淺析地質(zhì)找礦勘查技術(shù)原則與方法創(chuàng)新

刁海忠

（中化地質(zhì)礦山總局山東地質(zhì)勘查院，山東 濟(jì)南 250013）

地質(zhì)找礦勘查技術(shù)在地質(zhì)找礦勘查中始終占有主導(dǎo)地位，對(duì)資源的合理開發(fā)具有直接關(guān)系，在應(yīng)用過程中需要遵循一定的原則，保證地質(zhì)找礦勘查順利進(jìn)行。但是目前地質(zhì)找礦勘查技術(shù)存在一些問題，比如管理機(jī)制不完善、技術(shù)落后、存在誤差等[1]。

所以需要對(duì)原有的地質(zhì)找礦勘查技術(shù)進(jìn)行方法創(chuàng)新，以此保證找礦勘查的效率和質(zhì)量，通過引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)來不斷矯正勘查誤差，促進(jìn)礦產(chǎn)資源的深層次開發(fā)，推動(dòng)地質(zhì)找礦勘查技術(shù)的創(chuàng)新和改革。

1 淺析地質(zhì)找礦勘查技術(shù)原則

地質(zhì)找礦勘查技術(shù)是礦產(chǎn)研究及開采的一項(xiàng)重要技術(shù)，它直接關(guān)系到找礦勘查最終結(jié)果的準(zhǔn)確度[2]。所以在勘查過程中對(duì)勘查技術(shù)的應(yīng)用需要遵守一定的原則，來保證找礦勘查的順利進(jìn)行，根據(jù)大量的地質(zhì)找礦勘查經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，提出了以下地質(zhì)找礦勘查技術(shù)原則。

統(tǒng)籌全局原則。地質(zhì)找礦勘查技術(shù)是保證地質(zhì)勘查質(zhì)量和效率的重要因素，勘查人員需要在實(shí)際勘查之前統(tǒng)籌好規(guī)劃和部署工作，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況制定合理的地質(zhì)勘查技術(shù)實(shí)施方案，確立地質(zhì)找礦勘查工作的最終目標(biāo)，符合以人為本的科學(xué)發(fā)展觀，貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，使地質(zhì)找礦勘查既要滿足環(huán)境發(fā)展的公益性需求，又要滿足礦床勘查的商業(yè)性需求，統(tǒng)籌全局發(fā)展，實(shí)施科學(xué)布局，保證后續(xù)礦床開采工作的順利進(jìn)行。

科學(xué)布局原則。礦產(chǎn)資源在分布上具有不均勻特點(diǎn)，并且每個(gè)礦床的地質(zhì)特征、地貌特征、自然環(huán)境都存在較大的差異，所以在找礦地質(zhì)勘查過程中，要根據(jù)每個(gè)礦床的實(shí)際情況來合理選取所用到的找礦地質(zhì)勘查技術(shù)，對(duì)地質(zhì)找礦勘查技術(shù)進(jìn)行科學(xué)布局分配，保證地質(zhì)找礦勘查的效率和質(zhì)量，減少冗余作業(yè)。

技術(shù)創(chuàng)新性原則。隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)地質(zhì)找礦勘查要求越來越高，并且大量的加大地質(zhì)找礦任務(wù)，增加了地質(zhì)勘查難度，所以地質(zhì)找礦勘查技術(shù)要進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，在正確的理論指導(dǎo)下，多方面融合物探技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)找礦技術(shù)的創(chuàng)新，推動(dòng)地質(zhì)找礦勘查工作的發(fā)展，促進(jìn)找礦勘查任務(wù)高效進(jìn)行。

制度管理性原則。在地質(zhì)找礦勘查過程中，對(duì)地質(zhì)找礦勘查技術(shù)的應(yīng)用實(shí)施有效處理管理制度，建立中央和地方政府聯(lián)合管理機(jī)制，維護(hù)地質(zhì)找礦勘查技術(shù)模型的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)地質(zhì)找礦勘查技術(shù)的應(yīng)用效率具有根本上提高作用，同時(shí)也對(duì)找礦勘查工作效率和品質(zhì)具有全過程優(yōu)化作用，有效促進(jìn)地質(zhì)找礦勘查良性發(fā)展。

共同合作性原則。隨著經(jīng)濟(jì)全球化體制的提出和發(fā)展，為各國地質(zhì)找礦勘查技術(shù)的融合提供了良好的合作環(huán)境。通過借鑒和引進(jìn)先進(jìn)勘查技術(shù)和設(shè)備，使傳統(tǒng)地質(zhì)找礦勘查技術(shù)有了質(zhì)的提升，推動(dòng)地質(zhì)找礦勘查技術(shù)“引進(jìn)來，走出去”，棄舊迎新，取長(zhǎng)補(bǔ)短，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的合理勘查及開發(fā)利用。

2 淺析地質(zhì)找礦勘查方法創(chuàng)新

機(jī)載成像光譜技術(shù)是地質(zhì)找礦勘查中最基本、最廣泛同時(shí)也是最主要的地質(zhì)找礦勘查技術(shù)，機(jī)載成像光譜技術(shù)能直接反映出礦床的地質(zhì)空間分布情況，其勘查結(jié)果是地質(zhì)工程開采規(guī)劃和設(shè)計(jì)的重要依據(jù)[3]。機(jī)載成像光譜技術(shù)在地質(zhì)找礦勘查中發(fā)揮著重要作用，但是在應(yīng)用過程中會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，為此需要對(duì)機(jī)載成像光譜技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集過程如圖1所示。

圖1 礦山地質(zhì)參數(shù)提取過程

首先運(yùn)用大氣層數(shù)據(jù)參數(shù)提取的輻射傳輸模型對(duì)機(jī)載成像原始數(shù)據(jù)進(jìn)行矯正，分別計(jì)算出中心波長(zhǎng)偏移值和輻射反射率以及亮度值，應(yīng)用光譜系數(shù)擬合方法計(jì)算出吸收深度系數(shù)。將機(jī)載成像光譜儀的原始數(shù)據(jù)波段設(shè)置按照地面光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，同樣應(yīng)用光譜系數(shù)擬合方法計(jì)算出光譜儀的吸收深度，然后運(yùn)用數(shù)據(jù)迭代方法調(diào)整光譜定標(biāo)參數(shù)，將優(yōu)化后的定標(biāo)參數(shù)引入記載成像光譜儀內(nèi)，提高機(jī)載成像光譜技術(shù)的定標(biāo)精度，減小定標(biāo)誤差[4]。大氣誤差也會(huì)對(duì)機(jī)載成像光譜技術(shù)準(zhǔn)確度產(chǎn)生影響，同樣運(yùn)用大氣層數(shù)據(jù)參數(shù)提取的輻射傳輸模型反演大氣含量，然后分別計(jì)算出大氣傳輸率、輻射率以及地面參照的輻照度等大氣參數(shù)，將機(jī)載成像光譜儀的大氣參數(shù)按照以上的結(jié)果進(jìn)行重新設(shè)置，完成大氣誤差矯正。最后運(yùn)用Minnaert矯正模型描述地表的雙向性反射目標(biāo)函數(shù)，其函數(shù)方程如下：

公式中L表示地面收到的輻射度，λ為水面所收到的輻射度，k為Minnaert矯正模型常數(shù)。通過目標(biāo)函數(shù)計(jì)算出機(jī)載成像光譜儀的坡度、坡向等數(shù)據(jù)，然后帶入Minnaert矯正模型進(jìn)行地形誤差矯正。除此之外，還需要對(duì)機(jī)載成像光譜技術(shù)在數(shù)據(jù)采集時(shí)因飛行姿態(tài)變化所產(chǎn)生的誤差進(jìn)行矯正[6]。經(jīng)過對(duì)機(jī)載成像光譜技術(shù)定標(biāo)參數(shù)誤差、大氣誤差、地形誤差的矯正，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)找礦勘查方法創(chuàng)新。

圖2 地質(zhì)勘查平面圖

經(jīng)過創(chuàng)新后的機(jī)載成像光譜技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到地質(zhì)找礦勘查中，例如甘肅省祁連山某金礦。該金礦位于祁連山北段，屬于華北板塊與柴達(dá)木板塊連接的韌性剪切帶大地構(gòu)造，在對(duì)該金礦地質(zhì)勘查中引用此次創(chuàng)新的機(jī)載成像光譜技術(shù)進(jìn)行勘查工作。由于該礦區(qū)位于祁連山地帶海拔較高，為此選用人工智能的無人機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取，在數(shù)據(jù)采集之前，需要進(jìn)行光譜傳感器的室內(nèi)定標(biāo)，為后續(xù)的數(shù)據(jù)采集工作提供準(zhǔn)確的定標(biāo)參數(shù)[5]。

在數(shù)據(jù)采集過程中，人工智能無人機(jī)先后完成了四個(gè)架次的機(jī)載飛行，分別采集了該金礦區(qū)光譜數(shù)據(jù)空間分辨率1.56（casi）/2.48(sasi)，光譜儀采樣間隔18nm（casi）/11（sasi），勘查面積為1984km2，金礦區(qū)機(jī)載飛行參數(shù)：相對(duì)飛行高度為1864m，絕對(duì)飛行高度為8461m，航線數(shù)量24條，此次機(jī)載飛行總共采集了50組金礦光譜數(shù)據(jù)，經(jīng)過機(jī)載成像光譜儀對(duì)50組數(shù)據(jù)分析得到，該礦區(qū)的主要巖石類型有黃褐色千枚巖、絹云母葉巖、綠泥石片巖、砂巖等，其中黃褐色千枚巖的光譜數(shù)據(jù)經(jīng)分析，該巖石具有三個(gè)特征吸收位置，主要吸收峰位置在2641nm，其余兩個(gè)吸收峰位于2157nm和1985nm，主要受到綠泥石片巖的鋁輕基基團(tuán)振動(dòng)影響；絹云母葉巖光譜顯示其吸收峰主要于742nm處，在該吸收峰右側(cè)還存在一個(gè)492nm的放射峰；綠泥石片巖的光譜顯示其吸收峰主要在1548nm處。除此之外還有一處在1684nm；砂巖的光譜顯示其吸收峰分別位于3541nm和5641nm。

機(jī)載成像光譜儀所提取的金礦體信息主要在千枚狀板巖與絹云母頁巖地層內(nèi)，還有一部分少量礦體在綠泥石片巖與砂巖地層內(nèi)，具有明顯的分布規(guī)律。從機(jī)載成像光譜儀數(shù)據(jù)顯示，該金礦礦體內(nèi)部已經(jīng)發(fā)生了強(qiáng)烈的金元素礦化作用。

該金礦在之后礦床開采過程中礦產(chǎn)地質(zhì)情況與機(jī)載成像光譜技術(shù)勘查的結(jié)果相符，表明了創(chuàng)新后的機(jī)載成像光譜技術(shù)對(duì)地質(zhì)找礦勘查具有重要的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)也具有良好的找礦指示意義。

3 結(jié)語

地質(zhì)找礦勘查技術(shù)作為地質(zhì)找礦勘查工作的重要內(nèi)容，在應(yīng)用過程中必須要按照相關(guān)的原則，在勘查中完成對(duì)地質(zhì)找礦技術(shù)的創(chuàng)新，為礦產(chǎn)開采工作的實(shí)施提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源合理開發(fā)，推動(dòng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。