水化学找矿法及其在大型资源基地绿色调查中的应用--以川西九龙地区地表水化学找矿为例

“战略性新兴产业矿产调查”工程积极倡导绿色调查新理论新方法在大型资源基地勘查开发中的应用,绿色调查是川西大型锂铍资源基地综合调查评价工作的主要内容之一。本文梳理了水化学找矿法的发展历程与现状,提出了水化学找矿法应用于矿产勘查及环境调查评价中存在的主要问题。在川西九龙湿润半湿润高寒山区,尝试应用水化学找矿法对地表水中的化学异常进行研究,初步阐明应进一步详细调查的锂远景区。实验方法是在野外现场运用多参数测试仪测定地表水的温度(T)、pH值、电导率(EC)、溶解氧(DO)、总溶解性固体(TDS)五个参数,结合电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定锂硼铷锶镍钨钪等微量元素,进而分析水体元素含量特征与矿化的关系。结果表明:研究区水体中的锂硼锶镍含量明显高于背景值,在采集的60件样品中,17%的样品以上微量元素含量超过异常下限(7.76μg/L),其中流经乌拉溪岩体东南角(石头沟)的水体锂含量达到最大值20.1μg/L,是研究区水体锂含量背景值的4.5倍,是异常下限的2.6倍,与矿化的关系密切,其明显的变化规律可作为水化学找锂的找矿标志。研究区内乌拉溪岩体东南部及洛莫岩体周边水体水化学异常与矿化关系明显,可作为下一步详细调查的远景区。研究认为,在当前环境保护战略地位不断提升、绿色勘查力度持续加大、资源调查与环境保护并重的现实条件下,水化学方法对前期找矿部署有指导意义。研究成果为解决川西高原生态脆弱区找矿部署与环境保护等实际问题提供了参考依据。     

对能源金属矿产资源基地调查评价基本问题的探讨——以四川甲基卡大型锂矿基地为例

能源金属矿产是指可在能源领域发挥重要作用的金属矿产资源,而大型能源金属矿产基地作为国家目标开展调查评价,也是新事物。四川西部甲基卡一带锂资源十分丰富,成矿条件优越,而锂作为21世纪的能源金属,将为解决我国能源危机、环境保护等瓶颈问题发挥重要作用。本文通过对甲基卡大型锂矿资源基地综合调查评价的工作实践,探讨了在"能源+金属"类矿产资源基地进行调查评价时所遇到的基本问题,包括目标任务、基本原则、立项依据、创新驱动、技术路线、工作内容及其他应注意的问题,为同类大型矿产资源基地的工作部署提供参考,同时也为科学决策、合理开发锂资源提供依据。通过川西甲基卡一带以锂为主大型能源金属资源基地的调查评价,不但可提高矿产地质调查程度和资源储量的可靠程度,进一步摸清资源家底,为带动整装勘查、建设大型勘查开发基地提供资源保障,而且可以为整个川西地区能源金属的调查评价提供示范;通过创新驱动包括查明锂、锂同位素及其共伴生组分的赋存规律,提高综合研究和利用程度,为能源金属在高新技术领域中的高效开发提供科学依据;通过统筹规划,合理部署,有序推进,不但可将资源优势变成经济社会优势、造福地方百姓,也可以为把川西地区建设成为新能源基地、引领新兴产业的发展提供科学依据。     

鄂东南矿山环境评价指标体系

在对鄂东南大型矿业基地的矿产资源开发现状、社会经济效益、矿业经济活动对生态环境影响及其存在的主要环境地质问题进行初步调查分析的基础上,确定了鄂东南矿山地质环境评价指标,以系统论及可持续发展理论建立了适合该区的矿山环境评价指标体系及具体的指标参数.     

煤炭资源绿色开发潜力评价方法的建立与应用

煤炭资源潜力评价是在系统总结煤炭地质调查工作成果的基础上,收集整理煤炭资源数据,查明煤炭资源现状,科学评价未查明资源潜力。以往对煤炭资源潜力评价主要侧重于资源赋存条件的研究,对资源开发与生态环境影响关系的研究仍待加强。本文在"绿水青山就是金山银山"发展理念引领下,系统论述了建立煤炭资源绿色开发潜力评价的总体思路、评价路径、评价内容与方法,通过分析资源分布特征及勘查开发现状,资源存量和潜在资源状况,建立了煤炭资源绿色开发潜力评价模型,划分出"四类"煤炭资源(即绿色优先开发资源、非绿色可开发资源、非绿色难开发资源和难动用资源),提出煤炭资源开发利用潜力与布局建议,形成了一套相对完整的煤炭资源绿色开发潜力评价方法,并将其成功应用于大同矿区的煤炭资源潜力评价中。本方法的应用可为我国煤炭资源战略规划、合理配置资源、优化产业结构和推动区域经济发展提供理论依据。     

大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查工程进展与主要成果

钾盐是关乎国计民生的大宗急缺矿产;稀有金属、稀土金属、稀散金属、萤石、晶质石墨、金刚石等矿产是国内外公认的战略性新兴矿产。根据国家建设的需求,2015年中国地质调查局设立了"大宗急缺矿产和战略性新兴产业矿产调查工程"。该工程以查明重要矿种的资源潜力,取得找矿突破为目标,以矿调为手段,以"五位一体"为部署原则,进行了全国重点地区大型资源基地和重要矿集区相关矿种的成矿规律和找矿方法创新研究,同时开展了矿产资源的综合利用研究。经过3年的努力已取得了一批找矿成果,丰富了成矿理论,创新了找矿方法,支撑了赣南、闽西等革命老区脱贫攻坚,带动了川西等地区的经济发展,对保障国家农业安全和战略性新兴产业顺利发展发挥了积极作用。概要介绍了在钾盐找矿、华南"三稀"金属矿产调查、川西大型锂矿资源基地建设、新疆奇台超大型晶质石墨矿找矿等方面取得的新进展;介绍了在华南、华北、中西部等主要成矿带"三稀"矿产、晶质石墨、萤石等关键矿种成矿规律研究、成矿模式构建、资源潜力评价、重点靶区优选、技术方法组合等方面取得的成果;介绍了在公益性基础性调查研究中所起到的示范引领作用。钾盐"二层楼"成矿模式和锂矿"五层楼+地下室层脉组合"成矿理论和找矿模型得以完善,新发现靶区40处,矿产地14处,大型资源基地2处,新增KCl资源量3.5亿t,伟晶岩型锂资源量31.75万t,铍资源量1.6万t,石墨资源量7 378万t,脉石英56万t,萤石1 159万t,金刚石资源量2.29万克拉,新增重稀土资源量12万t,含磷锂铝石岩体型锂资源量38万t。该工程取得的进展与成果对保障国家资源安全和战略性新兴产业的顺利发展具有重要的现实意义。     

基于层次分析法的矿山岩土工程系统环境质量多目标评价模型

矿山开发给矿区环境带来了负面影响,对矿山环境质量进行评价是实现矿业可持续发展的必要手段。笔者建立了矿山岩土工程环境质量多目标评价指标体系,运用层次分析法确定出各个评价指标的权重; 规定了分级规则,并对各个评价指标进行了分级; 建立了矿山岩土工程体系环境质量多目标综合评价模型,并将该模型应用于矿山实际,得出该矿山环境质量较差,需及时采取措施进行治理。     

基于层次分析法确定权重的地质环境质量评价——以乌蒙山重点贫困地区喜德县、昭觉县交界区域为例

以四川喜德县与昭觉县交界区域为研究区,以1:5万水文地质调查成果为基础,建立起地质环境质量评价指标体系。运用遥感、水文钻、地球物理、水文地球化学等手段,量化分级评价体系指标,确定体系中不同层次指标权重,用GIS软件对研究区地质环境质量分区及评价。结果表明,研究区92.38%的区域地质环境质量较好,而区内两河口镇、沙马拉达乡、巴久乡等人类工程活动强烈区域,地质环境质量较差,这与研究区实际现状相符。研究成果可为乌蒙山重点贫困地区推进区域精准扶贫,实现区域人口、环境和资源协调发展提供技术支撑。     

江苏省矿山地质环境区划研究

随着矿业经济发展由“资源开发”向“资源开发与环境保护并重”的转变,矿山地质环境保护与治理已成为生态省建设的主要内容之一。因此,合理划定矿山地质环境保护与治理区域,对改善生态环境意义重大。本文以江苏矿山地质环境调查成果为基础,基于矿山地质环境的自然属性和社会属性,建立了由2个目标层、5个约束层和12个指标层构成的江苏矿山地质环境区划评价指标体系。在MAPGIS技术支持下,采用综合指数模型,将各区划因子按其权重进行空间代数叠加,根据叠加的结果并结合矿山开采现状,将关闭矿区划定为矿山地质环境重点治理区和一般治理区;将开采矿区划定为矿山地质环境重点防治区和一般防治区。     

南美锂三角地区锂资源特征及开发环境评价

南美“锂三角”地区是当前新能源产业革命的热点矿产开发区域,有必要对当地的锂资源分布情况和锂矿投资环境进行梳理与比较,为中资企业在该区开发锂矿提供参考。概述了锂三角地区锂资源成矿地质背景、资源概况及勘查开发现状,认为中新世以来的火山作用提供了丰富的成矿物质来源,上新世构造沉降形成大量封闭汇水盆地,锂矿在安第斯高原沙漠极度干旱气候下在盐湖中蒸发富集。研究区锂资源广泛分布于阿根廷、玻利维亚、智利三国,锂离子浓度高,镁锂比值低,品质优越。结合其所在的锂三角三国具体情况,采用层次分析法和线性加权综合评价法对区内锂矿的开发环境展开评价,建立评价指标体系。在评价过程中,综合分析了资源禀赋、政策法律、社会环境、基建便利度4个一级指标和资源品位、盐湖镁锂比值、资源量、勘探投入、锂矿外资开发政策、财税制度、收益兑回、通货膨胀率、矿业冲突、基建质量、水资源可得性11个二级指标,以定量赋值方式对区内三国的锂矿开发环境差异进行量化分析。经计算,阿根廷锂矿开发环境综合分值为0.8,智利0.36,玻利维亚0.27,认为阿根廷为锂三角地区最佳锂矿投资目标国,且翁布雷穆艾托、考查理-奥拉罗兹等盐湖值得关注投资。研究结论...     

东北地区煤炭可持续发展研究方法

在中央振兴东北老工业基地总体战略部署的新形势下,对东北地区煤炭工业基地的可持续发展与国民经济建设保证程度进行客观、深入的分析研究,是非常必要的。根据东北地区煤炭工业现状,对东北地区煤炭资源保证程度、煤炭工业区生态环境、地质灾害、区域经济等有关战略问题的影响因子进行论证与分析;并依据指标体系建立原则,结合煤炭城市特点,将13个评价因子25个评价指标引入煤炭工业区可持续发展评价体系;基于GIS数字化管理技术,以资源一环境一经济发展为主线建立影响因子融合模型,在定量分析与空间分析基础上,提出了利用产生式原则构建专家系统以表达专业领域知识和专业问题的解决方案。     

战略新兴矿产调查工程进展与主要成果

随着我国经济社会发展和产业升级,钾盐、稀有金属、稀土金属、稀散金属、萤石、叶蜡石、脉石英、晶质石墨、硼等矿产在新一代信息技术、新能源汽车及高端装备制造等战略性新兴产业发展中发挥着越来越关键的作用,需求量也逐步攀升。 “战略新兴矿产调查工程”(2019—2021)以查明重要矿种的资源潜力、取得找矿突破、助推形成大型资源基地为目标,以矿调为手段,开展全国重点地区大型资源基地和重要矿集区锂、钾、铍、铌钽、萤石、脉石英等矿种成矿规律和找矿方法的创新研究,同时开展矿产资源的综合利用研究,取得了一批重大找矿成果,丰富了成矿理论,创新了找矿方法。概要介绍了该工程在川东北锂钾找矿、川西稀有稀土金属矿产调查、新疆阿尔金稀有金属矿产调查、江西赣南—福建浦城地区萤石、硼资源、东部地区脉石英、叶蜡石特种非金属矿产找矿等方面取得的新进展; 介绍了川东北、川西、阿尔金等主要成矿带稀有稀土矿产、萤石、脉石英等关键矿种成矿规律、勘查技术方法、绿色调查及综合利用等方面取得的成果,对进一步提高我国钾盐、锂矿、萤石、脉石英等战略性矿产资源保障程度和研究程度,促进新兴产业发展和我国战略性矿产后续调查评价具有重要意义。     

四川甲基卡稀有金属矿床134号脉锡石U-Pb定年与地质意义

伟晶岩型锂矿是重要的新兴产业资源,具有重要的战略价值,是我国亟需紧缺的关键矿产。然而,成矿年代学制约了该类型锂矿的成矿作用和成矿机理研究。四川甲基卡稀有金属矿床是我国最大的锂矿床,以134号伟晶岩脉为典型代表。134号伟晶岩脉主要由锂辉石、钽铌铁矿、锆石、曲晶石、绿柱石、锡石、微斜长石、正长石、石英、白云母等组成。本文采集了134号脉中部矿石样品,分选获得锡石,通过LA-MC-ICP-MS锡石U-Pb测年,获得134号伟晶岩脉的锡石U-Pb年龄为203.7±4.6Ma(n=19,MSWD=2.8),代表了该伟晶岩型锂矿床的成矿年龄,表明其成矿作用发生在印支晚期。印支运动晚期稳定的构造环境,为稀有金属的聚集、成矿创造了有利条件,有助于形成甲基卡超大型稀有金属矿床。     

川西甲基卡锂矿基地典型岩石及矿物反射波谱特征研究

四川甲基卡矿田是中国乃至于世界上锂矿资源最集中的地区之一,目前对甲基卡锂矿床的光谱学认识还很欠缺。本文运用地物波谱仪对甲基卡地区野外采集的典型岩石及矿物开展波谱测试,建立了研究区样品的波谱数据库,总结了黑云母片岩、十字石片岩、十字石堇青石片岩、角岩、二云母花岗岩、含锂辉石伟晶岩、不含锂辉石伟晶岩、石英脉、长石斑晶、锂辉石、云母、绿柱石的波谱特征。研究结果表明:围岩与岩体波谱特征差异较大,围岩反射率一般在0. 2以下,吸收特征不明显,岩体反射率一般在0. 5以下,具有1413 nm、1911 nm、2197 nm三处不同程度的吸收特征;其中含矿伟晶岩、不含矿伟晶岩及花岗岩可以通过1413 nm及2197 nm等处的吸收特征进行区分;锂辉石及绿柱石具有独特的波谱特征,可以直接用于找矿。本文开展的甲基卡型锂矿地面波谱研究,对其高光谱遥感填图及地质找矿具有重要的指导意义。     

应用扫描电镜-X射线衍射-电子探针技术研究河南淅川绿松石矿物学特征

河南省淅川县位于我国重要绿松石产区——秦岭东部绿松石矿区东延部分,与淅川毗邻的许多早期考古遗址中出土了大量的绿松石制品,因此淅川绿松石的矿料流布受到许多考古学者的关注。研究淅川绿松石的矿物学特征有助于完善我国不同矿区绿松石矿物学研究,为追溯我国早期绿松石文物的矿料来源提供重要的数据支撑。本文利用偏光显微镜观察、扫描电镜、粉晶X射线衍射等技术对淅川绿松石进行结构研究,辅以电子探针、背散射电子图像观察等方法研究了淅川绿松石的矿物组合。结果表明:淅川绿松石主要由细小的鳞片状、短柱状、板片状微晶集合体组成,可见环带状、结核状、碎斑碎粒状结构;通过对比不同样品的微晶结构,可知其微晶的大小、晶型和分布状态会影响淅川绿松石集合体的致密程度和颜色;淅川绿松石集合体中常见石英、玉髓和铁氧化物,部分样品含有硫磷铝锶矿。通过对比其他矿区绿松石矿物组合,发现淅川绿松石与湖北地区的绿松石矿物组成相近,主要杂质为石英、褐铁矿,明显区别于安徽地区以高岭石为主要杂质矿物的绿松石。     

马里矿产地质特征与开发前景研究

马里地处西非克拉通腹地,境内大量出露前寒武纪结晶基底,发育大规模的比里姆（Birimian）绿岩带。带内受到后期不连续造山事件的改造,内生金属矿产资源禀赋极好,是西非地区重要的产金岩系。国内关于马里矿产地质特征和矿业开发前景的相关研究较少。为了补充该研究领域,本文系统总结了马里的矿产资源禀赋和开发现状,对其矿业投资环境进行了重点分析研究。研究结果表明,马里区域位置和成矿地质条件优越。目前马里已探明的固体矿产资源种类10余种,其中金矿资源储量2898 t,居非洲地区前列。此外还拥有丰富的锂矿、铀矿、磷酸盐矿、铁矿等矿产资源,多数未进行系统勘查,资源潜力极大。马里的矿产资源除金矿外,其他矿产资源开发程度较低。马里的矿业投资活动活跃,主要投资矿种为金矿、锂矿、铀矿等。马里矿业投资环境整体上较好,矿业相关法律健全,政策支持力度较大,鼓励外资进入矿业领域。中资矿业企业可以重点关注马里的金、锂、铀等优势矿种,选择合适时机开展相关勘查投入,以适合自身的模式进行矿业开发合作。     

离子吸附型稀土监控样定值研究

离子吸附型稀土矿是中国极其重要、世界罕见的矿床类型,是中国的优势矿产资源。目前现有的稀土标样全部为稀土矿石成分分析标样,稀土元素以氧化物形式稳定存在,无法淋滤浸取,不能对离子吸附型稀土淋滤过程进行监控。为进一步满足离子吸附型稀土资源勘查和评价需要,本文按照导则《标准物质定值的通用原则及统计学原理》（JJF 1343—2012）,制备了三种岩性共9个离子吸附型稀土监控样。样品采自南岭地区典型富轻稀土（HREE）离子吸附型稀土风化壳,经干燥、球磨至200目后混合机混匀,以硫酸铵淋滤、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测试离子相稀土元素含量,检验样品均匀性,结果表明F值小于临界值F_{0.05（19,20）},样品均匀性良好。在两年内对样品进行4次稳定性检验,在95%置信度时│β₁│<t_0.05×s（β₁）,未发现明显不稳定变化,表明稳定性良好。由8家技术权威的实验室进行协作定值,经过统计计算给出各离子相稀土元素含量的加权平均值和扩展不确定度,定值结果涵盖除Sc以外的15种稀土元素。该系列监控样的研制能够为离子吸附型稀土矿产资源评价和有效利用等工作提供计量支撑。     

天然及改性凹凸棒对稀土尾矿土壤中重金属铅的钝化效果研究

赣南离子型稀土矿的大肆开采,以及尾矿废渣不合理处置,造成矿区周边环境中重金属铅含量超标,破环矿区生态环境。本文利用不同剂量（质量分数分别为5%、10%和15%）的天然及改性凹凸棒作为钝化剂,利用扫描电镜和傅里叶红外光谱对两种钝化剂的表面特征和官能团进行分析,采用BCR重金属连续提取法对钝化能力和效果进行评价,并以此研究土壤中铅的形态变化,借鉴国外的重金属TCLP提取法评估重金属污染土壤的环境质量。结果表明：经过50d的培养,土壤pH值从4.76显著升高至接近7.0。改性后凹凸棒使铅的酸提取态含量从25.69mg/kg降低至7.42mg/kg,并促进其向残渣态转化,残渣态含量比对照组增加了1.38倍,TCLP提取态含量比对照组降低了65.70%,从而显著降低了铅的生物可利用度和生态风险。与天然凹凸棒相比,改性后凹凸棒对稀土尾矿土壤修复具有较为良好的效果。     

赣南离子吸附型稀土矿区土壤重金属形态分布特征及生态风险评价

稀土矿的露天开采易造成土壤重金属污染等环境问题。已有研究表明赣南离子吸附型稀土矿区土壤存在以Cd、Pb为主的轻、中度重金属污染。常见环境质量评价以主要污染因子(如重金属总量)作为衡量污染程度的指标,仅能反映重金属的富集程度。为查明赣南稀土矿区土壤重金属的赋存状态、迁移能力以及生物有效性,本文在利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定土壤重金属各形态含量的基础上,采用地累积指数法、潜在生态危害指数法及RAC风险评价法对赣南稀土矿区土壤重金属的生态风险进行评价。结果表明:(1)研究区土壤重金属主要以残渣态存在,占总量的65.5%。(2)土壤样品中Cd、Pb含量平均值分别是江西省土壤背景值的1.72倍和2.14倍;流域内位于矿山下游河流沿岸农田土壤Cd的平均值、尾矿库附近农田Pb的平均值分别是土壤背景值的2.33倍和3.06倍,22.7%样品的Cd或Pb含量超过风险筛选值,其中可交换态所占比例仅次于残渣态,分别占总量的47.1%和13.5%。(3)地累积指数与潜在生态风险评价结果表明Cd、Pb累积程度及生态风险水平较高,Co、Ni、Cu、Zn较低;RAC风险评价结果显示Cd生态风险较高,Co、Zn、Pb生态风险中等,Cu、Ni生态风险低。(4)针对矿区农田土壤的三种评价方法各有侧重,其评价结果异中有同,均表明研究区土壤Cd具有较高的污染程度和迁移活性,生态风险较高。本研究结果将为识别稀土矿周边农田土壤的潜在环境风险,提出有效的防范、应急与减缓措施提供科学依据。     

锂能源金属矿产基地深部探测技术示范项目进展

锂作为21世纪的能源金属,已经并仍将在未来的能源结构中占有重要地位.中国锂资源对外依存度将近75％,采矿深度普遍不超过300 m,深部探矿势在必行.为提高中国锂矿深部探测能力,储备一批深部探测技术方法,2017年国家重点研发计划设立锂能源金属矿产基地深部探测技术示范项目.项目由中国地质科学院矿产资源研究所牵头,共十余家单位、78位项目成员参加.通过产学研紧密结合,在川西甲基卡、新疆卡鲁安及四川黄金口等地区深入开展了典型矿床和深部探测技术组合方法等的研究,对贵州务正道地区铝土矿、中国西南地区广泛分布的绿豆岩中锂的富集机制开展了深入研究,在锂的成矿理论、新类型锂资源找矿探索、深部探测技术方法组合等方面取得了一系列新进展,圈定了一批远景区和靶区,有力保障了国家锂能源资源安全.