yàn)外，更應(yīng)與地形地貌緊密結(jié)合，不按傳統(tǒng)的勘探線網(wǎng)度布置，避免在溝谷、第四紀(jì)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(diǎn)距要求，只以工程密度（單位平方公里內(nèi)工程數(shù)量）作為礦體控制程度評價指標(biāo)，地形條件復(fù)雜的部位，應(yīng)適當(dāng)加密控制（表1）。

3.7 增加“礦石”質(zhì)量研究內(nèi)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(zhì)量研究工作除完成現(xiàn)行規(guī)范中要求的相關(guān)內(nèi)容之外，根據(jù)該類型“礦石”特點(diǎn)和采選工藝要求，還應(yīng)增加分析風(fēng)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(biāo)，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(shè)計(jì)注液速度和注液量、預(yù)測回收母液周期提供重要基礎(chǔ)參數(shù)。

二是為評價注液開采時的山體穩(wěn)定性，預(yù)防崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，確保礦山安全生產(chǎn)，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。據(jù)巖土工程試驗(yàn)研究[9]，山體發(fā)生崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害與坡度呈正相關(guān)線性關(guān)系（圖4a），與含水率呈負(fù)相關(guān)指數(shù)關(guān)系（圖4b）。

圖4 坡度與泥流率關(guān)系曲線（a）和含水率與粘聚強(qiáng)度關(guān)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(zhì)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(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系，確定發(fā)生山體崩塌或滑坡的理論臨界點(diǎn)，確定能否應(yīng)用原浸礦工藝以及生產(chǎn)過程中要注意的問題。

3.8 一般工業(yè)指標(biāo)和夾石

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

關(guān)于南方離子型稀土礦一般工業(yè)指標(biāo)的研究和論證，很多生產(chǎn)單位和研究機(jī)構(gòu)都曾給出建議標(biāo)準(zhǔn)，我們在完成廣東八尺稀土礦勘查及原地浸礦試驗(yàn)過程中也對其進(jìn)行了研究，按照原地浸礦工藝技術(shù)可行和經(jīng)濟(jì)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(biāo)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(biāo)

在采用原地浸礦工藝進(jìn)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(xì)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(dá)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(dá)邊界品位的非礦稀土都可以浸出回收，礦山生產(chǎn)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(biāo)不應(yīng)由一個一維因素來決定，而應(yīng)該將礦體厚度、風(fēng)化殼滲濾性能作為參考指標(biāo)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(biāo)時，采用稀土綜合價值更為合理。

在實(shí)際原地浸礦過程中，因礦山地質(zhì)類型復(fù)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(biāo)取值需根據(jù)礦床特征、礦體賦存條件、浸礦試驗(yàn)結(jié)果和稀土市場價格等進(jìn)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(xué)地確定最低工業(yè)品位和邊界品位。

關(guān)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(dá)，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(jì)算，當(dāng)非礦層厚度過大時，可考慮分層注液和設(shè)計(jì)人造底板進(jìn)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(jì)算方法

在我國地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作中，傳統(tǒng)的資源儲量估算方法包括算術(shù)平均法、地質(zhì)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(yīng)用于各類礦產(chǎn)資源儲量計(jì)算中。現(xiàn)行《稀土礦產(chǎn)地質(zhì)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(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)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(zhì)報(bào)告均采用傳統(tǒng)方法開展資源儲量計(jì)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(jìn)步，傳統(tǒng)儲量計(jì)算方法在此礦種的資源儲量計(jì)算上顯示出越來越大的局限性，已不能滿足準(zhǔn)確評價礦床經(jīng)濟(jì)價值的基本要求，主要體現(xiàn)在：

(1)評價效率低，計(jì)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(jì)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(jì)算圈定的礦體厚度與礦體平均品位最佳經(jīng)濟(jì)技術(shù)結(jié)合點(diǎn)。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(diǎn)。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(yán)格按照已圈定礦體邊界進(jìn)行，而是依據(jù)地形開展試劑注浸，并在底板進(jìn)行含礦試劑回收。因此，傳統(tǒng)資源儲量計(jì)算方法中考慮的礦體圈定、夾石剔除等要素不在采礦實(shí)踐中體現(xiàn)，不具實(shí)際生產(chǎn)意義。

(3)計(jì)算結(jié)果偏離實(shí)際生產(chǎn)結(jié)果。從多年的生產(chǎn)實(shí)踐看，采用傳統(tǒng)儲量計(jì)算方法得到的離子型稀土礦資源儲量結(jié)果往往系統(tǒng)性地小于真實(shí)的生產(chǎn)結(jié)果，評價結(jié)果實(shí)際應(yīng)用性不強(qiáng)。

而與此相對應(yīng)，采用地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法開展離子吸附型稀土儲量計(jì)算具有諸多優(yōu)越性。通過結(jié)構(gòu)分析和Kriging插值可以高效準(zhǔn)確得到品位的空間分布情況；結(jié)合市場需求，反應(yīng)不同邊際品位下的資源儲量分布；在地質(zhì)模型基礎(chǔ)上建立滲透性模型，為采礦中的工程布局提供優(yōu)化，進(jìn)一步提高稀土采礦綜合回采率。因此，地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法開展儲量計(jì)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(shí)際生產(chǎn)應(yīng)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(shù)集成工藝，在提高綜合回收率、保護(hù)環(huán)境等方面具有明顯的先進(jìn)性，是國家大力推廣的南方離子型稀土礦山開發(fā)技術(shù)。正如其它工藝和技術(shù)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(jìn)行適用性論證。

關(guān)于原地浸礦工藝適用性評價主要從以下幾方面進(jìn)行：

(1)在普查—詳查階段，通過地質(zhì)填圖、基巖填圖、機(jī)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(chǎn)狀、起伏情況、結(jié)構(gòu)狀況等。

(2)對礦區(qū)構(gòu)造，包括斷層、裂隙、結(jié)構(gòu)面，尤其是中型以上結(jié)構(gòu)面、結(jié)構(gòu)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(jìn)行評價。

(3)天然底板存在規(guī)模較大構(gòu)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(fù)雜，風(fēng)化殼內(nèi)存在復(fù)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(fēng)化殼(包含礦體)的滲透性進(jìn)行評價。通過對風(fēng)化殼結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、粘土成分和含量、滲透率、含水飽和度等進(jìn)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(zhì)災(zāi)害，不適用原地浸礦工藝。

(6)在風(fēng)化殼極發(fā)育的礦區(qū)，產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)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(shí)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(shù)成熟時推廣應(yīng)用。

3.11 增加礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)評價

隨著國家和社會對環(huán)保和生態(tài)問題的關(guān)注，今后的地質(zhì)勘查、礦業(yè)開發(fā)都應(yīng)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(hù)評價工作主要有以下幾方面：

(1)地質(zhì)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(jī)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(zhì)勘查階段的水工環(huán)工作中，加強(qiáng)生態(tài)、環(huán)境、地災(zāi)調(diào)查工作內(nèi)容，通過收集礦區(qū)相關(guān)資料和實(shí)地調(diào)查，對礦區(qū)生態(tài)、環(huán)境和地災(zāi)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(dǎo)致的藥液滲漏或滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。

(4)加強(qiáng)生產(chǎn)過程中的監(jiān)管，要求生產(chǎn)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(diǎn)監(jiān)控礦區(qū)內(nèi)及下游地表水和地下水pH值、銨氮含量的變化，預(yù)防為主，實(shí)時監(jiān)控。

4 總結(jié)

大量實(shí)踐和研究表明，南方離子型稀土礦有其獨(dú)特的地質(zhì)特征和開發(fā)工藝，技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價內(nèi)容指標(biāo)已發(fā)生重大變化。因此，勘查階段的地質(zhì)工作既要滿足常規(guī)固體礦產(chǎn)的技術(shù)、質(zhì)量要求，也要根據(jù)該類型稀土礦的特點(diǎn)，修改、完善現(xiàn)行《稀土礦產(chǎn)地質(zhì)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(hù)等方面進(jìn)行補(bǔ)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(xué)會第四屆學(xué)術(shù)年會論文集.北京:冶金工業(yè)出版社,2000.

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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(jì)》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(tuán)公司研究員、教授級高工，工程碩士，現(xiàn)任中國五礦集團(tuán)公司總經(jīng)理助理兼礦產(chǎn)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(xiàng)目，創(chuàng)造的地質(zhì)找礦新機(jī)制在業(yè)內(nèi)具有廣泛影響，主要從事礦產(chǎn)勘查方法與礦產(chǎn)經(jīng)濟(jì)研究工作。

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