江西省黎川县坊坪稀土矿区地质特征与勘测技术分析

利家平

（江西省国土资源测绘工程总院有限公司，江西 南昌 330000）

我国稀土矿资源高度集中，存在储量多、品种全、综合利用价值大等特点，这使得稀土矿区勘测向来受到业界重视。但结合实际调研可以发现，稀土矿区勘测项目很容易出现技术应用不当等问题，为尽可能规避相关问题，保证稀土矿区勘测项目能够科学应用各类勘测技术，正是本文围绕江西省黎川县坊坪稀土矿区勘测开展具体研究的原因所在，研究重点介绍赣南钻技术应用要点。

1 项目概况

以江西省黎川县坊坪稀土矿普查项目作为研究对象，勘察区域面积约51.73km2，南东高西北低，属低山～丘陵地貌，最高、最低海拔标高分别为590m、150m，存在50m～120m区间的相对高差。区域位于亚热带湿润性季风气候区，日照充足，雨量充沛，四季分明。项目需通过适当取样测试和大比例尺地质测量，对坊坪稀土矿区成矿母岩及其风化壳分布特点进行大致研究，明确稀土矿体数量、分布、厚度、形态、规模及质量，并完成333+334级别资源量估算，提交一处中大型稀土矿产地，具体实物工作涉及浅钻、小圆井、赣南钻、1/5千实测剖面、1/1万地质简测、稀土全相样、基本分析样、稀土分量、光片样、薄片样、大体重样、化学全分析样、工程点测量。案例项目达到普查阶段控制程度要求，可确定存在中型轻稀土矿床的中型轻稀土矿床，图1为矿区大地构造位置图。

图1 矿区大地构造位置图

2 坊坪稀土矿区地质特征

2.1 地层

结合具体勘测可以确定，案例项目区内主要为洪积、冲积、坡积物，以砾石、卵石、砂、粘土、亚粘土为主要成份，同时第四系联圩组不规则长条状分布于低洼处。

2.2 岩浆岩

坊坪稀土矿区存在燕山期花岗岩体大面积分布，以中细粒黑云母二长花岗岩为主体岩性，同时存在中细粒黑云闪长花岗闪长岩，时代分别隶属于侏罗纪早世科家单元、白垩纪晚世龙排独立单元。前者总面积为40.08km2，以中细粒似斑状黑云二长花岗岩（稀土矿之赋矿母岩）为主要岩性，北东向带状分布，风化呈砂土状的大部分浅表包括16.2km2基岩出露、23.88km2风化壳。存在较为复杂岩体岩性岩相变化，同化混染现象存在于局部，岩相带不发育，存在渐变过渡的岩相关系和细粒斑状角闪花岗岩的边缘相岩性。中细粒似斑状黑云二长花岗岩的主要矿物包括黑云母、石英、钾长石、斜长石，含量分别为3%～5%、8%～25%、44%～61%、25%～27%，同时存在微量锆石、磷灰石，少量榍石、磁铁矿。细粒斑状黑云母花岗岩的主要矿物包括石英、斜长石、钾长石，含量分别为2%～5%、1%～2%、3%～15%，基质中包括1%～3%黑云母、25%石英、49%～66%钾长石+斜长石，副矿物包括微量锆石、磷灰石及少量磁铁矿；白垩纪晚世龙排独立单元总面积为1.13km2，呈岩滴状或岩瘤状，以细粒似斑状黑云角闪花岗闪长岩为主要岩性，其矿物含量可按照基质、斑晶、副矿物分别分析，其中基质包括角闪石、黑云母、石英、斜长石、钾长石，含量分别为4%、4%～10%、20%、46%～49%、0%～15%，斑晶包括斜长石、石英、钾长石，含量分别为4%～5%、1%～3%、3%～6%，副矿物包括褐帘石、锆石、磷灰石、磁铁矿。出露有各类花岗斑岩脉、煌斑岩脉、细晶岩脉、石英脉、中基性闪长玢岩脉[1]。

开展成矿母岩化学特征分析可以发现，存在普遍较低的母岩微量元素含量，其中Cr、Ba、Sr、Ni相较于克拉克值高出3倍～40倍，同时存在变化不显著的其它元素丰度，这说明存在分散状态赋存的元素；进一步开展成矿母岩稀土特征分析可以确定，稀土元素ΣREE、ΣLREE/ΣHREE的平均值分别为61.87ppm、8.01，属于轻稀土富集型，同时存在分馏不明显的分馏不明显和分馏明显的轻稀土元素。

2.3 构造

坊坪稀土矿区构造行迹主要为花岗岩体内不均匀分布的裂隙、节理，同时存在290∠40°产状的北北东向断裂1条，表现为整体平直的陡峭坎面，长、高分别为8m～10m、2m～3m，宽约5m～8m的岩石破碎带存在于坎面旁侧，带内硅化较强。下盘围岩存在闪长玢岩脉顺裂隙贯入，宽度在30cm左右，可初步判断为逆断层。存在北东及北西向为主的裂隙、节理，对应地段存在较强岩石风化。

2.4 风化壳特征

坊坪稀土矿区存在深厚的风化壳，由于地貌以丘陵和山间盆地为主，在纵横发育的沟谷、不强烈剥蚀影响，风化壳存在面型分布特征，出露标高在145m～426m区间，厚度区间、平均厚度分别为1.00m～23.0m、12.0m。风化壳主要发育在平缓山坡和山顶，全风化层拥有5.5～6.5的pH值，在形成离子吸附型稀土矿床方面能够发挥积极作用。风化壳类型可细分为裸脚式、全覆式、残留式，自下而上划分风化壳剖面，可得到基岩、半风化层、全风化层、粘土层、表土层。

3 坊坪稀土矿区勘测技术应用要点

3.1 确定矿床勘查类型

案例项目矿床属于典型风化壳离子吸附型稀土矿床，结合较为零散的矿体分布，需结合稀土组分布均匀程度、矿体厚度的稳定程度、矿体形态复杂程度、矿体矿化连续性、矿体延展规模共五个因素确定勘查类型，由于能够得到2.1的五个地质因素系数和，因此确定为Ⅱ类勘查类型。Ⅱ类勘查的普查阶段勘查工程间距需保证不小于每平方千米35个，矿区内圈出风化壳共计开展赣南钻工程施工757个，矿体面积、实际控制点密度、具体数量分别为11.06km2、32个/km2、494个，存在每平方千米45个的实际矿体控制点密度，普查工作要求得以满足。主要勘探手段为赣南钻工程，以此全面揭露、控制、圈定矿体。勘查工程布置需要在风化壳发育、地形地貌变化较大区域较为密集布置，变化小区域则相对稀疏布置，为达到控制目的，需在山脚、山腰、山头梅花形布置工程[2]。

3.2 勘查方法及工程布置

案例项目使用中海达V90系统和Trimble-R8 GNSS系统开展GPS控制测量，二者均配置有对于数据处理软件。为得到满足要求的设备安装精度，使用同一套GPS静态仪器，选择潭溪V587、荷源V323、洵口V322共3个GPS控制点（C级）开展联测，本次施测基准站为设置的3个平面控制点。对所有点进行数据采集后，进行45min观测，需保证存在最少为4个的有效观测卫星，以1.6次/站为平均重复设站数，结合现行规范要求开展软件平差。外业观测使用GPS接收机4台，观测在4个GPS点上同时开展，需包装厂存在最少4颗有效观测卫星数及最短45min的时段长度，为尽可能提升时段长度，需遵循不搬站不关机原则，天线高度的精确测量也需要严格开展。需由专业人员负责监控观测过程，有效卫星的历元数需要得到经常检查，如出现不符合要求情况，为控制观测精度需要将时段时间适当延长。测量、报告分别采用1980西安坐标系、2000国家大地坐标系。案例项目各地质勘查工程点包括浅钻工程、小圆井工程、赣南钻工程，采用实时动态方式，通过中海达V90系统进行作业，在基准站设置好后校正测量参数，工程点坐标及高程通过移动站采集，共涉及3个浅钻工程、6个小圆井工程、757个赣南钻工程[3]。

3.3 赣南钻工程要点

在探采赣南风化壳离子吸附型稀土矿床的多年实践中，基于小圆井的矿床评价近年来逐渐被赣南钻替代，这是由于赣南钻工程的开展能够取得更好矿床评价结果。结合相关研究可以了解到，赣南钻工程在对小园井等勘测技术的替代方面表现突出，能够较好勘察评价风化壳离子吸附型稀土矿床，在经济、有效、快速、准确等方面表现突出。结合现行规范要求，系统赣南钻控制需围绕矿区内矿体开展，案例项目共涉及757个赣南钻工程施工，存在9263.9m的总进尺。赣南钻工程多数穿过全风化层，穿过半风化层并到达基岩的工程较少，赣南钻施工平均深度、深度区间分别为12m、2～23，共494个。赣南钻工程中未揭穿矿体的为90个，工程存在81.78%的揭穿率。之所以出现未揭穿矿体情况，主要是由于赣南钻工程施工过程中到达的半风化层较坚硬，取芯无法完成。结合赣南稀土矿矿体特征进行分析可以了解到，全风化层中分布有主要的稀土矿体，半风化层样品低于边界品位的占大多数，大于工业品位的较少，全风化层中主要赋存工业矿体。对于仅能揭穿全风化层的赣南钻工程来说，其在揭穿半风化层方面表现较差，结合矿化不好的半风化层进行分析可以发现，存在90个均已达到达半风化层层位的未揭穿矿体赣南钻工程，且74个半风化层中采集样品达到工业品位以上的仅为3个，这说明赣南钻工程控制矿体的目的基本实现[4]。

在案例项目的赣南钻工程中，存在超过90%的赣南钻岩芯采取率和100%矿芯采取率，规范要求得以满足；项目通过铅锤挂细钢丝绳进行孔深测量，在位置确定后具体测量由钢尺完成；钻孔封孔使用木桩，需做好对孔深、孔号的标记，小红旗需要在显眼的孔口附近悬挂；结合赣南钻岩芯松散特征，岩矿芯管理在取基本分析样品环节需要装袋编号所有副样，以此做好岩芯保存，同时需要在岩芯箱内按顺序排列单孔所有样装袋，矿区名称、孔深位置、孔号、样号等需要在岩芯箱上注明并统一存放于指定地点；基于人工掘进方式开展赣南钻，以带接口镀锌钢管为钻具，采用95mm孔径，每个回次掘进需要按照不超过0.40m控制深度，赣南钻施工记录表应现场填写；按照风化壳结构分层开展赣南钻地质编录，详细观察描述矿物成分、风化层的岩性特征、风化程度；以钢卷尺测量作为赣南钻进尺依据，需完成赣南钻柱状图绘制，以1：100为柱状图比例尺。GPS测量仪负责赣南钻孔口位置精测，赣南钻原始资料的整理、自互检、抽检、组检需严格开展，以此保证赣南钻工程质量。

3.4 赣南钻采样及样品加工要点

对于基本分析样，赣南钻的样品基于不同矿石类型和不同风化层位分别采样，按照1m控制样长，不足1m时需开展单独采样，样品长度不应低于0.5m。赣南钻采样在野外需基于角线法缩分围绕同一个样品开展，之后将样品装袋送往实验室，通过均匀混拌和仔细操作保证采样质量，相关记录需细致开展并保证存在2kg以上各样品原始重量；对于组合分析及化学全分析样，需抽取控矿单工程基本化学样的副样，以此得到3件光片半定量分析、329件浸出相稀土分量、3件化学全分析样；岩矿鉴定样采集使用打块法，共进26件采取，提取于新鲜岩层；大体重样采集需保证存在0.125m3以上体积，共采集3件，需现场完成体积、湿重、干重、含水率等测量；样品加工需遵循现行规范要求，做好粗碎、中碎、细碎、破碎、过筛、混匀、缩分等操作，切乔特缩分公式需要在加工过程中严格贯彻，严格控制缩分误差、样品损失率，需保证二者分别小于3%、5%，同时需设法保证样品均匀性和代表性。

4 结论

综上所述，江西省黎川县坊坪稀土矿普查项目满足控制程度要求，属于中型轻稀土矿床。在此基础上，本文涉及的赣南钻工程要点、赣南钻采样及样品加工要点等内容，则提供了可行性较高的稀土矿勘测技术路径。为更好开展稀土矿勘测，各类新型技术的积极应用、技术交底的严格落实同样需要得到重视。