离子型稀土矿底板勘查方法技术

本公开提供一种离子型稀土矿底板勘查方法，包括以下步骤：S1根据稀土赋存条件和分布情况，确定原地浸矿区块和底板勘查范围；S2在所述底板勘查范围内，采用机械钻探获取岩心，采集全风化壳、半风化壳和基岩的物理性质参数；S3在所述底板勘查范围内设置测量点，使用探地雷达和抗干扰高密度电法，采集所述测量点的全风化壳、半风化壳和基岩岩层的数据信息；S4处理所述数据信息，显示剖面图像，划分所述测量点的岩层层位并计算各层位厚度；S5在所述剖面图像上进行解译和反演，结合各岩层物理性质和剖面图像特征评价各岩层裂隙发育情况、密实度和岩层含水量；S6根据解译和反演的数据结果进行三维建模，对稀土矿底板进行清晰直观地显示。

Exploration method of ion-type rare earth ore floor

An exploration method of ionic rare earth ore floor is provided in this paper, including the following steps: S1, according to the condition and distribution of rare earth deposit, determines the exploration scope of the mining area and the floor in situ. In the scope of the floor exploration, S2 uses mechanical drilling to obtain the core and collects the physical properties of the full wind shell, the semi weathered shell and the bedrock. Parameters; S3 sets measurement points in the range of the floor exploration, uses ground penetrating radar and anti-interference high density electrical method to collect data information of the fully weathered crust, semi weathered crust and bedrock strata of the measured points, and S4 processes the data information, displays the profile images, divides the strata of the measured points and calculates the thickness of each layer. Degree; S5 is interpreted and retrieved on the profile images, and the fracture development, density and water content of each rock layer are evaluated according to the physical properties and profile features of each rock stratum, and the three-dimensional modeling is carried out according to the data obtained from the interpretation and inversion, and the floor of the rare earth ore is clearly and intuitively displayed.

【技术实现步骤摘要】
离子型稀土矿底板勘查方法
本公开涉及稀土勘查
，尤其涉及一种离子型稀土矿底板勘查方法。
技术介绍
离子型稀土矿主要由含稀土元素的岩浆型花岗岩在合适的条件下，经风化淋积后所形成，稀土元素主要以阳离子状态存在，并吸附在如高岭土、蒙脱石等矿物上形成矿体，矿体呈面型赋存于浅地表花岗岩风化壳中。根据离子型稀土独特的赋矿条件，经过长期生产实践，目前对于离子型稀土广泛采用原地浸矿开采工艺。原地浸矿是在不破坏地表植被、不开挖剥离表土情况下，按网度布设浅孔，利用一系列注液孔注入浸矿液将矿体中呈吸附态的稀土离子交换浸出形成母液，进入集液系统收集母液，并提取稀土氧化物的新型采矿方法。发育完整的离子型稀土矿床自上而下一般由腐植层、粘土化层、全风化层、半风化层和基岩组成。原地浸矿生产工艺，其浸矿液的渗透、浸出母液的收集主要是利用了花岗岩风化壳与花岗岩原岩之间的渗透性差异。由于花岗岩风化壳内易于浸矿液的渗透，而浸出液遇到稀土矿体底板，也就是全风化壳或半风化层与基岩的界面，渗透受阻，从而浸出液沿此底板通过集液巷道汇聚到集液系统中。值得注意的是，全风化壳或半风化层与基岩的界面并不是真正意义上稀土矿的底板，因为稀土矿主要是赋存于全风化壳中，所以这个界面与真正稀土矿体底板并不完全吻合，只是作为含矿母液汇聚的渠道，故也可称为假底板。基岩裂隙发育情况会直接影响收液效果，对于矿体有假底板和无裂隙的矿床，推广原地浸出工艺，只要合理注液，能起到很好的回收稀土母液的作用。然而对于矿体没有假底板或存在规模较大的破碎带或断裂、裂隙发育的矿床，原地浸出工艺不仅达不到回收稀土母液的目的，而且往往造成浸出液的泄漏，污染地下水系和水体。此外，地下水文条件也是影响原地浸矿效果的重要因素。地下水文条件包括：地下水位与底板深度的关系、地下水类型和地下含水层类型。原地浸矿过程实际是一个浸矿液在地下运行过程，矿体底板与地下水位关系、地下含水层类型对于浸矿液的渗透、浸出母液浓度和回收效率有着重要影响。所以，稀土矿底板深度、裂隙发育情况和地下水文条件的勘查，对于原地浸矿效果显得尤为关键。目前对于稀土矿底板和地下水文条件的勘查所采用的传统方法是机械钻探打穿风化壳到基岩，确定底板位置和性质，并通过岩心观察对基岩节理、劈理、裂隙进行研究，对矿区基岩的完整性、渗透性以及地下水文条件做出评价。但是采用机械钻探的方式，钻探设备和附属工具过于笨重，需要投入大量时间和资源，费时费力。最重要的是，由于稀土矿体通常呈面状赋存于整个风化壳内，不同地点风化壳底板和地下水文条件不尽相同，而机械钻探只能对钻探点进行观察研究，只能取得一孔之见，无法对整个稀土矿底板和水文条件做出全面的评价。
技术实现思路
本公开针对现有技术的不足，采用探地雷达和抗干扰高密度电法探知离子型稀土矿底板的情况，并对矿区基岩的完整性、渗透性以及地下水文条件做出评价，同时对整个稀土矿区底板进行建模，使得底板勘查结果准确、有效，可操作性和适用性强，不需要投入大量机械钻探，场地破坏性较小，通过以下技术方案实现：离子型稀土矿底板勘查方法，其特征在于，包括以下步骤：S1根据稀土赋存条件和分布情况，确定原地浸矿区块和底板勘查范围；S2在所述底板勘查范围内，具有全风化壳、半风化壳和基岩的典型地段上采用机械钻探获取岩心，采集全风化壳、半风化壳和基岩的物理性质参数；S3在所述底板勘查范围内设置测量点，设置探地雷达工作参数，使用探地雷达和抗干扰高密度电法，采集所述测量点的全风化壳、半风化壳和基岩岩层的数据信息；S4处理所述数据信息，显示剖面图像，划分所述测量点的岩层层位并计算各层位厚度；S5在所述剖面图像上进行解译和反演，结合各岩层物理性质和剖面图像特征评价各岩层裂隙发育情况、密实度和岩层含水量；S6根据解译和反演的数据结果进行三维建模，对稀土矿底板进行清晰直观地显示。进一步地，步骤S3中所述探地雷达工作参数包括天线中心频率和采样时窗，天线中心频率采样时窗εr为所述相对介电常数，H为岩层厚度，C为电磁波真空传播速度。进一步地，步骤S3中所述数据信息包括通过所述探地雷达获取的全风化壳、半风化壳和基岩的岩层界面反射的电磁波波形、振幅强度和回波信号时间差，以及高密度电法获取的视电阻率值。进一步地，步骤S4中处理所述数据信息包括：去除高频杂波和降低背景噪声，获得高分辨率、高信噪比的剖面图像；将时间域数据转化为频率域数据，获得各种谐波频率的振幅分布；将数据信息在时间域上转化为瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率，并获得相应的3个参数图谱。进一步地，步骤S5所述解译和反演是依据探地雷达反射波在各岩层的波形特征、各岩层视电阻率值和相对介电常数，推算各岩层的界面位置，评价各岩层特征、岩层含水量和裂隙发育情况，并形成测量点剖面的二维反演断面图。进一步地，所述各层位的厚度的计算公式为：其中εr为所述相对介电常数，t为所述回波信号时间差，C为电磁波真空传播速度。进一步地，所述岩层含水量的计算公式为a、b、c、d为系数,εr为所述相对介电常数。进一步地，在所述底板勘查范围内，根据点距、剖面线距和点密度设置测量点，所述点距为20米～40米，所述剖面线距为40米～80米，所述点密度为310～1250个/平方千米。进一步地，所述探地雷达的中心频率为10～2000MHz。进一步地，所述探地雷达包括GPS定位装置，用于对所述测量点进行定位和记录。进一步地，在地形复杂的山区或风化壳厚度变化较大的地区，将所述剖面线距和所述点距缩小，或将所述点密度增大进行测量。本公开的有益效果：利用探地雷达和高密度电法采集各岩层的数据，结合各岩层的物理性质参数，与剖面图像进行对比、解译分析，增加了对稀土矿底板的判别能力，增强了数据解译和反演的准确性及有效性，实现了对整个稀土矿区底板的建模，整个方法较为省时省力、可操作性和适用性强、效率高，不需要投入大量机械钻探，且场地破坏性较小，尤其适合在南方离子型稀土矿区进行推广应用，为原地浸矿开采工艺提供了关键性依据。附图说明附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。图1是本公开具体实施方式的离子型稀土矿底板勘查方法的步骤流程图；图2是本公开具体实施方式的离子型稀土矿底板勘查方法的探地雷达工作原理示意图；图3是本公开具体实施方式的离子型稀土矿底板勘查方法的探地雷达剖面图像岩层解译示意图；图4是本公开具体实施方式的离子型稀土矿底板勘查方法的探地雷达剖面图像含水量解译示意图；图5是本公开具体实施方式的离子型稀土矿底板勘查方法的探地雷达剖面图像裂隙发育解译示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。离子型稀土矿底板勘查方法，其特征在于，包括以下步骤：S1根据稀土赋存条件和分布情况，确定原地浸矿区块和底板勘查范围；S2在底板勘查范围内，具有全风化壳、半风化壳和基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.离子型稀土矿底板勘查方法，其特征在于，包括以下步骤：S1根据稀土赋存条件和分布情况，确定原地浸矿区块和底板勘查范围；S2在所述底板勘查范围内，具有全风化壳、半风化壳和基岩的典型地段上采用机械钻探获取岩心，采集全风化壳、半风化壳和基岩的物理性质参数；S3在所述底板勘查范围内设置测量点，设置探地雷达工作参数，使用探地雷达和抗干扰高密度电法，采集所述测量点的全风化壳、半风化壳和基岩岩层的数据信息；S4处理所述数据信息，显示剖面图像，划分所述测量点的岩层层位并计算各层位厚度；S5在所述剖面图像上进行解译和反演，结合各岩层物理性质和剖面图像特征评价各岩层裂隙发育情况、密实度和岩层含水量；S6根据解译和反演的数据结果进行三维建模，对稀土矿底板进行清晰直观地显示。

【技术特征摘要】
1.离子型稀土矿底板勘查方法，其特征在于，包括以下步骤：S1根据稀土赋存条件和分布情况，确定原地浸矿区块和底板勘查范围；S2在所述底板勘查范围内，具有全风化壳、半风化壳和基岩的典型地段上采用机械钻探获取岩心，采集全风化壳、半风化壳和基岩的物理性质参数；S3在所述底板勘查范围内设置测量点，设置探地雷达工作参数，使用探地雷达和抗干扰高密度电法，采集所述测量点的全风化壳、半风化壳和基岩岩层的数据信息；S4处理所述数据信息，显示剖面图像，划分所述测量点的岩层层位并计算各层位厚度；S5在所述剖面图像上进行解译和反演，结合各岩层物理性质和剖面图像特征评价各岩层裂隙发育情况、密实度和岩层含水量；S6根据解译和反演的数据结果进行三维建模，对稀土矿底板进行清晰直观地显示。2.根据权利要求1所述的勘查方法，其特征在于，步骤S3中所述探地雷达工作参数包括天线中心频率和采样时窗，天线中心频率采样时窗εr为所述相对介电常数，H为岩层厚度，C为电磁波真空传播速度。3.根据权利要求1所述的勘查方法，其特征在于，步骤S3中所述数据信息包括通过所述探地雷达获取的全风化壳、半风化壳和基岩的岩层界面反射的电磁波波形、振幅强度和回波信号时间差，以及高密度电法获取的视电阻率值。4.根据权利要求1所述的勘查方法，其特征在于，步骤S4中处理所述数据信息包括：去除高频杂波和降低背景噪声，获得高分辨率、高信噪比的剖面图像；将时间域数据转化...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炯辉，王浩然，高玉文，陈道贵，赵彬，
申请(专利权)人：五矿勘查开发有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11