多元化信息找矿在找矿项目中的应用探析

李敬波，姜文鹏，郭传顺

（山东省核工业二四八地质大队，山东 青岛 266000）

1 多元化信息找矿在找矿项目中运用的必要性

矿产资源是我国经济可持续发展过程中的重要资源，对社会发展起着重要作用。时代的不断发展使得社会对矿产资源需求量不断增长、对矿产资源质量要求不断提升。为了有效解决矿产资源短缺问题、满足社会发展需要，利用矿产勘查和找矿技术挖掘更多的矿产资源成为摆在相关从业人员面前的重要课题。改革开放以来，我国煤矿事业获得了较大的发展，但是矿产开采的速度还是赶不上社会矿产资源需求量增长的速度，矿产资源储备量总是入不敷出，因而，新形势下，加大找矿技术研发、运用多元化信息找矿开展找矿工作是十分迫切且必要的。

新形势下的矿产资源从开采工作应该秉持绿色生态保护理念和可持续发展理念，在不破坏生态环境的同时最大化发挥资源开发为社会发展带来的价值。具体来说，应用地质矿产勘查及找矿技术应该统筹兼顾，在矿产开采的同时做好环境保护和修复工作，而随着科技不断发展，遥感技术和多元信息处理技术在实际找矿工作应用普及率越来越高，多元化信息找矿也符合新形势下可持续发展理念要求，有利于矿产资源可持续发展目标实现。

2 遥感技术概述

任何物体都有光谱特性，而且同一物体在不同光谱反映以及同一光谱区不同物体反映都不尽相同，遥感技术就是以这一原理为基础，利用红外线、可见光、电磁波等探测目标物体、进行远距离数据采集的。由于岩石类型丰富多样，不同岩石类型反映在图像中的影像也存在差异，我们可以利用岩石矿物的光谱特征和影像差异提取出矿物信息，对岩石矿物类型进行识别。利用遥感技术开展地质找矿工作时，目标地质的地表情况、地貌形态等都能够进行远程观测，观测信息会以影像传输过来，通过对数据信息的分析判断就可以得出准确结果。相较传统的找矿技术，遥感技术更加省时省力，在很大程度上降低了人员投入、提升了地质找矿效率，同时遥感技术准确性更高，可以及时、准确的分析判断出矿产资源所在位置。随着现代科技的发展，遥感技术衍生出更多现代遥感找矿技术，这就使得应用效果在一定程度上得到了提升，进而促进了矿产行业的健康可持续发展。

3 遥感技术在找矿项目中的具体应用

在找矿项目中运用遥感技术时，通常是利用地质制图和地质图的套盒，使二者具有相同的地图投影坐标系统，实现地质图与遥感影像对应，以便对现实的地质情况进行再现和分析。遥感技术找矿流程大致如下：①通过波谱图形式体现构成目标矿产资源的地质和土层特征，以明确找矿具体方向；②综合遥感技术解译的地质资料和波谱测试结果信息来对矿区资源形成条件进行预测；③使用遥感技术检测目标地质条件，并形成具体的图像资料，然后再利用物质探测仪统计和对比分析化学探测地质信息，完成对远距离矿产资源的圈定工作。

3.1 地质构造信息的提取

地质构造运动与矿产资源形成有密切关系，不同规模的地质构造运动会使得矿床分布出现差异，因而不同的地质构造运动会形成类型不同的矿产资源。因而，在进行矿产构造信息提取环节，需要分析和提取不同构造环境和条件信息，并利用线性影像和环形影像进行信息解译。

在利用遥感技术开展找矿工作过程中，往往会存在模糊的遥感成像情况，即用户关注的线性、环形等信息无法在遥感影像中清晰显示，用户对这些模糊信息读取存在一定困难。但是如果遥感影像方法，如方向滤波、边缘增强等对影像进行处理的话，则可以使重要的地质构造信息完全凸显出来。然后再结合地质各方面的资料，对解译出的影像信息进行分析，便可以形成确定的地质矿产构造分布信息和构造信息。

3.2 植被波谱特征的应用

植被与矿产资源形成有直接关系，种类不同的植被会形成类型不同的矿产资源。植被往往需要依附各种各样的微生物获得成长，不同植被成长过程吸收的微生物及其程度不同，而微生物是有矿产资源生成的，因而，不同植被有不同的矿物表现，矿产资源构成也可以通过地表植被体现出来，我们可以利用植被波谱特征找矿快速准确发现矿区构造、提升工作效率。

除此之外，还可以通过分析植被生长环境中的土质结构遥感波谱判断该地区拥有的丰富矿产资源种类。例如，普通土壤与含铜土壤的波谱特征就有明显不同，这就说明生物地质特征可以为矿产资源勘测提供参考信息。基于此，使用遥感技术对植被周边的地表结构进行成像处理，再利用遥感成像资料对植被所含矿产物质含量进行分析，就可以判断出区域内矿产资源的分布情况。

3.3 围岩蚀变信息的提取

围岩蚀变是指岩浆热液对围岩结构产生作用，岩石与热液融合形成的一种特殊物质，较为常见的围岩蚀变包括云英岩化、硅化、碳酸盐化、青磐岩化等。围岩蚀变的范围通常比矿区实际范围要大，因而，可以将其作为找矿的重要依据。普通岩石的结构、颜色和种类都与围岩蚀变岩石有所不同，这主要体现在两者的反射光谱特征差异明显。遥感图像可以对特定光谱波段上的光谱异常信息进行识别处理，并以此为依据找到矿化蚀变异常区，确定找矿具体地址。

4 遥感找矿技术的新发展

4.1 多光谱遥感技术

多光谱遥感蚀变信息提取技术是指利用多光谱扫描和摄影系统同步获取植被以及其他地表物体在电磁波不同谱段影像的遥感技术。相较传统的遥感技术，这种多光谱遥感技术不仅能够根据不同影像的结构和形态进行物体判定，还能够根据光谱特性的区别进行物体判定，大大拓展了遥感的有效信息量。以往多光谱遥感技术数据主要来源于ETM＋和SPOT等，由于波谱分辨率和空间分辨率难以保证，这些数据源也难以在矿产资源勘查领域进行科学应用。虽然CBERS－02／02B多光谱数据准确度更高、几何配准效果更好，但目前也只是被应用在地质灾害监控、农业动态监测等领域，在地质找矿项目中应用极少，仅在控矿断裂带研究中出现过。ALOS遥感数据在地质找矿领域中应用几率也很小，其主要是应用于资源调查、区域观测等领域。21 世纪以来，ASTER遥感影像数据成为在地质找矿项目中应用最广泛的数据，与ETM＋数据相比，ASTE R遥感影像数据具有波段多、光谱窄、空间分辨率高等特点，因而在矿化蚀变信息提取过程中应用优势更明显。例如，利用主成分分析法及ASTER遥感影像数据对新疆斑岩铜矿区进行蚀变信息提取，提取到的蚀变异常情况与野外地质情况相吻合，可见，提取的矿化蚀变信息有效。

需要注意的是，单一的数据源通常职能反映地表物体的单方面特征，地表物质识别的准确性无法保证，而将多个数据源结合，则可以帮助我们去除无用信息数据，提升信息提取效率。多个数据源的结合既包括遥感技术获取数据间的结合，如多光谱数据与高光谱数据、雷达数据的融合；也包含遥感技术获取数据与非遥感技术获取数据的结合，如物探、化探数据间的融合。目前，多光谱遥感技术已经开始用于找矿项目中，与传统遥感技术相比，它的应用可以提高对地表信息的获取和识别能力，增加找矿工作的精准性。

4.2 高光谱遥感技术

高光谱技术是多光谱技术的演变，它是在电磁波谱的红外波、可见光、等波段范围内，利用成像光谱将非常窄的光谱变为影像数据的遥感技术。高光谱遥感技术具有很多特点，具体如下：①具有很多光谱波段，通常成像光谱仪在光谱区都会有几十甚至上百个波段；②可以形成分辨率更高的光谱。成像光谱仪采样间隔通常在10nm，因而光谱分辨率也更高，能够直接反映出地表物体的细微特征；③可获取大量的遥感数据，不断增加的波段数同时也会使得遥感数据量不断增长；④易产生冗余信息。相邻波段具备很大概率的相关性，这就会造成冗余信息不断产生；⑤可以实现图谱合一。成像光谱仪获取的光谱曲线可以用来与地面实测的光谱曲线进行类比分析。综上可知，高光谱遥感技术具有很多普通遥感技术不具备的特质，不同矿物资源在电磁波谱上形成的光谱特征不尽相同，更便于人们对不同矿物资源构成情况进行识别。目前，高光谱遥感技术也开始应用于矿物资源勘探、矿物识别、矿区环境监控等很多地质相关领域，且应用效果也较为突出。

4.3 遥感生物地球化学技术

遥感生物地球化学技术是遥感技术和生物地球化学结合的产物，该技术主要是用于在植被覆盖的隐伏矿区找矿项目上。与其他遥感技术相比，遥感生物地球化学技术具有视野开阔、及时准确等优势，可以用于大面积找矿预测活动中，在植被覆盖地区或者优选远景区进行隐伏矿产资源寻找可以取得更好的实际效益。遥感生物地球化学技术可以利用异常植被信息提取方法获取植被覆盖区矿产资源的矿化信息。值得注意的是，在利用遥感生物地球化学技术开展找矿工作时，要对各种干扰因素对结果的影响充分考虑进去，例如元素相互作用、植被的生长环境、土壤的酸碱程度、矿体围岩的断裂程度等。

4.4 遥感找矿技术在找矿项目中的发展趋势

现阶段，遥感技术已经成为矿产资源勘测的重要手段，也在找矿项目中取到了一定成效。遥感找矿技术未来发展趋势集中体现在以下方面：从高光谱遥感技术来看，虽然该技术起步晚，但是发展速度快，在未来发展中，成像光谱仪的探测能力会不断提高、影响分辨率也会不断提升、航空航天遥感结合度会更高、定量分析阶段也会到来，在地质找矿中的应用会更普遍；从遥感生物化学技术来看，遥感波谱数据会跟矿化植物地球化学异常融合程度更高，在高植被覆盖区矿产资源勘测中的应用也会更顺畅。除此之外，地物化遥融合程度也会更高。矿床形成是长时间地质作用的综合结果，因而，任何单一的找矿技术都不能系统解决地质勘探中遇到的问题，必须将多种找矿技术结合才能提升找矿速度和精准度，未来会形成以遥感技术为主体，地质、物理、化学为辅的多元化信息找矿方法。

5 小结

综上所述，地质找矿效率提升现今已经成为矿产行业关注的重点课题，建立以遥感技术为主体的多元化信息找矿方法是提升地质找矿数量以及质量的重要策略，我们要在实践中不断总结经验、融入新科技元素，助力矿产行业实现健康可持续发展。