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新技术在地质勘查中的应用 :挖掘未来的矿藏

作者

王明昊  魏亚美 

1辽宁省有色地质勘查总院有限责任公司 辽宁沈阳 110013 2辽宁省地质勘探矿业集团有限责任公司 辽宁沈阳 110013

摘要:从古代的寻金觅宝,到现代的资源开发,地质勘查不仅是国家经济发展的基石,更是科技进步与人类智慧结晶的体现。在现代科技高速发展过程中,新技术如雨后春笋般涌现,为地质勘查领域带来了前所未有的变革。因此,本文将深入探究新技术在地质勘查中的应用,以期能够对地质勘察领域有所帮助。

关键词:新技术;地质勘查;应用

地质勘查是对地球表面及内部的地质现象、矿产资源、地质结构等进行系统调查和研究的过程,该过程复杂而艰巨,不仅需要深厚的地质学知识,还依赖于先进的勘查技术和设备。在传统地质勘查中,主要依赖地质锤等简单工具,以及勘查人员的经验和直觉,而在矿产资源的日益枯竭和勘查难度不断增加的情况下,传统方法已难以满足现代地质勘查的需求。新技术的出现,为地质勘查注入了新的活力。

一、遥感技术的应用

遥感技术是一种通过非接触式手段获取地表信息的技术手段,基于任何物体对电磁波的吸收、反射和辐射会呈现不同特性该原理,利用遥感器(照相机、多光谱扫描仪、成像光谱仪、微波辐射计、合成孔径雷达等)对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息进行收集、处理,并最后成像,从而对地面各种景物进行探测和识别。遥感技术具有信息量大、波段多、定位准确、画面立体感强等特点[1]。

在矿产资源勘探中,遥感技术可以通过解译遥感影像中的光谱信息,快速识别不同岩石类型和地质构造。因为不同岩石矿物具有不同的光谱特性,在遥感影像上会呈现出不同的色泽、纹理等特征。勘查人员可以利用特征,结合图像增强、变换和分析等方法,进行岩性识别和地质构造分析,比如利用遥感资料可以判定断层两盘相对运动的方向,分析断裂构造的力学性质,为矿产资源的勘探提供重要依据。遥感技术还可以通过解译遥感影像中的地质信息,结合地质、地球物理和地球化学资料,对矿产资源的储量进行评估。勘查人员可以利用遥感影像分析矿床的规模、形态、产状等特征,结合地质勘探和采样分析数据,对矿产资源的储量进行初步估算,有助于地质勘查单位制定合理的勘探计划和开采方案,提高矿产资源的开发利用效率。此外,矿化蚀变是矿床形成过程中的重要标志,遥感技术可以通过解译遥感影像中的矿化蚀变信息,快速圈定成矿异常区和找矿靶区,不同矿物在遥感影像上会呈现出不同的光谱特征,从而根据特征结合地质背景、地球物理和地球化学资料,提取出与矿床形成有关的矿化蚀变信息,比如利用遥感影像可以圈定出与铁矿化有关的热液蚀变带,为铁矿的勘探提供重要线索。

二、地理信息系统(GIS)的应用

地理信息系统(GIS)是一种专门用于捕获、存储、检查、分析、管理和呈现地理数据的计算机系统,融合了地图制作、数据库技术和空间分析技术,能够为用户提供对地理信息的深入理解与应用能力。GIS技术通过整合空间数据和属性数据,使得用户能够直观地探索和分析地理现象,为决策支持提供有力工具。

地质勘查工作离不开大量的地质数据,包括地质图、剖面图、钻孔数据、样品分析数据等。通过全球定位系统(GPS)、遥感(RS)等技术手段,GIS可以快速、准确地获取地质体的空间位置和相关属性信息,比如利用GPS可以精确测定地质点的坐标,而遥感图像则能够提供大面积的地质地貌信息;GIS还支持野外数据采集系统的集成,实现野外调查路线记录、调查点定位、调查前规划、数据实时上传下载、项目小组成员实时调查进展查看等功能,能够提高野外数据采集的效率和准确性,减少数据错误和遗漏。

GIS技术提供了丰富的空间分析工具,为地质数据分析提供了强大的支持。缓冲区分析可以用于确定地质灾害的影响范围,比如根据断层的位置和活动性质,计算出一定宽度的缓冲区,作为可能发生地震影响的区域;叠加分析则可以用于综合多个地质要素,例如,将地层分布、地质构造和矿产分布等图层进行叠加,分析其相互关系;网络分析可以用于优化矿产运输线路的规划等。

三、地球物理勘查技术的应用

地球物理勘查技术,是指利用地球物理场(重力场、磁场、电场、地震波场等)的特性和变化规律,通过观测和研究物理场的变化来探测地下地质结构和矿产资源的一种勘探方法。物探技术的基础是岩石、矿石等介质在物理性质(密度、磁性、电性、弹性等)上的差异,通过量测物理场的分布和变化特征,结合已知地质资料进行分析研究,就可以达到推断地质性状、寻找矿产资源或解决地质问题的目的[2]。

例如,重力勘探是以地壳中岩矿石等介质密度差异为基础,通过观测与研究天然重力场的变化规律来查明地质构造、寻找矿产、解决工程环境问题的一种物探方法。重力勘探可以用于探查含油气远景区的地质构造、研究深部构造和区域地质构造,通过测量地面重力加速度的微小变化,可以推断出地下地质体的形态和分布情况,比如在油气勘探中,重力勘探可以用于圈定盆地范围、识别构造单元、划分沉积层序等。磁法勘探是以地壳中岩矿石等介质磁性差异为基础,通过观测和研究天然磁场及人工磁场的变化规律来探查地质构造、寻找矿产等的一种物探方法,可以用于各种比例尺的地质填图和研究区域地质构造,比如在铁矿勘查中,磁法勘探可以用于圈定磁铁矿体、推断矿体形态和产状等;在地质构造研究中,磁法勘探可以用于识别断裂、褶皱等构造特征。

四、地球化学勘查技术的应用

地球化学勘查技术,又称化探技术,是一种通过系统测量天然物质(岩石、土壤、水、水系沉积物、植物等)中化学元素的含量和分布规律,以发现地球化学异常,进而推断地下地质构造、寻找矿产资源的技术方法。该技术基于地壳中化学元素的分布不均一性原理,认为在地质作用和成矿过程中,元素会在特定区域发生富集或贫化,形成地球化学异常。

在矿产资源勘查中,通过测量岩石、土壤等天然物质中金属元素的含量和分布规律,可以发现与金属矿产形成有关的地球化学异常,比如在金矿勘查中,通过土壤地球化学测量,可以发现与金矿化有关的金元素异常,进而推断金矿体的存在和分布;结合水系沉积物地球化学测量,还可以追踪金矿化的迁移路径和分布范围,为金矿勘查提供重要依据。地球化学勘查技术同样适用于非金属矿产勘查,比如在磷矿勘查中,通过岩石地球化学测量,可以发现与磷矿化有关的磷元素异常,异常与特定的地质构造和岩石类型有关,通过进一步的地质调查和钻探验证,可以确定磷矿体的存在和储量[3]。

结语

综上所述,新技术的不断涌现和应用,将为地质勘查带来更加广阔的未来。通过本文的探讨,希望能够激发更多勘查人员、工程师和科研人员的创新热情,共同推动地质勘查技术的进步和发展。

参考文献

[1]吴霞,周银朋,王小宇. 航测遥感技术在矿山地质勘探中的应用[J]. 经纬天地,2023(5):17-20.

[2]崔勇坡. 地球物理勘查技术及其应用研究[J]. 中国金属通报,2023(1):80-82.

[3]张蒙蒙. 地球化学勘查技术在矿产资源勘查中的应用研究[J]. 世界有色金属,2024(20):141-143.