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基于遥感技术的地质找矿方法研究论文

发布时间:2023-05-04 11:13:48 文章来源:SCI论文网 我要评论















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  摘要 :因为矿产资源在国民经济中占有举足轻重的地位, 是许多产业发展的基石, 因此要加强对矿产资源的利用。而在此 期间,矿产勘查工作非常重要, 必须对其进行精确、细致的勘探, 以防止矿产资源发生偏差。目前,在矿产勘查中,遥感技术被广 泛地运用,通过遥感技术,可以有效、准确地获取各类矿产资源 的信息, 从而极大地提高了勘探工作的效率。

  关键词 :遥感技术,地质找矿,发展前景,应用

  随着我国经济发展对矿产资源的需求越来越大,地表矿床 的寻找也越来越困难, 找矿的方向也逐渐趋向于隐伏、半隐伏的 矿藏, 同时也越来越注重在半覆盖的区域进行勘探。随着勘探工 作的不断深入, 遥感技术作为一种新型的矿产勘查技术, 受到了 越来越多的关注, 从试验到实用, 已经在地质勘探方面取得了很 好的效果。遥感技术在地质勘查中的应用,在地质工作水平低、 交通不便、地理环境恶劣的区域, 尤其是在勘探初期有着非常大 的作用。利用遥感图像获取的地质资料, 对该区的成矿地质状况 进行分析, 确定矿区的远景范围, 可以为后续开展各项工作提供 非常大的帮助。

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  1 遥感技术在地质找矿中的概述

  1.1 现代遥感技术的概述

  RS 技术是一种利用航天仪器进行精确定位的技术,其应用 领域非常广泛, 可以从物体的反射信号中获取信息和反馈, 并将 其绘制成相应的地图。这种技术可以在多种情况下进行检测, 并 生成相应的成像和检测图像。由于许多矿物都分布在厚厚的岩 层中,因此,常规的定位技术难以获得其具体的位置信息,并且 要耗费大量的人力、物力。而利用现代遥感技术,可以极大地提 高找矿的空位利用率, 同时还可以提供各种不同的探矿影像, 使 人们更好地认识到矿床的具体类型。

  1.2 遥感信息技术在找矿中的作用

  它是一种具有代表性的空间技术,在地球物理勘探中的应 用主要是通过遥感成像技术实现的。从广义上讲,遥感技术是 指利用计算机技术处理数据和图像的一种信息技术。通过计算 机技术和遥感技术,可以对地质环境中的图像和数据进行采集、 分析,从而获取所需的信息。是关于根标的有关资料进行分析 收集,以严谨的资料为基础进行勘探。勘探对象的种类很多,大 致可以分为地质地貌、岩层结构、矿物类型和区域趋势。一般来 说,在进行地质勘查工作中,收集、分析信息是最基础的一步,只有了解了现场的真实情况,并对所收集到的数据进行处理和 分析, 才能进行勘查工作, 而遥感技术的应用则是一个开始。

  1.3 对遥感技术进行应用的必然性

  由于受地质构造、地壳运动等因素的影响,各地区的矿产资 源类型与分布均有较大差别。在开展地质勘查和找矿工作中, 要 针对不同的环境,进行详细的分析,选用适合的遥感技术,既可 以节省资源, 又可以大大的缩短工作时间和提高工作效率。

  1.4 找矿工作中所使用的遥感技术

  在当前的地质勘查工作中,利用遥感技术进行勘查是一种 必然趋势。虽然目前的遥感技术还处于初级阶段, 还需要很大的 发展空间,但它的优点却越来越明显,所以,它的应用也越来越 广泛。当前阶段,在地质勘探工作中,最常用的就是遥感影像的 传输。这两项技术的结合, 是整个勘探工作的重点。

  1.5 在地质找矿作业中遥感信息技术的特征

  就整个遥感技术而言,它的工作运行过程中,主要是通过采 集图像和数据 ;利用遥感技术对整个区域进行全面的控制,从 而决定勘探的方向、进程和其他的工作 ;指挥所对所有生物的 全面控制, 是下达指令的场所。这些核心部件是遥感信息技术的 重要组成部分。从某种意义上来说,这个技术就像是一个人,它 有视觉,有远程控制系统,还有一个最关键的控制核心,就是它 的大脑,负责指挥和思考。在开展地质勘查工作中,可以做到统 筹性、全面性、高效性、精确性、客观性和精确性。它能有效地 处理和利用信息技术, 并能更好地分析和描述矿物。

  2 遥感地质找矿发展状况

  遥感技术在地质调查中的运用,为我国矿产资源的开发提 供了非常大的帮助。在 80 年代,地质勘探的数量以及规模都非 常的大, 航空等相应的技术得到了非常广泛的应用, 并有非常多 的成绩。90 年代以来,遥感技术的不断发展,在地质勘探工作当 中也得到了非常广泛的应用。遥感技术也在不断的完善, 空间分 辨能力由千米级、百米级提升至厘米级 ;从几微米到几十纳米 的光谱分辨率,提高到几纳米 ;从最初的几周、几天,到几个小 时的时间分辨率。

  2.1 遥感地质找矿的理论依据与技术基础

  遥感信息,尤其是各种类型的遥感资料,其地质内涵十分 丰富,物理基础扎实。这就使遥感地质勘查具有宏观性、信息量 大、定位方便等优点, 成为了地球物理勘探中不可缺少的一种方法。遥感地质勘探遥感图像分析中,主要表现为构造、结构、纹 理特征和频谱特征。不同类型的矿床资源的形成和产出都与某 些地质构造条件相关, 例如斑岩和铜矿床与中酸性岩浆相联系 ; 煤矿存在于特定的地质时期, 属于煤系地层。前者能反映出地质 控矿构造特征、岩石类型等特征,并能从遥感图像中得到的线 形、环形信息, 从而揭示出该区构造系统和控制矿作用 ;后者反 映了地层层序、岩石类型、矿物组成与含量的不同,尤其是矿化 作用的变化。蚀变岩矿物自身有其自身的光谱特性, 而某些蚀变 岩的组合往往可以反映出某些矿种的存在。利用构造分析, 多光 谱遥感解译, 分析区域成矿地质状况, 并对特定矿床类型进行遥 感识别, 是遥感地质勘查工作的基本起点、理论基础和技术基础

  2.2 遥感地质找矿的现状

  目前,遥感地质勘探技术在我国已有一定的进展。主要体现 在三个方面。

  2.2.1 遥感信息获取技术的发展

  目前已有的遥感数据采集技术主要是指图像频谱技术和成 像雷达技术的发展。这两项技术的出现, 为地质构造的识别带来 了新的技术途径, 使得遥感技术不再局限于地面, 而具有更好的 穿透能力, 对地质构造进行更好的检测。

  2.2.2 含矿信息提取技术的发展

  含矿信息的提取技术的发展,主要是因为计算机在这方面 的应用越来越广泛。利用这种方法, 可以在全世界范围内进行遥 感资料的传输, 使影像资料的处理更为精确。

  2.2.3 含矿信息分析技术的发展

  利用高分辨率遥感技术和利用“环境—矿床”新的思想,是 含矿信息分析技术的发展。新一代高分辨率遥感技术具有目标 明确、方法简单等优点,能够迅速地对矿产资源进行评估。“环 境—矿床”新思想的运用,使矿床的形成与环境、地球的演变密 切相关, 综合能力强, 对于寻找深层矿藏有重要意义。

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  3 现代遥感技术在地质找矿中的流程分析

  3.1 对遥感数据的详细处理

  利用遥感技术进行地质勘查,必须确保工作流程的规范化, 并能实现对矿石的精确开采。利用遥感技术, 可以为勘探工作提 供大量的遥感资料, 获取精确的矿产资源, 利用遥感技术对矿产 资源进行有效的提取和处理,为地质勘查工作的开展提供了强 有力的数据和信息支撑。

  3.2 加强遥感影像与地质图的结合

  在应用遥感技术的过程中,要加强对遥感数据的处理,并使 其与地质地图相结合。对探测所得的遥感数据进行处理, 并对其 进行分析,生成遥感图像。其中,图像和地质图像的投影坐标必 须是一致的。这幅图像可以显示出附近的地质地图, 将两者结合 起来, 就可以判断出矿脉的具体位置。

  3.3 遥感地质构造的精度分析

  遥感技术在实际中的运用,要求精确地分析地质结构,这一 环节至关重要。在进行地质勘探时, 若有不同的勘探任务和不同 的矿石精度标准,则应采取不同的遥感地质结构勘探方法。这 时,重点考虑的是目标地区的矿藏、矿体状况等。其中,既要着 重于控岩控矿构造的成像特点,又要着重分析隐伏部位的控矿 构造。

  4 遥感技术在地质找矿中的应用方式

  随着信息技术的迅速发展,遥感技术的发展也越来越成熟, 越来越多地被用于地质勘查工作中。遥感技术在实际中的运用 有其不同之处, 本文将对其作简要的介绍和分析。

  4.1 遥感技术在地质找矿中的直接应用

  不同地区的地质构造和环境往往不同,地质条件也千差万 别,地质条件也是千差万别。围岩蚀变是一种很常见的地质变 化,主要是由于岩浆热液和岩浆对岩层的腐蚀,造成岩体结构、 成分、性能等方面的影响。围岩蚀变往往与矿床的形成有关。同 时,从空间分布上来看, 围岩蚀变和金属矿化都具有一定的规律 性,因此,可以根据岩体的自然蚀变组成、分布的不同特征来进 行找矿, 分析出所需要的信息。利用遥感技术可以有效地探测围 岩的蚀变,从而大大降低了工作的工作量,降低了工作的难度, 对于开展工作有着非常大的作用。

  4.2 遥感技术在地质找矿工作中的间接应用

  在地质构造的边沿部位,与其对应的地质构造伴生,多为 条带, 其分布趋势与地质构造相似。此外, 地下水和地下微生物 也会影响到土壤中的矿物和技术元素,从而影响到表层土壤的 成分。而且, 植物能够在一定程度上将金属元素聚集起来, 从而 改变植物的叶绿素和水分,使其发生变异,会对地质勘探造成 一定的影响。在植物的反射性光谱试验中,也会发现一些不正 常的现象。通过遥感技术获取植物细胞的光谱数据,分析比较 其中的异常信息,并分析出不同的矿物成分,从而掌握不同的 矿物成分的各项数据信息,最终判定矿产资源的具体位置以及 大致的情况。

  5 遥感技术在地质找矿中的应用

  5.1 地质构造信息的提取

  地质构造的改变和运动会对矿物产生造成一定的影响,例 如地壳的改变,火山的运动,这都属于地质变化的一种。从遥感 影像上来看,矿床和矿产资源的分布一般都是在地质构造上发 生了改变,或者是发生了变化,这些都是在板块的边缘地带。矿 床和矿体的形成具有一定的时间性,而且它们的运动规律也是 一致的。因此,在运用遥感技术时,必须首先明确需要获得的地 质信息,并对其结构信息进行分析。另外,由于地质构造活动的改变,会对矿床的分布产生一定的影响,因此,大部分的矿床都 是以条形的形式存在的。而在地质勘探中, 利用遥感技术间接利 用这些特征,提取出相应的地质结构信息。对矿点,可以利用线 状图像等数据, 收集到相应的信息, 并对影响评价的因素进行综 合评价。例如,有的学者利用 ETM+ 遥感资料对陕西的地质结 构进行了解释, 并利用空间几何学的方法对其进行了定量分析。

  5.2 植被波谱特征的应用

  地形植被与矿区的形成有着非常大的关系。随着时间的不 断增加, 金属元素当中所产生的微生物也会逐渐地增加, 再加上 地下水和土壤所产生的作用,这些微生物就会对地表产生一定 的影响, 从而让土壤发生一定的变化。当植物吸收了一些金属元 素之后, 植物的颜色和生长速度都会发生变化, 这就是植物的地 质化特性。利用这种特性, 可以通过遥感技术进行比较和收集差 异信息。然后,根据这些数据,相应的工作人员可以得到植物中 不同元素的不同之处。然后通过植物对金属的吸收, 可以判断出 附近的矿藏,并进行分类,获得相关的矿物资料。此外,利用遥 感技术可以对采集到的影像进行增强处理,并根据影像的色调 变化,准确地估计出矿区的具体位置。比如,研究者们就“金属 矿物对植物生长和光谱特性的影响”进行了探讨,结果表明,重 金属会引起植物矮化、褪绿等问题, 并使植物红光的边缘光谱发 生“蓝移”。

  5.3 矿化蚀变信息提取

  围岩蚀变是由岩浆热液作用下,岩体与热液的交互作用而 产生的一种岩体。主要有硅化、青盘岩化、褐铁矿化等。矿区的 实际规模要小于围岩的侵蚀, 因此, 围岩蚀变可以成为一个有用 的探矿指标。

  普通岩石与矿化蚀变岩在矿物类型、结构、颜色等方面有明 显的差别, 其具体差别表现在其反射光谱的特性上, 在一定的频 谱范围内, 某些特定的蚀变岩的频谱表现出了不寻常的特点, 通 过对遥感影像中的异常信息进行识别,可以确定出矿化蚀变区, 并查明找矿靶区。目前,常用的遥感资料有多波段、多波段等, 主要是以多波段 ETM+ 资料为主。

  5.4 航天遥感地质制图

  所谓航天遥感技术是利用空间飞行器作为传感载体进行空 间探测的一种技术。在空间遥感领域,根据实际需要,采用成像 雷达、多光谱扫描仪等多种传感器, 应用卫星地面站采集适当覆 盖区域的最新影像资料,并采用遥感影像处理软件进行辐射校 正、融合、镶嵌等处理。利用该地区已有的大尺度地形资料,利 用图像资料进行了投影转换、几何校正,得到了主要地理位置、 主干构造、底层、矿点等信息,并进行了相应的标记和整理,绘 制了地质数字正射图像。

  5.5 航空遥感地质制图

  航空遥感技术是以飞机、飞艇、热气球等飞行器为载体的遥感技术。针对不同用途,采用航空摄影机、多光谱扫描仪、CCD 像机等传感器, 应用实例证明, 遥感地形图是一种既有优势又有 不足的新技术。与传统的地形图相比, 利用遥感地形图可以节约 大量的现场作业,并能较好地反映客观现象,具有周期短、成本 低等特点。不过,由于工作强度低,也有一些弊端。如地质观测 点的数量、样品的种类和数量、地层和构造特征等,都没有传统 的地质图丰富和细致。

  6 遥感地质找矿技术的发展趋势及前景

  6.1 高光谱数据的应用

  遥感技术在地质工作中的应用一直是一种辅助手段,但是 随着计算机技术和新技术的飞速发展,遥感技术的发展和应用 越来越受到重视, 特别是它在现代社会中的应用越来越广泛。由 于遥感技术的特殊性, 它的复杂性很大, 但随着它的应用越来越 广泛, 它的应用也越来越成熟。高光谱遥感技术由于其空间分辨 率高, 为勘查增添了新的活力。其基本原理是通过摄像光谱仪和 纳米级的光谱分辨率进行成像,并在成像过程中记录上百条光 谱信息,从而实现了对辐射、光谱、空间等信息的同步采集,并 在每一幅图像上都能得到一条光谱曲线。利用高光谱影像可以 得到大量的资料, 利用反演法可以确定矿化区。

  6.2 3S 技术的结合

  3S 技术指的是三大技术,分别是RS、GIS 和 GPS,3S 技术是 当前最好的地质勘探工具。GPS 可以通过相应的软件或者是系 统进行定位,并且可以对三维空间进行测量,只要有足够的信 号,就可以得到非常精确的结果。地理信息系统是地理信息的集 合体,它具有存储和处理地理信息的能力,它具有高度集成、集 成、存储容量大的特点,所以地理信息系统和遥感技术相结合, 可以增加遥感技术的存储能力,同时还可以对数据和图片进行 管理和浏览,并且可以将大量的地理信息反馈到信息中心进行 分析, 而遥感技术则可以对地理范围内的地理信息进行处理。

  7 结论

  利用遥感技术进行地质勘查,可以有效地提高勘查工作的 效率、质量、缩短工作时间、增加经济效益。近年来,随着地质 勘察技术的不断发展, 遥感技术的发展也非常的快速, 两者有着 相互促进的作用, 遥感技术的不断发展, 可以为促进我国地质勘 察工作的发展提供一定的帮助,而相应的地质找矿技术不断的 发展也可以让遥感技术得到不断的创新。由于其重要性, 必须大 力的应用在地质勘探工作当中,从而为推动我国地质勘探工作 的不断发展提供一定的帮助。特别是, 我国是一个地质矿产非常 丰富的国家,在能源短缺的情况下,地质勘探工作显得尤为重 要, 因此, 遥感技术在我国的应用也越来越受到重视。
 
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