陈勋等：渗流作用下风化壳淋积型稀土矿细观孔隙结构演化特征 1289 明浸出后试样2D孔隙率增大的同时，不同层面间 隙体积的变化规律，可知，孔隙数量变化率随孔隙 孔隙率差异性更加明显 体积呈现出先增大后降低的趋势.并且，由图12 可知浸出后体积在0.001mm3及以下的孔隙数量 1300 Before leaching 较浸出前均有所减少，而体积在0.001~10mm3的 1200 After leaching 孔隙数量增加.浸出前后各体积区间孔隙数量及 1100 其变化量的统计结果如表1所示，可以发现，浸出 1000 前后体积大于10mm3的孔隙数量未发生变化，均 900 为2个，依计算结果可知孔隙体积分别由75.92mm3 800 和91.27mm3增大至127.84mm3和191.64mm3.另 外，浸出后体积在0.00001~0.0001mm3之间的孔 700 隙数量减少量在孔隙减少总量中占比最大，即该 600 体积区间的孔隙数量减少量最多，而体积在 500 0.001~0.01mm3之间的孔隙增加量最大.上述结 400 果反映出，在渗流作用下孔隙发生扩张，孔隙之间 300 相互贯通，使得小体积孔隙相互合并形成中等体 200 积孔隙，促使中等体积孔隙数量增加：并且，大体 积孔隙也在渗流作用下不断扩张，与邻近孔隙形 100 成联合体，导致体积进一步增大 34567891011 2D porosity/% Before leaching After leaching 图10浸出前后面试样的2D孔隙率分布特征 .Before leaching Fig.10 Distribution characteristics of the 2D porosity of the sample .-After leaching before and after leaching 33溶液渗流对孔隙体积的影响 浸出前后各独立三维孔隙分布特征如图7所 示，通过对孔隙所占体素数量进行统计，计算得到 10 各个孔隙的体积.由于本实验中CT扫描空间分辨 率为15.26μm,所以可识别的最小孔隙体积为 10 0 -10 3.55×106mm3.统计得到浸出前后试样中孔隙 0 10 0 1 Pore volume/mm3 体积分别为3.55×106~91.27mm3和3.55×106~ 图11浸出前后孔隙体积分布特征 191.64mm3,即在渗流作用下最大孔隙体积由 Fig.11 Frequency distribution of pore volumes 91.27mm3.增大至191.64mm3.统计结果表明，去 离子水浸出后，试样中孔隙数量大幅度降低，降幅 300 为40.61%，但孔隙总体积却比浸出前显著增加，这 250 表明在渗流作用下孔隙之间发生相互贯通，孔隙 200 连通性得到增强 150 图11所示为浸出前后不同体积孔隙的数量占 100 比分布特征.可以发现，对于浸出前试样，体积在 0 0.00001~0.0001mm3之间的孔隙数量占比最大， -50 达到孔隙总量的46.15%：而浸出后，体积在 0.0001~0.001mm3之间的孔隙数量占比最大，为 10 10 10 10 104-10 10-3-10-2 10-2-10- 10-10 10-10 10-10 孔隙总量的45.14%.溶液渗流作用下，体积为 Pore volume/mm3 0.0001mm3及以下的孔隙所占比例降低，而体积 图12渗流前后不同体积孔隙数量变化特征 大于0.0001mm3的孔隙所占比例相应增大.图12 Fig.12 Variation characteristics of the number of pores with different 所示为浸出前后各体积区间孔隙数量变化率随孔 volume sizes明浸出后试样 2D 孔隙率增大的同时，不同层面间 孔隙率差异性更加明显. 1300 Before leaching After leaching 1200 1100 1000 900 800 700 Layer number 600 500 400 300 200 100 0 0 1 2 3 4 5 6 2D porosity/% 7 8 9 10 11 图 10    浸出前后面试样的 2D 孔隙率分布特征 Fig.10     Distribution  characteristics  of  the  2D  porosity  of  the  sample before and after leaching 3.3    溶液渗流对孔隙体积的影响 浸出前后各独立三维孔隙分布特征如图 7 所 示，通过对孔隙所占体素数量进行统计，计算得到 各个孔隙的体积. 由于本实验中 CT 扫描空间分辨 率 为 15.26  μm，所以可识别的最小孔隙体积 为 3.55×10−6 mm3 . 统计得到浸出前后试样中孔隙 体积分别 为 3.55×10−6～ 91.27  mm3 和 3.55×10−6～ 191.64  mm3 ，即在渗流作用下最大孔隙体积 由 91.27 mm3 ，增大至 191.64 mm3 . 统计结果表明，去 离子水浸出后，试样中孔隙数量大幅度降低，降幅 为 40.61%，但孔隙总体积却比浸出前显著增加，这 表明在渗流作用下孔隙之间发生相互贯通，孔隙 连通性得到增强. 图 11 所示为浸出前后不同体积孔隙的数量占 比分布特征. 可以发现，对于浸出前试样，体积在 0.00001～0.0001 mm3 之间的孔隙数量占比最大， 达 到 孔 隙 总 量 的 46.15%； 而 浸 出 后 ， 体 积 在 0.0001～0.001 mm3 之间的孔隙数量占比最大，为 孔隙总量 的 45.14%. 溶液渗流作用下 ，体积 为 0.0001 mm3 及以下的孔隙所占比例降低，而体积 大于 0.0001 mm3 的孔隙所占比例相应增大. 图 12 所示为浸出前后各体积区间孔隙数量变化率随孔 隙体积的变化规律，可知，孔隙数量变化率随孔隙 体积呈现出先增大后降低的趋势. 并且，由图 12 可知浸出后体积在 0.001 mm3 及以下的孔隙数量 较浸出前均有所减少，而体积在 0.001～10 mm3 的 孔隙数量增加. 浸出前后各体积区间孔隙数量及 其变化量的统计结果如表 1 所示，可以发现，浸出 前后体积大于 10 mm3 的孔隙数量未发生变化，均 为 2 个，依计算结果可知孔隙体积分别由 75.92 mm3 和 91.27 mm3 增大至 127.84 mm3 和 191.64 mm3 . 另 外，浸出后体积在 0.00001～0.0001 mm3 之间的孔 隙数量减少量在孔隙减少总量中占比最大，即该 体 积 区 间 的 孔 隙 数 量 减 少 量 最 多 ， 而 体 积 在 0.001～0.01 mm3 之间的孔隙增加量最大. 上述结 果反映出，在渗流作用下孔隙发生扩张，孔隙之间 相互贯通，使得小体积孔隙相互合并形成中等体 积孔隙，促使中等体积孔隙数量增加；并且，大体 积孔隙也在渗流作用下不断扩张，与邻近孔隙形 成联合体，导致体积进一步增大. 50 40 30 20 Frequency/ % 10 0 Pore volume/mm3 10 −6−10 −5 10 −5−10 −4 10 −4−10 −3 10 −3−10 −2 10 −2−10 −1 10 −1−10 0 10 0−10 1 10 1−10 2 10 2−10 3 Before leaching After leaching Before leaching After leaching 图 11    浸出前后孔隙体积分布特征 Fig.11    Frequency distribution of pore volumes Pore volume/mm3 10 −6−10 −5 10 −5−10 −4 10 −4−10 −3 10 −3−10 −2 10 −2−10 −1 10 −1−10 0 10 0−10 1 10 1−10 3 300 250 200 150 100 50 0 −50 −100 Rate of change in the number of pores/ % 图 12    渗流前后不同体积孔隙数量变化特征 Fig.12    Variation characteristics of the number of pores with different volume sizes 陈    勋等： 渗流作用下风化壳淋积型稀土矿细观孔隙结构演化特征 · 1289 ·