章烈猛
(中国有色矿业集团有限公司,北京 100029)
国家迅速发展,对能源和资源等需求量急剧增加。矿产作为社会发展重要能源之一,国家当前对矿产的勘探技术水平相对较高,但是还需结合技术发展,探索出更加高效的勘探技术,为找矿顺利提供技术支持。当前,物探技术和遥感技术的应用可发挥技术优势,实现快速找矿。因此分析上述技术的应用创新具有重要意义。
物探技术为对地球的物理特性展开勘探的技术类型之一,并对地球的物理场产生变化展开监测,此过程应用的技术即为物探技术。在技术应用范围方面,不但能够探测地球的本身,还能对近地空间内的介质结构、物质组成以及变化趋势等展开探测。地质找矿中的勘探为应用方向之一,利用此技术,可对地质构造以及隐伏区的结构展开勘探,进而对资源分布规律加以明确,利用仪器设备,完成勘探。
遥感找矿主要利用遥感技术提取岩石的蚀变信息,包括绿泥石、娟云母与何云英岩等。提取信息环节,通过地物透射和反射产生的电磁波作为信息载体,矿物质化学成分以及物理结构相对稳定,因此光谱吸收特征也相对稳定,岩体内部集团、晶体产生的场效应或者震动,导致光谱特征差异。通过野外测量光谱曲线和实际数据进行对比,识别出矿物组合。提取时间信息过程,按照干扰物产生的光谱曲线,可对部分影响勘探的干扰介质进行处理。
在某矿区使用小波进行正反演示和多尺度的分解,进而展开可视化的显示,可将磁场存在的异常区域展开圈定探测。若勘探显示的平面形态为“扁豆形”,非规则形态,即可判断出此区域当中-600m ~1000m 范围当中,极可能存在铁矿。为确保对矿体存在与否展开精准测定,通常需要在井下进行磁测,更好对判断找矿过程的异常情况,此外,找矿环节,还需使用钻孔法,对结论展开验证。若勘探区域内使用电法测量过程表现出非常明显的异常现象,可使用钻孔法对勘探结果展开验证,便于顺利找矿。
实际上还可以细化为航磁测、地面磁测以及井中磁测。若勘探过程,矿产资源是铁矿石,可使用航磁测量的方法,对存在磁铁异常的区域合理划分,进而对矿体靶区进一步确认,以实现勘探测量之目的。需注意,航空磁测这一方法适合所探测的矿区面积较大,同时地形和地貌相对复杂,这样能够利用直升机展开测量。
例如:某铁矿区域周围的矿产资源探测,使用磁法测量。矿区岩层内部存在发育的断裂结构,岩性特点为石英磁铁矿、斜长角闪岩、云英片岩、大理岩等。使用航磁测量这一方法测量,通过磁场特征,可以看出勘测区域内NE 方向存在异常穿过带,长度>30km,并且,异常现象明显,代表其周围存在多处矿产。异常区域中心的强度>3500nT,低磁区域没有明显的跳跃现象。磁场处于0nT ~-300nT,没有磁沉积岩。通过野外测量数据,对其高度、基点,日变等进行改正,作为原始数据。并使用软件对异常区域进行分离和处理,利用小波多尺方法分解,在对比之后将其分解尺度分为三阶。由于勘测区域周围存在铁矿,因此可能导致局部区域产生异常现象。同时,因为铁矿是从东到西延伸,因此磁场变化跟随矿产方向逐渐减弱。对于剖面的异常情况,导致地磁曲线逐渐下降,最低值达5500m,之后向上急剧升高,到达6000m 之后,上升趋势放缓,至6700m 时处于峰值状态,之后曲线整体缓慢下降。并在8200m 使产生次级峰值,可以推断出此现象是二级叠加问题引起的。在化极之后,异常曲线向西方向移动200m,并且峰值的上升较大,产生异常叠加现象,特别明显。在小波分解之后,将此区域的局部场和区域厂之间进行分离,发现三个地磁化极异常点,第一处在5900m 位置,第二处在6500m位置,第三处在8100m 位置。并且在5900m 位置的峰值达到了360nT。同时西侧还有异常负值,在8100m 的峰值呈现出对称分布状态,峰值<100nT,在6500m 位置存在的局部异常峰值较低。除此之外,还对地磁化极展开一阶的导数处理,计算出峰值存在5600m 左右位置,这一数据代表矿体的边缘处于测量区域附近[2]。
2.2.1 遥感技术应用
岩石的主要成分镁、铝、硅、氧,上述元素产生的振动基频,不会在近红外区域内产生吸收性收谷谱带。由于,不同矿物产生的蚀变可能导致铁元素和氢氧根发生变化。同时二价铁、三价铁、氢氧根和一氧化碳处于可见红外区域内,能够导致岩石谱带当中产生不同的吸收谷组合。
比如:若光谱长度在0.4μm ~1.3μm 之间,可能为矿物质当中,含有铁和铜等基础元素,而导致电子发生跃迁,光谱长度在1.3μm ~2.5μm 之间。可能是矿物质中含有一氧化碳或者氢氧根。
按照上述特征,处理波长、宽度、深度以及对称性等,进而获取蚀变的异遥感信息。
与此同时,此技术还可应用在间接找矿环节,按照地质构造,对信息进行提取。通常而言,内生矿产处于地质构造的变异位置或者边缘位置。大多数重要矿产位于板块结构的边界之处。矿床也呈带状分布,地质变异和成矿带的大小差异不同。利用遥感技术,获取地质标志,呈现空间信息,借助区域成矿影像,将断裂信息提取出来。还可从火山机构或者中酸性岩体当中,提取出盆地构造,通过矿源层提取岩层信息,通过断裂区域影像和遥感色异常位置提取出蚀变信息。若断裂区域为控矿构造,此技术的应用能够提取出重点信息。此外,利用遥感技术获取地表的水系、地面岩性等分布,按照其特征获取隐伏的结构信息。
遥感技术,还能对植物的波谱特点进行测量。部分植物生长受到地下水和微生物等影响。如果植被周围存在矿区,则矿产中的金属元素会导致底层结构产生变化,影响土壤成分。因为植物对于金属的聚集以及吸收等作用存在差异,可导致植物体内含水量以及叶绿素等成分发生变化,进而导致植物反射光谱存在差异。遥感技术正是利用这种差异,对植物覆盖区域是否存在矿产展开勘探。
例如,某金矿在勘探过程利用遥感技术,提取植物光谱的遥感信息。由于不同植被对金属吸收含量存在差异,因此在矿区内对不同植物进行光谱测试。统计出对金属具有汇集作用的植被,并将其应用在矿产的勘探环节。若植物反射出异常的光谱信息,遥感图像中可使用直观的颜色呈现出来,以此为依据,判断找矿靶区[3]。
2.2.2 遥感技术创新
“3S 技术”融合应用为未来地质找矿的创新应用领域之一。在GPS 系统应用下,能够快速获取探测点的坐标信息,并对空间点坐标展开科学管理。由于遥感数据的存储所需空间相对庞大,因此需要管理系统功能强大。加之人力勘探成本日益提升,在找矿环节,可发挥遥感技术运用优势,其投资小,将RS 技术和GIS 技术相互融合,创新找矿环节遥感技术应用方式。二者的融合应用可发挥GIS 价值,对勘探区域遥感影像展开全面管理。在“3S 技术”快速发展过程,利用RS 获取的遥感数据精度更高,同时,解译速度也更快。当前,地质勘探过程使用“3S 技术”和卫星通讯以及可视化系统之间综合应用,找矿效果较好。
总之,找矿过程,需要结合实际需求,综合考虑,利用合理的技术,对矿产资源展开勘探和开发。与此同时,部分矿产资源为非再生,因此需要相关人员利用科学的勘探技术,使用规范的勘探流程,确保勘探结果高度精准性,以发挥找矿技术的应用价值。