多元化信息找礦在找礦項目中的應用探析

李敬波，姜文鵬，郭傳順

（山東省核工業二四八地質大隊，山東 青島 266000）

1 多元化信息找礦在找礦項目中運用的必要性

礦產資源是我國經濟可持續發展過程中的重要資源，對社會發展起著重要作用。時代的不斷發展使得社會對礦產資源需求量不斷增長、對礦產資源質量要求不斷提升。為了有效解決礦產資源短缺問題、滿足社會發展需要，利用礦產勘查和找礦技術挖掘更多的礦產資源成為擺在相關從業人員面前的重要課題。改革開放以來，我國煤礦事業獲得了較大的發展，但是礦產開采的速度還是趕不上社會礦產資源需求量增長的速度，礦產資源儲備量總是入不敷出，因而，新形勢下，加大找礦技術研發、運用多元化信息找礦開展找礦工作是十分迫切且必要的。

新形勢下的礦產資源從開采工作應該秉持綠色生態保護理念和可持續發展理念，在不破壞生態環境的同時最大化發揮資源開發為社會發展帶來的價值。具體來說，應用地質礦產勘查及找礦技術應該統籌兼顧，在礦產開采的同時做好環境保護和修復工作，而隨著科技不斷發展，遙感技術和多元信息處理技術在實際找礦工作應用普及率越來越高，多元化信息找礦也符合新形勢下可持續發展理念要求，有利于礦產資源可持續發展目標實現。

2 遙感技術概述

任何物體都有光譜特性，而且同一物體在不同光譜反映以及同一光譜區不同物體反映都不盡相同，遙感技術就是以這一原理為基礎，利用紅外線、可見光、電磁波等探測目標物體、進行遠距離數據采集的。由于巖石類型豐富多樣，不同巖石類型反映在圖像中的影像也存在差異，我們可以利用巖石礦物的光譜特征和影像差異提取出礦物信息，對巖石礦物類型進行識別。利用遙感技術開展地質找礦工作時，目標地質的地表情況、地貌形態等都能夠進行遠程觀測，觀測信息會以影像傳輸過來，通過對數據信息的分析判斷就可以得出準確結果。相較傳統的找礦技術，遙感技術更加省時省力，在很大程度上降低了人員投入、提升了地質找礦效率，同時遙感技術準確性更高，可以及時、準確的分析判斷出礦產資源所在位置。隨著現代科技的發展，遙感技術衍生出更多現代遙感找礦技術，這就使得應用效果在一定程度上得到了提升，進而促進了礦產行業的健康可持續發展。

3 遙感技術在找礦項目中的具體應用

在找礦項目中運用遙感技術時，通常是利用地質制圖和地質圖的套盒，使二者具有相同的地圖投影坐標系統，實現地質圖與遙感影像對應，以便對現實的地質情況進行再現和分析。遙感技術找礦流程大致如下：①通過波譜圖形式體現構成目標礦產資源的地質和土層特征，以明確找礦具體方向；②綜合遙感技術解譯的地質資料和波譜測試結果信息來對礦區資源形成條件進行預測；③使用遙感技術檢測目標地質條件，并形成具體的圖像資料，然后再利用物質探測儀統計和對比分析化學探測地質信息，完成對遠距離礦產資源的圈定工作。

3.1 地質構造信息的提取

地質構造運動與礦產資源形成有密切關系，不同規模的地質構造運動會使得礦床分布出現差異，因而不同的地質構造運動會形成類型不同的礦產資源。因而，在進行礦產構造信息提取環節，需要分析和提取不同構造環境和條件信息，并利用線性影像和環形影像進行信息解譯。

在利用遙感技術開展找礦工作過程中，往往會存在模糊的遙感成像情況，即用戶關注的線性、環形等信息無法在遙感影像中清晰顯示，用戶對這些模糊信息讀取存在一定困難。但是如果遙感影像方法，如方向濾波、邊緣增強等對影像進行處理的話，則可以使重要的地質構造信息完全凸顯出來。然后再結合地質各方面的資料，對解譯出的影像信息進行分析，便可以形成確定的地質礦產構造分布信息和構造信息。

3.2 植被波譜特征的應用

植被與礦產資源形成有直接關系，種類不同的植被會形成類型不同的礦產資源。植被往往需要依附各種各樣的微生物獲得成長，不同植被成長過程吸收的微生物及其程度不同，而微生物是有礦產資源生成的，因而，不同植被有不同的礦物表現，礦產資源構成也可以通過地表植被體現出來，我們可以利用植被波譜特征找礦快速準確發現礦區構造、提升工作效率。

除此之外，還可以通過分析植被生長環境中的土質結構遙感波譜判斷該地區擁有的豐富礦產資源種類。例如，普通土壤與含銅土壤的波譜特征就有明顯不同，這就說明生物地質特征可以為礦產資源勘測提供參考信息。基于此，使用遙感技術對植被周邊的地表結構進行成像處理，再利用遙感成像資料對植被所含礦產物質含量進行分析，就可以判斷出區域內礦產資源的分布情況。

3.3 圍巖蝕變信息的提取

圍巖蝕變是指巖漿熱液對圍巖結構產生作用，巖石與熱液融合形成的一種特殊物質，較為常見的圍巖蝕變包括云英巖化、硅化、碳酸鹽化、青磐巖化等。圍巖蝕變的范圍通常比礦區實際范圍要大，因而，可以將其作為找礦的重要依據。普通巖石的結構、顏色和種類都與圍巖蝕變巖石有所不同，這主要體現在兩者的反射光譜特征差異明顯。遙感圖像可以對特定光譜波段上的光譜異常信息進行識別處理，并以此為依據找到礦化蝕變異常區，確定找礦具體地址。

4 遙感找礦技術的新發展

4.1 多光譜遙感技術

多光譜遙感蝕變信息提取技術是指利用多光譜掃描和攝影系統同步獲取植被以及其他地表物體在電磁波不同譜段影像的遙感技術。相較傳統的遙感技術，這種多光譜遙感技術不僅能夠根據不同影像的結構和形態進行物體判定，還能夠根據光譜特性的區別進行物體判定，大大拓展了遙感的有效信息量。以往多光譜遙感技術數據主要來源于ETM＋和SPOT等，由于波譜分辨率和空間分辨率難以保證，這些數據源也難以在礦產資源勘查領域進行科學應用。雖然CBERS－02／02B多光譜數據準確度更高、幾何配準效果更好，但目前也只是被應用在地質災害監控、農業動態監測等領域，在地質找礦項目中應用極少，僅在控礦斷裂帶研究中出現過。ALOS遙感數據在地質找礦領域中應用幾率也很小，其主要是應用于資源調查、區域觀測等領域。21 世紀以來，ASTER遙感影像數據成為在地質找礦項目中應用最廣泛的數據，與ETM＋數據相比，ASTE R遙感影像數據具有波段多、光譜窄、空間分辨率高等特點，因而在礦化蝕變信息提取過程中應用優勢更明顯。例如，利用主成分分析法及ASTER遙感影像數據對新疆斑巖銅礦區進行蝕變信息提取，提取到的蝕變異常情況與野外地質情況相吻合，可見，提取的礦化蝕變信息有效。

需要注意的是，單一的數據源通常職能反映地表物體的單方面特征，地表物質識別的準確性無法保證，而將多個數據源結合，則可以幫助我們去除無用信息數據，提升信息提取效率。多個數據源的結合既包括遙感技術獲取數據間的結合，如多光譜數據與高光譜數據、雷達數據的融合；也包含遙感技術獲取數據與非遙感技術獲取數據的結合，如物探、化探數據間的融合。目前，多光譜遙感技術已經開始用于找礦項目中，與傳統遙感技術相比，它的應用可以提高對地表信息的獲取和識別能力，增加找礦工作的精準性。

4.2 高光譜遙感技術

高光譜技術是多光譜技術的演變，它是在電磁波譜的紅外波、可見光、等波段范圍內，利用成像光譜將非常窄的光譜變為影像數據的遙感技術。高光譜遙感技術具有很多特點，具體如下：①具有很多光譜波段，通常成像光譜儀在光譜區都會有幾十甚至上百個波段；②可以形成分辨率更高的光譜。成像光譜儀采樣間隔通常在10nm，因而光譜分辨率也更高，能夠直接反映出地表物體的細微特征；③可獲取大量的遙感數據，不斷增加的波段數同時也會使得遙感數據量不斷增長；④易產生冗余信息。相鄰波段具備很大概率的相關性，這就會造成冗余信息不斷產生；⑤可以實現圖譜合一。成像光譜儀獲取的光譜曲線可以用來與地面實測的光譜曲線進行類比分析。綜上可知，高光譜遙感技術具有很多普通遙感技術不具備的特質，不同礦物資源在電磁波譜上形成的光譜特征不盡相同，更便于人們對不同礦物資源構成情況進行識別。目前，高光譜遙感技術也開始應用于礦物資源勘探、礦物識別、礦區環境監控等很多地質相關領域，且應用效果也較為突出。

4.3 遙感生物地球化學技術

遙感生物地球化學技術是遙感技術和生物地球化學結合的產物，該技術主要是用于在植被覆蓋的隱伏礦區找礦項目上。與其他遙感技術相比，遙感生物地球化學技術具有視野開闊、及時準確等優勢，可以用于大面積找礦預測活動中，在植被覆蓋地區或者優選遠景區進行隱伏礦產資源尋找可以取得更好的實際效益。遙感生物地球化學技術可以利用異常植被信息提取方法獲取植被覆蓋區礦產資源的礦化信息。值得注意的是，在利用遙感生物地球化學技術開展找礦工作時，要對各種干擾因素對結果的影響充分考慮進去，例如元素相互作用、植被的生長環境、土壤的酸堿程度、礦體圍巖的斷裂程度等。

4.4 遙感找礦技術在找礦項目中的發展趨勢

現階段，遙感技術已經成為礦產資源勘測的重要手段，也在找礦項目中取到了一定成效。遙感找礦技術未來發展趨勢集中體現在以下方面：從高光譜遙感技術來看，雖然該技術起步晚，但是發展速度快，在未來發展中，成像光譜儀的探測能力會不斷提高、影響分辨率也會不斷提升、航空航天遙感結合度會更高、定量分析階段也會到來，在地質找礦中的應用會更普遍；從遙感生物化學技術來看，遙感波譜數據會跟礦化植物地球化學異常融合程度更高，在高植被覆蓋區礦產資源勘測中的應用也會更順暢。除此之外，地物化遙融合程度也會更高。礦床形成是長時間地質作用的綜合結果，因而，任何單一的找礦技術都不能系統解決地質勘探中遇到的問題，必須將多種找礦技術結合才能提升找礦速度和精準度，未來會形成以遙感技術為主體，地質、物理、化學為輔的多元化信息找礦方法。

5 小結

綜上所述，地質找礦效率提升現今已經成為礦產行業關注的重點課題，建立以遙感技術為主體的多元化信息找礦方法是提升地質找礦數量以及質量的重要策略，我們要在實踐中不斷總結經驗、融入新科技元素，助力礦產行業實現健康可持續發展。