методы разведки минерального песка

Предыстория отрасли: Задача поиска критически важных минералов завтрашнего дня

Минеральные пески являются основным источником важнейших тяжелых минералов, таких как циркон., титановые минералы (Ильменит, рутил, и лейкоксен), и редкоземельные элементы (РЗЭ) как монацит и ксенотим. Эти минералы незаменимы для современных технологий., формируя основу отраслей промышленности: от аэрокосмической и автомобильной пигментов до электроники и инфраструктуры возобновляемых источников энергии.. Глобальный сдвиг в сторону электрификации и декарбонизации усилил спрос на эти ресурсы., оказание значительного давления на геологоразведочные группы.

Основная проблема при разведке минерального песка заключается в природе самих месторождений.. Они поверхностные, часто погребен под молодой вскрышной породой, и демонстрируют значительную изменчивость горизонтального и вертикального уклона.. Традиционные методы разведки, в значительной степени зависит от бурения с широкими интервалами, являются не только дорогостоящими и трудоемкими, но также рискуют пропустить отдельные зоны с высоким содержанием золота или исказить истинную геометрию рудного тела.. В эпоху, требующую как быстрой разработки проектов, так и тщательного определения ресурсов., отрасль требует более эффективного, методологии разведки на основе данных для снижения риска открытия и улучшения экономики проекта.

Каковы основные методы современного набора инструментов для разведки минерального песка??

Современная разведка минеральных песков является последовательным, многодисциплинарный процесс, который объединяет определение месторождений в региональном масштабе с определением месторождений с высоким разрешением. Основная методология превратилась из опоры исключительно на бурение в сложную интеграцию геофизических данных., геохимический, и геологические методы.

• 1. Региональная разведка и нацеливание:

  • Геологическое картирование & Геоморфология: Определение древней или современной прибрежной среды, такие как палео-береговые линии, барьерные системы, и аллювиальные равнины, которые являются благоприятной средой для россыпных месторождений.
  • Дистанционное зондирование: Использование спутниковых снимков (НАПРИМЕР., АСТЕР, Ландсат) для картирования форм рельефа и выявления спектральных признаков, указывающих на определенные минеральные комплексы.
  • Геофизические исследования: Аэрокосмическая геофизика — мощный инструмент первого прохода..
    • Магнетика: Используется для картирования архитектуры фундамента и интерпретации палеотопографии., которые контролировали пути отложений и ловушки осадконакопления..
    • Радиометрия (Гамма-спектрометрия): Особенно эффективен, поскольку торийсодержащий монацит и калийсодержащие минералы дают отчетливые радиометрические характеристики.. Аномальные радиометрические реакции могут напрямую указывать на концентрации тяжелых минералов..

• 2. Перспективная оценка:

  • Геохимический отбор проб: Систематическая почва, отставать, или отбор проб речных отложений для определения геохимических аномалий для элементов-первопроходцев, таких как Zr. (Цирконий), Из (Титан), Се (Церий), La (Лантан), и че (Торий).
  • Наземные геофизические методы:
    • Гравитация Земли: Может обнаружить тонкие контрасты плотности между тяжелыми, богатыми минералами песками и бесплодными отложениями..
    • Переходные электромагнитные явления (ТЭМ): Полезно для определения глубины фундамента или слоев глины, которые могут образовывать базальные границы отложения..

• 3. Определение ресурсов – роль бурения:
  Бурение остается основным методом оценки ресурсов, но теперь в его основе лежат предыдущие методы оптимизации местоположения и плотности..

  • Выбор метода:
    | Метод бурения | принцип | Преимущества | Ограничения |
    | :--- | :--- | :--- | :--- |
    | Воздушное ядро (переменного тока) бурение | Использует сжатый воздух для подъема обрезков на поверхность.. | Быстрый, экономически эффективен для рыхлых песков; предоставляет репрезентативные образцы для контроля качества. | Ограниченная глубина; может препятствовать вода или слои глины. |
    | Соник (Вибрационный) бурение | Использует высокочастотную вибрацию для псевдоожижения отложений вокруг бурильной колонны.. | Исключительное извлечение и целостность проб; Превосходство в сложных грунтовых условиях. | Более высокая стоимость за метр, чем переменного тока; более медленная скорость проникновения в некоторые материалы. |
    | Обратная циркуляция (ЖК) бурение | Использует буровую штангу с двойными стенками и воздухом под высоким давлением, возвращающим образцы вверх по центру.. | Более глубокое проникновение, чем AC; хорошо подходит для уплотненных песков или более глубоких вскрышных пород. | Дороже; вероятность загрязнения/деградации пробы. |
  • Анализ образца: Пробы буровых скважин обрабатываются на установке гравитационного разделения или спиралях лабораторного масштаба для получения концентрата тяжелых минералов. (HMC). Затем HMC анализируется с использованием таких методов, как рентгеновская флуоресценция. (РФА) для объемной химии и анализа выделения минералов (ОМС) или QEMSCAN® для определения точного минералогического состава и характеристик выделения..

Рынок & Приложения: От открытия к развитию

Применение этих интегрированных методов обеспечивает ощутимые преимущества на протяжении всего жизненного цикла добычи полезных ископаемых.:

• Исследование Гринфилда: Компании могут быстро проверять обширные жилые площади с помощью бортовых магнитных и радиометрических приборов., сосредоточение бюджетов на местах на высокоприоритетных целях с большей вероятностью успеха.
• Расширение Браунфилда: Вокруг существующих шахт, Детальная гравитация грунта и близко расположенное бурение позволяют выявить месторождения-спутники или неразработанные зоны с высоким содержанием золота в известных рудных телах., продление срока службы шахты без крупных затрат на новую инфраструктуру.
• Моделирование ресурсов и планирование горных работ: Высококачественные данные ультразвукового бурения обеспечивают беспрецедентное понимание непрерывности содержаний и границ отходов/руды.. Это приводит к более точным моделям ресурсов., снижение разбавления и улучшение качества корма для перерабатывающего завода.
• Относящийся к окружающей среде & Базовые исследования: То же самое геологическое понимание, полученное в ходе геологоразведочных работ, напрямую влияет на моделирование подземных вод при проектировании хвостохранилища..

Обслуживаемые основные отрасли промышленности напрямую связаны с конечной продукцией.:

• Циркон: керамика, литейные формы, огнеупоры.
• Для Ильменита/Рутила: Пигмент диоксида титана (краска, Пластмассы), титановый металл (Аэрокосмическая промышленность).
• Редкоземельные элементы (из Монацита/Ксенотима): Постоянные магниты (ветряные турбины, электромобили), люминофоры электроника.

Перспективы на будущее: Граница исследований, управляемых данными

Будущее разведки минерального песка заключается в повышении скорости интеграции за счет технологических инноваций..

1. Гиперспектральная визуализация: Гиперспектральные датчики, установленные на самолетах и ​​дронах, могут идентифицировать конкретные виды глины, связанные с ореолами минерализации, обеспечивая инструмент прямого нацеливания, ранее недоступный в больших масштабах..
2. Инверсия расширенной геофизики & 3D Моделирование: Алгоритмы машинного обучения применяются к наборам геофизических данных, создают высокоточные 3D-модели осадочной архитектуры, прогнозирующие пути движения флюидов, ловушки отложений до начала бурения..
3. Аналитика в реальном времени: Разработка портативных XRF-анализаторов LIBS позволяет проводить химический анализ бурового шлама практически в реальном времени, что позволяет оперативно принимать решения о местоположении глубины буровой скважины..
4. .Магнитометрия/градиометрия с помощью дронов**: БПЛА теперь могут нести магнитометры, позволяющие проводить магнитные исследования со сверхвысоким разрешением на небольших участках, труднопроходимой местности за небольшие деньги. Традиционные аэрофотосъемки, обеспечивающие беспрецедентную детализацию палеотопографии.

Эти достижения приведут к "точная разведка" модель, в которой цели определяются с такой точностью, что затраты на обнаружение значительно сокращаются.

---

Часто задаваемые вопросы

1.Какой самый важный геофизический метод разведки минерального песка??
Несмотря на то, что используются наборы методов, радиометрия часто считается наиболее прямой из-за ее способности обнаруживать связанный с торием монацит. Однако магнетизм, возможно, более фундаментален, он выявляет основную структуру фундамента, контролируемое осаждение. Ни один метод не является достаточным ключом к комплексному подходу.

2.Чем бурение минерального песка отличается от добычи твердых пород?
Неконсолидированные минеральные пески требуют разных методов. Акустическое бурение с использованием воздушного керна позволяет извлечь непрерывную ненарушенную пробу рыхлых отложений, тогда как в твердых породах обычно используется бурение с алмазным керном RC, взрывчатое фрагментирование породы.

3.Какую роль играет минералогия по сравнению с простым анализом??
Знание недостаточного общего содержания циркония. Экономическая целесообразность зависит от извлекаемых полезных ископаемых. Анализ MLA важен для определения соотношения ценного цирконового рутила и неэкономных минералов того же элемента. Это напрямую влияет на степень извлечения конструкции технологического предприятия.

4.Могут ли эти методы обнаружить редкоземельные элементы напрямую??
Да Радиометрические аномалии часто указывают на присутствие монацита, содержащего РЗЭ. Ксенотим. Последующие геохимические отборы проб, в частности, анализ первопроходцев РЗЭ, таких как La Ce Nd. Объединенные минералогические подтверждающие пробы, полученные из буровых скважин. Окончательный способ подтверждения потенциала РЗЭ.

---

Тематическое исследование / Инженерный пример: Определение погребенного берегового месторождения в Западной Австралии

Горнодобывающая компания среднего уровня владела крупным пакетом многоквартирных домов в известной провинции минеральных песков, но первоначальное широкомасштабное воздушное колонковое бурение дало противоречивые результаты и не позволило определить согласованные ресурсы.

Выполнение:
1Фаза использовала существующие региональные аэромагнитные данные, переинтерпретированные с использованием современных алгоритмов 3D-инверсии, создала подробную топографию фундамента модели. Это выявило тонкую линейную палеоречную долину, которая, как полагают, содержит погребенную береговую линию.
2Этапная гравиметрическая съемка с высоким разрешением, проведенная на целевой территории, выявила сильную линейную гравитационную аномалию, совпадающую с интерпретированной береговой линией, что указывает на значительный контраст плотности.
3Поэтапная целевая программа акустического бурения разработала испытательную гравитационную аномалию. Бурение подтвердило наличие 15-метрового слоя крупнозернистого тяжелого, богатого минералами песка, погребенного под ним. 5-10 метров бесплодной глинистой покрывающей породы Акустическое бурение обеспечило превосходный выход проб критически точная оценка содержания

Измеримые результаты:
Открытие нового значительного месторождения минерального песка, определяемого примерно 100 звуковое сверление отверстий
Оценка ресурсов Указанный ресурс, соответствующий стандарту JORC 450 миллионов тонн в 4 HMC значительно более высокий класс, чем прилегающие районы
Экономический эффект Благодаря использованию интегрированной геофизики целевая буровая компания сократила общее количество пробуренных метров по оценкам по сравнению с традиционным сеточным подходом, сэкономив месяцы времени проекта. Это позволило им ускорить технико-экономическое обоснование и обеспечить финансирование проекта.