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中国地质学会推荐2017年度国土资源科学技术奖项目公示

2017/5/9 17:10:12 人评论 次浏览 分类:通知

 

 

中国地质学会

推荐2017年度国土资源科学技术奖项目公示材料

推荐等级:一等奖

项目名称

福建省上杭县洋坡坑矿区离子吸附型稀土矿勘探

何维基、谭尧峰、陈贻真、刘乃忠、林钻、何小林、林喜、王发英、包国良、邓国庆、刘彦、丁嘉榆

候选单位

江西钨业控股集团有限公司、福建省地质调查研究院、上杭赣闽有色金属实业发展有限公司

主要创新成果:

一、总结研究出"铬阳铲"新勘查方法和施工技术,并成功地应用到本项目的勘查实践中,应用效果特别好,经济效益非常突出,在离子吸附型稀土矿产勘查行业和风化壳类矿产勘查工作中值得推广应用。

矿区风化壳厚度大,使用《稀土矿产地质勘查规范》(DZT 0204-2002)中规定的主要勘查施工手段浅井的施工难度大、工作量大、进度慢,且大部分工程难以揭穿矿体,施工安全无法保证,因此,项目开展过程中通过探索、对比、研究出"洛阳铲"新勘查方法和施工技术,勘查效果、效率、经济性都远高于施工小圆丼,该勘查方法和施工技术可推广至南方离子吸附型稀土勘查工作,也可推广至风化壳类矿床的勘查工作。勘查方法手段达到国际领先水平。

1、矿区风化壳厚度大,设计勘查工程进尺大,使用《稀土矿产地质勘查规范》中规定的以浅丼作为主要勘查施工手段难度极大,施工安全、勘查效果、效率、经济性等无法保证。

矿区海拔最高422米,最低200米,植被发育,地形切割深度不大,地势较平缓,风化壳发育且厚度大,大部分20多米,最厚33米,且地下潜水位较高。项目共设计勘查工程4998个,总进尺约55000余米。使用浅井作为主要勘查手段存在以下几个难题:首先,因花岗岩风化壳存在自上而下风化程度越来越弱的特点,导致随着浅井施工深度的增加,施工越来越困难,施工进度极慢;其次,一般情况下,浅井施工仅能施工至全风化层至半风化层的过渡层位,而离子吸附型稀土在该层位品位一般高于边界品位,导致工程无法有效揭穿矿体,同时,因取样时操作不方便,导致所取样品的代表性也受到严重影响;再次,随着浅井施工深度的增加,需要增加通风等系统,施工、编录、取样时间的较长,浅井塌陷风险很大,倘若遇潜水位较高,浅井在没有进行安全措施的情况下则必然塌陷,施工安全无法保障;最后,因存在以上难题,勘查投入成几何级数的增长,且勘查进度无法保证。为了解决浅井施工存在的诸多难题,项目研究总结了一种即能保证和提高勘查质量,又能大幅提高勘查效率、安全、经济的勘查手段,即采用铬阳铲代替浅井作为勘查手段。

2、以铬阳铲新方法为主 ,配合使用多种勘查方法,施工手段先进

项目加强了勘查方法和施工手段的研究。在深入研究矿床成矿规律的基础上,选择水系沉积物调查、钻探工程、大比例尺地形地质测量、水工环地质测量等多种勘查方法。

针对浅井工程施工存在的诸多难题和弊端,项目总结研究出"洛阳铲"作为主要勘查施工手段的新勘查方法和施工技术,解决了浅井勘查方法的诸多弊端。

首先,洛阳铲新方法勘查有效性远高于浅井工程。项目设计研究出一种特制的洛阳铲,使得其在人力作用下可施工至半风化至微风化层位(实践证明其施工深度基本不受风化壳厚度限制,项目中施工最深的洛阳铲工程33.44米),基本解决揭穿矿体的问题;取样的代表性优于浅井工程,洛阳铲取样方法:按样长将洛阳铲所取矿样全部放置于取样布中,并现场混匀、缩分后取样,其代表性优于浅井工程在取样困难的情况下进行的刻槽取样的代表性。

其次,完美解决浅井施工中存在的安全问题。洛阳铲工程施工不需要像浅井施工那样由施工人员进入浅井中,且因洛阳铲工程的钻孔直径小,探矿工程坍塌可能性大大降低,完美的解决了浅井施工的安全问题。

再次,施工效率大大提高。浅井施工和洛阳铲施工都为两人一组。浅井施工效率一般为每组约12/天,且随着施工深度的增加,施工难度成几何级数的增长,甚至因安全问题无法施工;而洛阳铲每组至少可施工100/天以上,且可通过一些技术措施,大大减少探井深度对施工效率影响和劳动强度。保守估计,洛阳铲工程施工效率为浅井施工效率的5倍以上。

最后,极大的缩短勘查工作时间,节约勘查费用,降低管理难度。项目实践证明,洛阳铲施工平均价格约25/米,而浅井施工单价平均不低于200/米,实际节约勘查施工投入87.5%。且因洛阳铲钻孔直径小,勘查施工过程中取矿土较少,对环境影响可以忽略不计,大大减少了勘查工作中的协调工作,使得管理工作大为简化。

为了验证洛阳铲工程的有效性,项目使用了在洛阳铲工程位置附近(0.5米以内)再施工洛阳铲工程重现或以原洛阳铲工程为中心施工浅井的验证方法;结果证明,铬阳铲揭露的矿体品位、厚度完全在误差范围之内,经地质专家野外现场鉴定,铬阳铲手段有效,表明完全可以代替浅井作为矿区主要勘查工程施工手段。

项目总结了离子吸附型稀土勘查的组织管理经验,在中国南方离子吸附型稀土找矿、勘查施工、勘查规范修改等方面都具有重要的指导意义和应用价值。总结研究出的以"铬阳铲"为主的新勘查方法和施工技术,不但证明是离子吸附型稀土矿最有效的勘查施工方法,也可推广至风化壳类型的矿种勘查施工。

3、工程部署合理,矿体控制程度高,达到最高的勘探阶段

矿体规模大,矿床勘探类型为Ⅱ类。探矿对象主要为燕山期花岗岩,矿体且主要赋存于花岗岩风化壳中上部。项目以实际工程密度大于等于400/平方公里求得331资源量;以工程密度100个至399/平方公里求得332资源量;以工程密度50个至99/平方公里求得333资源量。控制程度达到了稀土勘查规范的勘探阶段要求,取得了非常好的找矿效果。

二、找矿取得重大突破,小矿点变成大型矿床

1、地质认识取得重要进展,找矿潜力巨大

勘查区内岩浆活动强烈,侵入岩分布广泛。区内不同时代的侵入岩有:印支期碎裂二长花岗岩(ηγ14-5);燕山早期石英二长岩(ηο52(3)a)、二长花岗岩(ηγ52(3)b)、黑云母花岗岩(γ52(3)c);燕山晚期晶洞花岗岩(γ53(1)c)、花岗斑岩(γπ53(2))和隐爆角砾岩(CBrK1)。其中燕山期是形成风化壳离子吸附型稀土矿的主要母岩。上杭县花岗岩风化壳面积达到1380Km2,通过对前期工作的综合分析研究,初步圈定约600Km2的区域,具有很好的离子吸附型稀土成矿条件,找矿潜力巨大。

2、小矿点变成大矿床,找矿取得重大突破

1986-1989年,闽西地质大队在上杭等县开展了武平大洋泉、牛角塘、梁山,上杭岭坑背、通贤、呈坑、沙下坝等矿区的稀土普查工作,提交了相应地质报告。同期,上杭县矿产公司对县境内的稀土矿开展了调查。1988年,福建省区域地质调查队、闽西地质大队合作开展了"福建省离子吸附型稀土资源远景调查研究"的专题调研,对福建省离子吸附型稀土资源远景进行了预测,认为该区域仅有零散的稀土矿化点。

1991-1999年,福建省区域地质调查队在区内开展了上杭县幅15万区域地质矿产调查工作,对区内地层、火山岩、侵入岩、地质构造和区域矿产等进行系统调研,基本上查清了区域地质构造特征,积累较为丰富的基础地质资料,发现了一批矿(化)点和重砂、化探异常。其中包括有上杭丘坊、文光、白砂等地花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿(床)、矿化点。

2006年,上杭赣闽有色金属实业发展有限公司对上杭县1380 Km2的花岗岩风化壳离子吸附型稀土成矿条件进行了深入研究,采用踏勘、室内资料整理分析、稀疏工程控制等手段,圈定了600 Km2找矿远景区,并得出了其找矿前景较理想的结论。

2009年,上杭赣闽有色金属实业发展有限公司通过招拍挂取得稀土探矿权,在江西钨业控股集团有限公司(原名江西稀有金属钨业控股集团有限公司,2017122