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(kāi)發(fā)具有直接關(guān)系，在應(yīng)用過(guò)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(wèn)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(guò)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)來(lái)不斷矯正勘查誤差，促進(jìn)礦產(chǎn)資源的深層次開(kāi)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(kāi)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(guò)程中對(duì)勘查技術(shù)的應(yīng)用需要遵守一定的原則，來(lái)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(kāi)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(guò)程中，要根據(jù)每個(gè)礦床的實(shí)際情況來(lái)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(lái)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(guò)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(guò)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(guó)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(guò)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(lái)，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(kāi)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(kāi)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(guò)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(guò)程如圖1所示。

圖1 礦山地質(zhì)參數(shù)提取過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(wú)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(guò)程中，人工智能無(wú)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(guò)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(lèi)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(yè)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(kāi)采過(guò)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(yǔ)

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(guò)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(kāi)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(kāi)發(fā)，推動(dòng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。