新型设备在乌什县阔西塔西钒磷矿勘探中的应用

2015-12-25李长虎新疆有色地质勘查局地质研究所乌鲁木齐830000

新疆有色金属 2015年2期

李长虎（新疆有色地质勘查局地质研究所　乌鲁木齐830000）

李长虎
（新疆有色地质勘查局地质研究所乌鲁木齐830000）

摘要新疆乌什县阔西塔西钒磷矿在勘查过程中，受矿体特征制约，常规的机械岩芯钻机在钻进过程中因矿体部位较为松散，矿芯的采取率无法达到勘查规范的要求，甚至无法取芯。经研究后采用了美国产Niton XL2手持式合金分析仪和RC岩粉钻钻探工艺，有效地解决了矿芯采取率不足的问题，为资源量的估算提供了依据并从很大程度上推进了该矿床勘查程度的深入。

关键词钒磷矿新型设备手持式合金分析仪RC岩粉钻新疆

阔西塔西钒磷矿位于位于新疆乌什县南东部，距乌什县直线距离约25 km，行政区划隶属新疆维吾尔自治区乌什县管辖。区内广泛出露有寒武系下统的玉尔吐斯组地层，由一套灰黑色碳质泥页岩夹薄层硅质岩、灰岩和灰绿色薄层细砂岩夹薄层硅质岩、灰白色白云质灰岩、白云岩组成。该地层中矿产资源丰富，分布有磷、钒、铀、石膏、白云岩等矿床。

1　问题的提出

自上世纪60年代起，就有单位在本区及其周边进行过相关工作。2007年新疆有色矿产勘查院在该区进行了以磷、钒矿为主的预查工作，初步认为该区有形成中到大型磷、钒矿的条件。2008年，内蒙古自治区第五地质矿产勘查开发院在该区进行了以磷、钒矿为主的普查工作，在矿区先后施工了3个械岩芯钻钻孔，但均因矿芯采取率低于30%而报废，最终未对本区的钒磷矿资源量作出评价。

究其原因，主要是受矿体特征的控制，常规的机械岩芯钻机在钻进过程中，因矿体部位较为松散，矿芯随冷却水循环反出，矿芯的采取率无法达到勘查规范的要求，甚至无法取芯。由此致使该区域长时间处于勘查程度较低、有矿但无法提交资源量的窘境。

如何解决该地区钻探岩芯采取率不足的问题，成了本区进行勘查工作要解决的首要难题。

2　矿区地质背景

阔西塔西钒磷矿位于塔里木地台北缘柯枰断块之内，阿克苏鼻状隆起西北缘。区内广泛分布震旦系和古生代地层，其中震旦系-志留系主要属浅海相、滨海相碳酸盐沉积。

阔西塔西钒磷矿矿区内出露地层较为单一，主要为寒武系下统萨尔布拉克组，局部出露中上寒武统阿瓦塔格群及震旦系上统苏盖提布拉克组。此外，在山前及沟谷低洼处出露有第四系冲洪积物与坡积物。

3　钒矿体地质特征

3.1钒矿层空间形态分布特征

矿区内钒矿层位于萨尔布拉克组中段底部（∈1sr2-1），矿体呈层状、似层状延伸比较稳定，局部随沉积基底的起伏而呈波状起伏，在空间分布上自下而上可分为四层：

(1)层：底板，灰-灰黑色磷块岩、结核状磷块岩，厚度0.1~1.2 m，一般为0.2~0.5 m，个别地段缺失。

(2)层：黑色硅质岩与泥页岩、泥质岩、粉砂岩互层，矾土矿即赋存于泥页岩、泥质岩、粉砂岩层中，厚度为1~4 m，一般2~3 m。

(3)层：细晶-中晶中厚层白云岩夹不规则条带硅质岩，厚度2~3 m，局部厚度可达3~5 m，该层同时也是本区矾土矿找矿的标志层。

(4)层：顶板，为灰白色细晶白云岩夹泥质白云岩、灰质白云岩。

3.2钒矿层规模、产状、厚度、品位、变化特征

矿区钒矿层出露规模较大，矿体延伸达3 500~ 4 000 m。矿层产状较为平缓，倾角在5°~15°，局部接近水平，具有较好的走向及倾向延伸，矿体品位、厚度总体变化不大。矿区钒矿层最低V2O5含量0.5×10-2，最高2.49×10-2，平均为0.83×10-2；矿层的顶底板岩性稳定，其中底板为中厚层细晶-中晶白云岩，顶板为含硅质条带中厚层白云岩、泥质白云岩。

3.3矿石质量

钒不呈单独矿物出现，矿石中钒矿物主要赋存在铁铝氧化物、云母类及黏土矿物和难溶硅酸盐中。钒矿体由薄层状的钒土矿和硅质岩互层构成。钒土矿呈灰褐色或土黄色泥片状、粉末状、土状薄层，较为松散，厚度多在1~3 cm之间，局部达5~10 cm。硅质岩薄层呈灰黑色，厚度多在3~10 cm间，裂隙发育，易碎。

4　使用的设备及工作方法

为解决岩芯采取率不足甚至无法取芯的难题，经多方咨询、反复试验，并借鉴国外矿业公司勘查手段。2009年乌什县阔西塔西钒磷矿矿区勘查过程当中，首次采用了美国产Niton XL2手持式合金分析仪和RC（reverse circulation）岩粉钻钻探工艺。

本次勘查工作所采用的钻机型号为FSL500A型，开孔孔径为90 mm，施工钻孔均为90°直孔，钻进过程中无变径。工作原理为：高压空气自回转头通过双层钻杆的套层进入潜孔冲击器，冲击做工后，自潜孔冲击器前部的钻头外侧排出，再通过钻头中心-潜孔冲击器中心-钻杆中心-回转头排出孔外-分样机分离。

钻孔钻进过程中，自开孔每1 m取1个样，将岩粉装入样品袋并编号。钻进至预计见矿位置时，即矿体顶板含硅质条带白云岩（见矿标志层位，此时灰白色白云岩中夹杂有少量的灰黑色硅质岩碎屑，比较容易辨认）时，回次进尺按0.25 m钻进。并依据美国产Ni⁃ton XL2手持式合金分析仪对五氧化二钒的分析结果划分矿体。每钻进0.25 m，取样一次，直至进入矿体后，按0.5 m对矿体取样，装入样品袋并编号。穿过矿体进入围岩后，继续按1.0 m取样至终孔。

矿体部位每取完一个样后，为防止孔内残留的岩粉对矿体造成污染，将钻具停留在孔内用压缩气体持续吹至没有岩粉反出后继续进行下一个矿体样品的钻进取样。

钻孔终孔后，围岩岩粉采用分样器野外现场分样装袋，连同矿体样品及时运回岩粉库。将岩粉用水冲洗后，按钻孔编号、回次编号对应的装入岩屑盒内并编号。待岩屑干燥后制作钻孔柱状模板，按1∶50比例尺，用木工胶将岩屑粘贴在备置好的复合木板上，注明钻孔编号、开终孔日期，孔深及回次。钻孔柱状模板上能直观而全面的反应出每个钻孔的信息，非常便于地质编录。依据快速分析仪的分析结果取样并参照钻孔柱状模板进行地质编录后归入岩芯库永久保存。