大型矿产勘查中地质找矿技术优化及应用

谢玉江，杨 涛，刘 辉

（江西省煤田地质局二二六地质队，江西 萍乡 337000）

我国传统的找矿技术主要分为三种方式，首先是同位成矿分析法。这种方法主要是依据同位素随时间变化而变化的特征，分析地壳演化过程中矿床地理位置的移动规律，以此找到地下矿产。第二种方法是物化探勘查，此方法要求工作人员熟练掌握矿床的形成规律，通过规律以物理化学的探查手段找到矿产。第三种方法是地质填图法，是根据实地探查和数据分析得到探查地区的地质情况，将此类地质特征按一定的方法在地图上标注出来的方法。不过，随着近些年科学技术的迅速发展，地质找矿技术也进入了一个新的阶段。结合当前大型矿产勘查中的一些难点，遥感被引入了地质勘查领域。遥感是一门新兴的综合型技术手段，它可以不直接接触目标，直接从远距离接受第五电磁波信息，通过一定的解译手段，得到目标的完整信息。遥感找矿技术的出现，使工作人员摆脱了繁杂的劳动，它的工作方法十分简单，而且准确性高、幅域辽阔，先天优势十分明显，应用前景十分广阔。随着遥感技术被应用在找矿技术中，我们的工作人员告别了以往以学科基础和工作经验为主，以现场勘查和找矿技术为辅的工作模式，实现了找矿工作的远程运行，而且准确率大大提高。因此，遥感找矿技术具有极大的进步意义以及广阔的发展前景[1]。

1 地质找矿技术优化方案

为了完成大型矿产勘查工作，本文对地质找矿技术进行优化，提出了基于遥感影像的地质找矿技术，具体优化路线如图1所示[2]。

图1 优化后找矿技术路线图

本文选择的遥感影像数据为ETM+和ASTER，其中ETM+主要进行岩石信息和构造信息的图像处理，区域蚀变信息则由ETM+影像和ASTE影像共同处理，将处理后的影像与岩石和矿石的样本模型以及区域地理数据进行空间叠加分析，就能得到该地区的矿产分布预测模型，最后对模型进行实地考察、改正，得到的就是完善的该地区矿产分布模型[3]。

1.1 地域数据收集和整理

在进行矿产勘查前，首先需要进行行动前的数据和资料收集整理工作。工作人员在做准备工作时，应首先在互联网或图书馆等资料库中收集所需勘查地区的地理概况和区域地质概况，主要探查该地区的各阶段历史时期的地质构造演化、构造格架、研究区内出露地层结构等信息，然后对这些地质信息分析研究，合理选择恰当的地质勘查地点，制定安全高效的矿产勘查行动方案。这些收集到的地质资料在最后的空间叠加分析建模阶段也能起到极大的作用[4]。

1.2 典型矿床研究

在进行具体的遥感分析之前，需要对典型矿床进行分析研究，根据上文中得到的地质构造背景探究该区域的矿床成矿原理。中国典型的金属矿床和非金属矿床共有24类45种，例如铁矿主要分布在辽宁鞍山、四川攀枝花、湖北黄石、安徽马鞍山、云南澜沧等地，通过研究这些地区矿石的成矿机理，结合区域地理结构、地层分布以及地质构造，建立各类矿石的成矿模型，根据这些成矿模型和具体需要来验证所需勘查地点大概的矿产资源情况。

1.3 建立岩石样本波普模型

遥感是一种远距离探测技术，它能够根据地表物质的不同呈现出不同的波普影像，在地质勘查中，不同的矿床所呈现的遥感信息也是不同的，因此得到地表蚀变物质的真实波普影像，需要工作人员进行现场采样。采样完成以后，注意标注好样品编号、样品岩性以及样品所在矿床，然后使用ASD-FieldSpec波谱分析仪对样品进行波普测试。为保证结果的准确性，必须保证光照条件基本一致，每隔30分钟进行数据对比分析。最后，在View Spec软件中对得到的波谱曲线进行处理，导出txt文件。该文件需要用PIMA View 3.1便携式短波红外矿物光谱矿物测量仪分析该样品的矿物组分及百分含量，做出表格对矿物进行统计。

1.4 数据处理

根据过往的各项实验数据可以判断地球表面的绝大多数物质都有其特殊的特征光谱，工作人员应根据这些特征光谱判断地物类别，从而实现遥感影像的编译处理。根据1.3中得到的波普模型确定遥感影像所需数据类型，可以选择ETM+或ASTER数据，下表为ETM+可见光-红外光波段可识别的矿物种类。

表1 可见光—红外光波段可识别矿物种类

根据上述光谱吸收特征，运用主成分分析、比值分析或组合分析等方法对遥感蚀变异常进行提取，首先对数据进行预处理，之后进行数据辐射矫正，得到基础遥感数据，然后运用以上分析方法进行蚀变异常提取。此时得到的结果并非最终结果，还需要通过阈值分割、滤波增强、光谱角增强等方法进一步去除蚀变异常。经过以上处理后，得到的结果经过解译处理，才是最终所需的数据。

工作人员在进行遥感影像信息的解译处理使用遥感软件ENVI，根据具体需求使用直方图均衡、拉伸等工具进行影像增强，通过图像辐射校正、几何校正、滤波处理等方法得到图像边缘地区的增强影像，从而突出地物图像反差，得到色彩丰富的遥感解译图像。同时，根据1.3中得到的该地区已知岩石波普数据模型，通过计算分析，得到其他地区的波普数据及岩性信息。

根据以上方法得到的最终遥感解译图像，结合该地区的矿床研究结论，建立相应的遥感找矿模型，用以指导实地勘查人员的具体工作。在构造找矿标志时，将遥感蚀变信息、岩性信息和构造信息均建立在模型上。根据模型所显示的信息，对其进行实地验证，将实地验证得到的信息与找矿模型进行对比、修改。结合地球化学的数据，对矿区进行分级处理。

2 新型地质找矿技术在大型矿产勘查中的应用

随着科学技术的发展，我国的地质找矿技术也在不断进步，自从遥感被引入了地质勘查领域，找矿方法被不断更新。在遥感技术的支持下，工作人员能够对一定范围内的地质结构进行远程勘查，从而大幅度地增强了找矿准确度和效率。

第一，可以通过地面植物中金属元素含量推断出地下所含矿产。如果某地区地下含有矿产，在千万年的地质演变过程中，矿产中所含有的金属或非金属元素就会渗透进土壤中，形成能被植物吸收的化合物，所以通过观测一个地区植物与正常植物体内所含金属元素的对比，就可以推断该地区是否含有矿产，含有哪些矿产。可以通过ETM+数据来确定该地区的植物状况。ETM+数据波段特征如表2所示。

表2 ETM+数据波段特征

根据上表可以看出，绿波段、红波段、中红外波段都可以作为植物观测波段，其中绿波段和红波段最为常见。

第二，矿床形成后，因地质变迁、环境、温度、大气剧变等因素的作用下很有可能发生空间位置上的变化，因此传统的基于经验的找矿技术产生误差的可能性很大。因此，工作人员灵活运用宏观对比法，运用围岩蚀变等理念，对岩层间的活动进行分析，对该地区的矿物预测进行地图标记，建立遥感影像模型[5]。

3 结束语

与发达国家相比，我国的地质找矿技术起步较晚，因此还存在很大的发展空间。这些年，随着科学技术的创新，尤其是空间遥感技术的进步，找矿技术也进入了一个新的阶段。勘查工作人员需要不断学习新的知识，时刻补充自己，提升自己的专业素养。同时，也需要在技术进步的同时逐渐拥有自己的专业思路，为找矿技术的进步作出贡献。