李敬波，姜文鵬，郭傳順

（山東省核工業(yè)二四八地質(zhì)大隊(duì)，山東 青島 266000）

1 多元化信息找礦在找礦項(xiàng)目中運(yùn)用的必要性

礦產(chǎn)資源是我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中的重要資源，對(duì)社會(huì)發(fā)展起著重要作用。時(shí)代的不斷發(fā)展使得社會(huì)對(duì)礦產(chǎn)資源需求量不斷增長(zhǎng)、對(duì)礦產(chǎn)資源質(zhì)量要求不斷提升。為了有效解決礦產(chǎn)資源短缺問題、滿足社會(huì)發(fā)展需要，利用礦產(chǎn)勘查和找礦技術(shù)挖掘更多的礦產(chǎn)資源成為擺在相關(guān)從業(yè)人員面前的重要課題。改革開放以來(lái)，我國(guó)煤礦事業(yè)獲得了較大的發(fā)展，但是礦產(chǎn)開采的速度還是趕不上社會(huì)礦產(chǎn)資源需求量增長(zhǎng)的速度，礦產(chǎn)資源儲(chǔ)備量總是入不敷出，因而，新形勢(shì)下，加大找礦技術(shù)研發(fā)、運(yùn)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(shì)下的礦產(chǎn)資源從開采工作應(yīng)該秉持綠色生態(tài)保護(hù)理念和可持續(xù)發(fā)展理念，在不破壞生態(tài)環(huán)境的同時(shí)最大化發(fā)揮資源開發(fā)為社會(huì)發(fā)展帶來(lái)的價(jià)值。具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)用地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及找礦技術(shù)應(yīng)該統(tǒng)籌兼顧，在礦產(chǎn)開采的同時(shí)做好環(huán)境保護(hù)和修復(fù)工作，而隨著科技不斷發(fā)展，遙感技術(shù)和多元信息處理技術(shù)在實(shí)際找礦工作應(yīng)用普及率越來(lái)越高，多元化信息找礦也符合新形勢(shì)下可持續(xù)發(fā)展理念要求，有利于礦產(chǎn)資源可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

2 遙感技術(shù)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(qū)不同物體反映都不盡相同，遙感技術(shù)就是以這一原理為基礎(chǔ)，利用紅外線、可見光、電磁波等探測(cè)目標(biāo)物體、進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)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(duì)巖石礦物類型進(jìn)行識(shí)別。利用遙感技術(shù)開展地質(zhì)找礦工作時(shí)，目標(biāo)地質(zhì)的地表情況、地貌形態(tài)等都能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程觀測(cè)，觀測(cè)信息會(huì)以影像傳輸過(guò)來(lái)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)信息的分析判斷就可以得出準(zhǔn)確結(jié)果。相較傳統(tǒng)的找礦技術(shù)，遙感技術(shù)更加省時(shí)省力，在很大程度上降低了人員投入、提升了地質(zhì)找礦效率，同時(shí)遙感技術(shù)準(zhǔn)確性更高，可以及時(shí)、準(zhǔn)確的分析判斷出礦產(chǎn)資源所在位置。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，遙感技術(shù)衍生出更多現(xiàn)代遙感找礦技術(shù)，這就使得應(yīng)用效果在一定程度上得到了提升，進(jìn)而促進(jìn)了礦產(chǎn)行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

3 遙感技術(shù)在找礦項(xiàng)目中的具體應(yīng)用

在找礦項(xiàng)目中運(yùn)用遙感技術(shù)時(shí)，通常是利用地質(zhì)制圖和地質(zhì)圖的套盒，使二者具有相同的地圖投影坐標(biāo)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)圖與遙感影像對(duì)應(yīng)，以便對(duì)現(xiàn)實(shí)的地質(zhì)情況進(jìn)行再現(xiàn)和分析。遙感技術(shù)找礦流程大致如下：①通過(guò)波譜圖形式體現(xiàn)構(gòu)成目標(biāo)礦產(chǎn)資源的地質(zhì)和土層特征，以明確找礦具體方向；②綜合遙感技術(shù)解譯的地質(zhì)資料和波譜測(cè)試結(jié)果信息來(lái)對(duì)礦區(qū)資源形成條件進(jìn)行預(yù)測(cè)；③使用遙感技術(shù)檢測(cè)目標(biāo)地質(zhì)條件，并形成具體的圖像資料，然后再利用物質(zhì)探測(cè)儀統(tǒng)計(jì)和對(duì)比分析化學(xué)探測(cè)地質(zhì)信息，完成對(duì)遠(yuǎn)距離礦產(chǎn)資源的圈定工作。

3.1 地質(zhì)構(gòu)造信息的提取

地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與礦產(chǎn)資源形成有密切關(guān)系，不同規(guī)模的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)會(huì)使得礦床分布出現(xiàn)差異，因而不同的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)會(huì)形成類型不同的礦產(chǎn)資源。因而，在進(jìn)行礦產(chǎn)構(gòu)造信息提取環(huán)節(jié)，需要分析和提取不同構(gòu)造環(huán)境和條件信息，并利用線性影像和環(huán)形影像進(jìn)行信息解譯。

在利用遙感技術(shù)開展找礦工作過(guò)程中，往往會(huì)存在模糊的遙感成像情況，即用戶關(guān)注的線性、環(huán)形等信息無(wú)法在遙感影像中清晰顯示，用戶對(duì)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?yàn)V波、邊緣增強(qiáng)等對(duì)影像進(jìn)行處理的話，則可以使重要的地質(zhì)構(gòu)造信息完全凸顯出來(lái)。然后再結(jié)合地質(zhì)各方面的資料，對(duì)解譯出的影像信息進(jìn)行分析，便可以形成確定的地質(zhì)礦產(chǎn)構(gòu)造分布信息和構(gòu)造信息。

3.2 植被波譜特征的應(yīng)用

植被與礦產(chǎn)資源形成有直接關(guān)系，種類不同的植被會(huì)形成類型不同的礦產(chǎn)資源。植被往往需要依附各種各樣的微生物獲得成長(zhǎng)，不同植被成長(zhǎng)過(guò)程吸收的微生物及其程度不同，而微生物是有礦產(chǎn)資源生成的，因而，不同植被有不同的礦物表現(xiàn)，礦產(chǎn)資源構(gòu)成也可以通過(guò)地表植被體現(xiàn)出來(lái)，我們可以利用植被波譜特征找礦快速準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)礦區(qū)構(gòu)造、提升工作效率。

除此之外，還可以通過(guò)分析植被生長(zhǎng)環(huán)境中的土質(zhì)結(jié)構(gòu)遙感波譜判斷該地區(qū)擁有的豐富礦產(chǎn)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(shuō)明生物地質(zhì)特征可以為礦產(chǎn)資源勘測(cè)提供參考信息?；诖耍褂眠b感技術(shù)對(duì)植被周邊的地表結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像處理，再利用遙感成像資料對(duì)植被所含礦產(chǎn)物質(zhì)含量進(jìn)行分析，就可以判斷出區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)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(duì)圍巖結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用，巖石與熱液融合形成的一種特殊物質(zhì)，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(qū)實(shí)際范圍要大，因而，可以將其作為找礦的重要依據(jù)。普通巖石的結(jié)構(gòu)、顏色和種類都與圍巖蝕變巖石有所不同，這主要體現(xiàn)在兩者的反射光譜特征差異明顯。遙感圖像可以對(duì)特定光譜波段上的光譜異常信息進(jìn)行識(shí)別處理，并以此為依據(jù)找到礦化蝕變異常區(qū)，確定找礦具體地址。

4 遙感找礦技術(shù)的新發(fā)展

4.1 多光譜遙感技術(shù)

多光譜遙感蝕變信息提取技術(shù)是指利用多光譜掃描和攝影系統(tǒng)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(shù)。相較傳統(tǒng)的遙感技術(shù)，這種多光譜遙感技術(shù)不僅能夠根據(jù)不同影像的結(jié)構(gòu)和形態(tài)進(jìn)行物體判定，還能夠根據(jù)光譜特性的區(qū)別進(jìn)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(shù)數(shù)據(jù)主要來(lái)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(shù)據(jù)源也難以在礦產(chǎn)資源勘查領(lǐng)域進(jìn)行科學(xué)應(yīng)用。雖然CBERS－02／02B多光譜數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度更高、幾何配準(zhǔn)效果更好，但目前也只是被應(yīng)用在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)控、農(nóng)業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，在地質(zhì)找礦項(xiàng)目中應(yīng)用極少，僅在控礦斷裂帶研究中出現(xiàn)過(guò)。ALOS遙感數(shù)據(jù)在地質(zhì)找礦領(lǐng)域中應(yīng)用幾率也很小，其主要是應(yīng)用于資源調(diào)查、區(qū)域觀測(cè)等領(lǐng)域。21 世紀(jì)以來(lái)，ASTER遙感影像數(shù)據(jù)成為在地質(zhì)找礦項(xiàng)目中應(yīng)用最廣泛的數(shù)據(jù)，與ETM＋數(shù)據(jù)相比，ASTE R遙感影像數(shù)據(jù)具有波段多、光譜窄、空間分辨率高等特點(diǎn)，因而在礦化蝕變信息提取過(guò)程中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更明顯。例如，利用主成分分析法及ASTER遙感影像數(shù)據(jù)對(duì)新疆斑巖銅礦區(qū)進(jìn)行蝕變信息提取，提取到的蝕變異常情況與野外地質(zhì)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(shù)據(jù)源通常職能反映地表物體的單方面特征，地表物質(zhì)識(shí)別的準(zhǔn)確性無(wú)法保證，而將多個(gè)數(shù)據(jù)源結(jié)合，則可以幫助我們?nèi)コ裏o(wú)用信息數(shù)據(jù)，提升信息提取效率。多個(gè)數(shù)據(jù)源的結(jié)合既包括遙感技術(shù)獲取數(shù)據(jù)間的結(jié)合，如多光譜數(shù)據(jù)與高光譜數(shù)據(jù)、雷達(dá)數(shù)據(jù)的融合；也包含遙感技術(shù)獲取數(shù)據(jù)與非遙感技術(shù)獲取數(shù)據(jù)的結(jié)合，如物探、化探數(shù)據(jù)間的融合。目前，多光譜遙感技術(shù)已經(jīng)開始用于找礦項(xiàng)目中，與傳統(tǒng)遙感技術(shù)相比，它的應(yīng)用可以提高對(duì)地表信息的獲取和識(shí)別能力，增加找礦工作的精準(zhǔn)性。

4.2 高光譜遙感技術(shù)

高光譜技術(shù)是多光譜技術(shù)的演變，它是在電磁波譜的紅外波、可見光、等波段范圍內(nèi)，利用成像光譜將非常窄的光譜變?yōu)橛跋駭?shù)據(jù)的遙感技術(shù)。高光譜遙感技術(shù)具有很多特點(diǎn)，具體如下：①具有很多光譜波段，通常成像光譜儀在光譜區(qū)都會(huì)有幾十甚至上百個(gè)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(xì)微特征；③可獲取大量的遙感數(shù)據(jù)，不斷增加的波段數(shù)同時(shí)也會(huì)使得遙感數(shù)據(jù)量不斷增長(zhǎng)；④易產(chǎn)生冗余信息。相鄰波段具備很大概率的相關(guān)性，這就會(huì)造成冗余信息不斷產(chǎn)生；⑤可以實(shí)現(xiàn)圖譜合一。成像光譜儀獲取的光譜曲線可以用來(lái)與地面實(shí)測(cè)的光譜曲線進(jìn)行類比分析。綜上可知，高光譜遙感技術(shù)具有很多普通遙感技術(shù)不具備的特質(zhì)，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(duì)不同礦物資源構(gòu)成情況進(jìn)行識(shí)別。目前，高光譜遙感技術(shù)也開始應(yīng)用于礦物資源勘探、礦物識(shí)別、礦區(qū)環(huán)境監(jiān)控等很多地質(zhì)相關(guān)領(lǐng)域，且應(yīng)用效果也較為突出。

4.3 遙感生物地球化學(xué)技術(shù)

遙感生物地球化學(xué)技術(shù)是遙感技術(shù)和生物地球化學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物，該技術(shù)主要是用于在植被覆蓋的隱伏礦區(qū)找礦項(xiàng)目上。與其他遙感技術(shù)相比，遙感生物地球化學(xué)技術(shù)具有視野開闊、及時(shí)準(zhǔn)確等優(yōu)勢(shì)，可以用于大面積找礦預(yù)測(cè)活動(dòng)中，在植被覆蓋地區(qū)或者優(yōu)選遠(yuǎn)景區(qū)進(jìn)行隱伏礦產(chǎn)資源尋找可以取得更好的實(shí)際效益。遙感生物地球化學(xué)技術(shù)可以利用異常植被信息提取方法獲取植被覆蓋區(qū)礦產(chǎn)資源的礦化信息。值得注意的是，在利用遙感生物地球化學(xué)技術(shù)開展找礦工作時(shí)，要對(duì)各種干擾因素對(duì)結(jié)果的影響充分考慮進(jìn)去，例如元素相互作用、植被的生長(zhǎng)環(huán)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(shù)在找礦項(xiàng)目中的發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)階段，遙感技術(shù)已經(jīng)成為礦產(chǎn)資源勘測(cè)的重要手段，也在找礦項(xiàng)目中取到了一定成效。遙感找礦技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)集中體現(xiàn)在以下方面：從高光譜遙感技術(shù)來(lái)看，雖然該技術(shù)起步晚，但是發(fā)展速度快，在未來(lái)發(fā)展中，成像光譜儀的探測(cè)能力會(huì)不斷提高、影響分辨率也會(huì)不斷提升、航空航天遙感結(jié)合度會(huì)更高、定量分析階段也會(huì)到來(lái)，在地質(zhì)找礦中的應(yīng)用會(huì)更普遍；從遙感生物化學(xué)技術(shù)來(lái)看，遙感波譜數(shù)據(jù)會(huì)跟礦化植物地球化學(xué)異常融合程度更高，在高植被覆蓋區(qū)礦產(chǎn)資源勘測(cè)中的應(yīng)用也會(huì)更順暢。除此之外，地物化遙融合程度也會(huì)更高。礦床形成是長(zhǎng)時(shí)間地質(zhì)作用的綜合結(jié)果，因而，任何單一的找礦技術(shù)都不能系統(tǒng)解決地質(zhì)勘探中遇到的問題，必須將多種找礦技術(shù)結(jié)合才能提升找礦速度和精準(zhǔn)度，未來(lái)會(huì)形成以遙感技術(shù)為主體，地質(zhì)、物理、化學(xué)為輔的多元化信息找礦方法。

5 小結(jié)

綜上所述，地質(zhì)找礦效率提升現(xiàn)今已經(jīng)成為礦產(chǎn)行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)課題，建立以遙感技術(shù)為主體的多元化信息找礦方法是提升地質(zhì)找礦數(shù)量以及質(zhì)量的重要策略，我們要在實(shí)踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、融入新科技元素，助力礦產(chǎn)行業(yè)實(shí)現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展。