洛阳铲与小圆井在赣南风化壳离子吸附型稀土矿床勘查评价应用中的对比分析

李国生，谢　琳，李燕茹

(1.江西省地矿局赣南地质调查大队，江西 赣州 341000；2.江西省地矿局地质矿产调查研究院，江西 南昌 330030)



洛阳铲与小圆井在赣南风化壳离子吸附型稀土矿床勘查评价应用中的对比分析

李国生1，谢琳2，李燕茹1

(1.江西省地矿局赣南地质调查大队，江西 赣州 341000；2.江西省地矿局地质矿产调查研究院，江西 南昌 330030)

赣南是风化壳离子吸附型稀土矿床的发现地和集中分布区，在勘查评价此类矿床时，稀土矿产勘查规范中主要是采用小圆井作为主要勘查手段开展地质评价，但在长期的勘查开发实践中常采用洛阳铲施工取样进行勘查。本文通过研究采用小圆井和洛阳铲两种施工取样手段勘查评价同一矿块(矿体形态、品位、厚度均相同的矿床)，从对资源储量估算的影响程度入手，对洛阳铲与小圆井两种施工取样手段在风化壳离子吸附型稀土矿床勘查评价中的应用进行了分析对比，表明洛阳铲施工比小圆井施工更具操作简便、成本低、安全快速、不污染环境的优势。

离子吸附型稀土矿；勘查评价；洛阳铲与小圆井；对比分析；赣南

洛阳铲最早广泛用于盗墓，后成为考古学工具。常见的洛阳铲呈半圆筒形，长20～40cm，直径5～20cm，装上富有韧性的木杆后，可打入地下十几米。自赣南发现风化壳离子吸附型稀土矿床以来，有部分矿主在对风化壳离子吸附型稀土矿床进行快速评价中，使用洛阳铲施工采样得到了有益尝试[2]。

以往在评价风化壳离子吸附型稀土矿床时传统的勘查手段是采用小圆井或浅井[1]，费时、费力、成本高，且存在较大的安全隐患。2003年赣州南方稀土矿冶有限责任公司改制重组，委托江西省地矿局赣南地质调查大队对赣南所有66个有开采证的稀土矿山储量进行地质调查工作，为达到经济、实用、准确、可靠地评价风化壳离子吸附型稀土矿床的目的，选择在涂屋矿区北东矿块同时采用小圆井和洛阳铲施工取样，对洛阳铲、小圆井两种探矿工程取样进行对比试验研究，验证洛阳铲取样对矿床评价和储量估算的影响程度。试验结果经江西省地质矿产开发勘查局组织专家组进行评估论证后，在赣南风化壳离子吸附型稀土矿床勘查评价得到广泛的推广应用。

1　洛阳铲特征及施工要求

1)洛阳铲构成和规格。洛阳铲由取样筒、钻杆组成。取样筒由常见的半圆筒形改进为合金钢刃口焊接铁质圆筒、焊接筋与导径接头组成，长30cm，直径10cm，木杆改进为可装卸、每根度长2m的多根镀锌钢管，即钻杆。

2)洛阳铲施工。开孔时要垂直地面向下掘进，施工过程中，每回次下钻时须将钻具慢慢放入孔底，避免与孔壁发生摩擦导致孔壁物质掉入孔底，引起岩(矿)芯混染。每回次进尺不得大于30cm，在提钻时，将钻具慢慢提起，以防取样筒中岩(矿)芯掉出。

3)洛阳铲样品采样。基本样长为1m，分层、分矿石类型采取。将一个样的所有岩芯放于采样布上，捣碎混合均匀，四分法后留下对角线的两份，如此反复几次，直到样重3kg左右，分两部分装袋，一部分为基本分析样，一部分为副样作岩芯保存。

4)施工中做到拔除杂草压实井口，上下铲时不混样、掉样，同时施工时不得加水。

5)孔深测量与弯曲度测量。孔深测量采用铅锤挂细钢丝绳，确定位置后，再用钢尺丈量。所有分层位置和终孔位置均应进行孔深测量，孔深校正误差不大于5cm。洛阳铲由于依靠自然重力(铅锤重力)掘进，孔深较浅，因此不要求测斜。

6)封孔。终孔后用木桩树立标志。木桩长度以30cm为宜，木桩埋设时应露出地表5cm，木桩上用红油漆写明孔号、孔深。

7)洛阳铲的编录要求同小圆井(作柱状图)。但编录人员应同施工人员一同上下班，做到及时编录，及时布样和采样，以防止因岩芯疏松所造成的混层现象。

2　洛阳铲与小圆井施工在勘查评价风化壳离子吸附型稀土中对资源储量估算的影响程度分析对比

赣南地质调查大队在对赣州市安远县稀土公司所属66个办证稀土矿山，开展地质调查工作时，选择在涂屋矿区北东Ⅰ号矿块进行洛阳铲、小圆井两种探矿工程对比试验工作，验证洛阳铲、小圆井作为手段在储量估算时影响程度。

对比试验矿块共施工31个小圆井，样长1m，采集样品208个；施工洛阳铲37个，样长2m，采样品141个。根据同工程、相同采样位置、相同样品长度的原则。可参与对比的样品共29个工程。对比试验以小圆井样品为基本分析样，洛阳铲的样品作为检查样，分别采用同工程单一对应样品、单工程平均品位分品级进行相对误差合格率、相对误差超差率计算。同时根据洛阳铲、小圆井单工程矿体平均品位、厚度，分别圈定矿体，了解评估两种工程对矿体形态及储量计算结果影响。

2.1单一样品对比

根据同一工程位置、相同样品长度相对比的原则，共有98个(其中有7个小圆井样品比洛阳铲长20～30cm)样品参与对比，对比结果见表1。

由表1可知：①在品位>0.02%～0.2%的82个样品中：相对误差≥30%的10个，占同一品级可对比样品的12.20%；相对误差<30%的72个，占同一品级可对比样品的87.80%。②在品位≤0.02%的16个样品中：相对误差≥30%的5个，占同一品级可对比样品的31.25%；相对误差<30%的11个，占同一品级可对比样品的69.75%。98个可对比样品中相对误差正值的60个，负值的38个，相对误差绝对值较大的样品均为低品位样品。作为圈定矿体的样品，主要在>0.02%～0.2%区间，超差率仅为12.2%，说明其误差在行业规范所允许的误差范围之内。

2.2单工程平均品位对比

同一工程位置对比工程29个，对单工程内所有样品用算术平均法求得单工程平均品位，再计算单工程平均品位相对误差，计算结果见表2。

表1　对比试验块段单一样品相对误差统计表

表2　对比试验块段同一工程位置单工程平均品位相对误差统计表

由表2可知以下分析结果。①在品位>0.02%～0.2%的26个样品中：相对误差≥30%的1个，占同一品级可对比工程的3.85%；相对误差≤30%的25个，占同一品级可对比工程的96.15%。②品位<0.02%的3个，相对误差≥30%的1个，为非矿体，对储量计算无影响。29个对比工程中相对误差负值的有11个工程，正值的有18个工程。相对误差绝对值较大的工程均为低品位工程。从矿体圈定及储量计算来说，合格率达95%以上，完全符合行业规范要求。

2.3单工程矿体平均品位、厚度对比

经对31个对比工程单工程中可参与表内、表外储量计算的单工程矿体平均品位、单工程矿体厚度计算，有24个工程可参与圈定表内、表外储量，其单工程矿体平均品位、单工程矿体厚度，计算其相对误差结果见表3。

24个参与表内、表外储量计算的工程中，单工程平均品位相对误差≥30%的仅1个，合格率达95.83%。单工程矿体厚度绝对误差，主要是因为小圆井和洛阳铲施工深度不一造成的，部分是最后一个样品品位介于边界品位上下而造成。

2.4不同工程圈定矿体造成矿体形态及储量的影响

根据矿体圈定原则及储量地质报告中使用的工业指标，分别根据洛阳铲、小圆井单工程矿体平均品位，矿体厚度圈定矿体，并计算储量来探讨不同工程圈定的矿体形态、储量的变化情况。

2.4.1矿体形态的差异分析

分别用小圆井和洛阳铲中矿体平均品位、矿体厚度圈定矿体(当山脚及果园未施工小圆井时用洛阳铲数据代替)，矿体总的形态没有大的变化(图1)，仅矿块内矿体大小略有差异，部分表外矿体变为非矿体及表外矿体变为表内矿体。原小圆井圈定的两个表内矿体，四个表外矿体，与洛阳铲工程圈定的矿体比较，原小圆井Ⅰ-1内形态面积不变，Ⅰ-2内因其南部两个工程(LJ22、LJ28)由表内变为表外，另圈为两个表外矿体，其面积变小；而原Ⅰ-2外、Ⅰ-4外则变为非矿体；Ⅰ-3外中有一个工程由(LJ6)由表外变为表内造成其面积相应减少，而表内矿体面积增加。

2.4.2不同工程储量计算结果的影响

不同工程矿块平均品位、厚度计算结果见表4、表5。根据上述不同工程矿块平均品位，矿块平均厚度计算储量结果见表4、表5。

计算结果表明以下结果。①两种工程控制的333类表内资源量SRE2O3金属量对比：洛阳铲为2477.89t，小圆井为2319.41t，两者仅差158.48t，相对误差为6.83%。②333类表外资源量SRE2O3金属量洛阳铲为231.10t，小圆井为210.45t，两者也仅差20.65t，相对误差为9.81%。其工作质量满足《稀土矿产地质勘查规范》(DZ/T0204-2002)要求，可以有效控制矿体的展布、形态特征，实现准确勘查评价的目的。

表3　单工程矿体平均品位相对误差、矿体厚度绝对误差统计表[3]

图1　安远县涂屋稀土矿区Ⅰ号矿体矿块圈定对比图

块段编号储量级别面积/m2平均厚度/m块段体积/m3矿石体重/(t/m3)块段矿石量/tSRE2O3平均品位/%SRE2O3金属量/tⅠ-1内333194980.255.07988549.871.641621221.790.08741416.95Ⅰ-2内333127192.895.76732631.051.641201514.920.08831060.94合计2477.89Ⅰ-1外33378145.52.5195363.751.64320396.550.0410131.36Ⅰ-3外3337078.253.8026897.351.6444111.650.04419.41Ⅰ-5外33311651.507.1082725.651.64135670.070.04358.34Ⅰ-6外3337797.324.0031189.281.6451150.420.04321.99合计231.10

表5　涂屋矿区对比矿块小圆井工程储量计算表[3]

注：矿块内因渗水及果园未施工小圆井处用洛阳铲单工程平均品位、厚度数据代替。

3　洛阳铲施工比小圆井施工在勘查评价风化壳离子吸附型稀土矿中更具优势

1)洛阳铲结构简单、轻便、易操作(仅需2人)，搬迁快捷。

2)洛阳铲在风化壳离子吸附型稀土矿勘查中具的安全优势。风化层一般结构疏松多孔，极易塴塌，施工人员井下作业易发生安全事故。而洛阳铲则因施工人员施工采样全过程均在地面作业，安全可以得到保障，其施工深度不受限。

3)洛阳铲在风化壳离子吸附型稀土矿勘查中具有施工进度快的特点。一般小圆井组进尺仅有5m，而洛阳铲一般组进尺在50m以上，工效比小圆井高10倍。

4)洛阳铲在风化壳离子吸附型稀土矿勘查中具有施工成本低的特点。洛阳铲施工按当时当地民工的费用标准小圆井50元/m，而洛阳铲才10元/m，费用仅为小圆井的1/5。2003年江西省地矿局赣南地质调查大队对赣南所有66个有开采证的稀土矿山储量进行地质调查工作中共施工洛阳铲2516个，总进尺16589m，节约勘查资金498万元。

5)洛阳铲在风化壳离子吸附型稀土矿勘查中可最大限度地避免不能揭穿矿体的情况出现。以往在风化壳离子吸附型稀土矿勘查中采用小圆井，由于地质勘探安全规程中明文规定小圆井施工其施工深度一般不得超过10m，对于风化壳厚度大于10m的矿块往往不能有效揭穿矿体。近年来在风化壳离子吸附型稀土矿勘查评价中推广应用洛阳铲替代小圆井后，洛阳铲最大深度达到35m，有相当一部分工程深度介于13～25m，绝大部分洛阳铲可穿透半风化层至基岩，极少有不能揭穿矿体的情况出现。

6)施工的环境要求低，洛阳铲施工占地面积小，不需平整，基本不破坏植被及山体，无需机械动力及相关的冲洗、润滑油料，不污染环境。

4　结　论

1)通过洛阳铲、小圆井工程对比试验，洛阳铲与小圆井施工勘查评价风化壳离子吸附型稀土矿床，各项对比指标均在行业规范允许的误差范围内，说明采用洛阳铲施工评价风化壳离子吸附型稀土矿床完全可行，并可以引入其它同类型矿区，为今后评价同类型矿床提供了经济、合理、准确的评价手段。

2)不同粒度赤铁矿的可浮性存在差异，矿物粒度越细，浮选回收率越低，粒度效应随粒度的减小显著增强。当平均粒径小于15μm时，矿物的粒度效应明显增强，赤铁矿回收率大幅度下降。

3)细粒级赤铁矿对捕收剂YSB的吸附量要大于粗粒级赤铁矿对其吸附量。通过赤铁矿-气泡碰撞概率计算可知，当颗粒的粒径降为15μm时，碰撞概率仅为0.35%。上浮概率计算表明，适当控制颗粒的粒径范围，可以增加赤铁矿颗粒的上浮概率，提高浮选概率。

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Comparison between applications of Luoyang shovel and small well on exploration and evaluation of weathering crust ion-adsorption type REE deposits in southern Jiangxi province

LIGuo-sheng1，XIELin2，LIYan-ru1

(1.SouthJiangxiGeologyTeam，JiangxiBureauofGeologyandMineralResources，Ganzhou341000，China；2.ResearchInstituteofGeologyandmineralresources，JiangxiBureauofGeologyandMineralResources，Nanchang330030，China)

SouthernJiangxiProvinceisthediscoveringandconcentratedareaofweatheringcrustiron-adsorptiontypeREEdeposits.AccordingtoSpecificationforRareEarthMineralExploration，smallwellisthemainrecommendedprospectingmethodduringexplorationandevaluation.However，Luoyangshoveliscommonadoptedinthepractice.Basedoninfluenceonresourceestimatesofoneblockwiththesameform，grade，andthickness，thetwotypesofsamplingmethodsusingLuoyangshovelandsmallwellinexplorationandevaluationofweatheringcrustiron-adsorptiontypeREEdepositarecontrastivelyanalyzed.TheresultsuggeststhatLuoyangshovelpossessesadvantagesofeasyoperating，lowcost，safety，speedinessandenvironmentfriendly，comparedwithsmallwell.

ion-adsorptiontypeREEdeposit；explorationandevaluation；Luoyangshovelandsmallwel；contrastiveanalysis；southernJiangxiprovince

2016-02-10

李国生(1957-)，男，汉族，江西兴国人，矿产普查专业，地质矿产高级工程师，长期从事区域地质调查及稀土矿矿产普查工作。E-mail：1542290570@qq.com。

谢琳(1985-)，男，汉族，江西樟树人，矿产普查专业，地质矿产工程师，长期从事区域地质调查及矿产普查工作。E-mail：281560353@qq.com。

P624.4

A

1004-4051(2016)08-0152-04