光谱矿物填图在地质勘探和采矿中的应用

光谱矿物填图在地质勘探和采矿中的应用李晶 时明河 紫金矿业集团东南地勘分公司杨凯澳大利亚联邦科工组织勘探与采矿研究所1介绍高光谱技术成型于20世纪80年代后期，是从多光谱技术(陆地卫星)发展而成。其初期主要是作为一种遥感技术手段应用于地质、农林业和环境观测。自90年代初，基于地面使用的高光谱仪器作为矿物鉴定工具开始逐步广泛地用于地质勘探和采矿。由于其高分辨率，从光谱上能鉴定解译和填绘出的已经不只是地层和岩性，而是精细到具体的单个矿物，所以在地质矿业界高光谱技术也被称为矿物填图技术，简称矿物填图。实际上矿物填图所做的就是确定矿物在地质空间上的分布，其范围大到比如1:50000的矿物图，小到单个钻孔中的矿物分布和相对含量变化，或一个数米宽的露天采面的矿物图。现在使用的地面高光谱仪器包括了单点式测样的微型野外便携光谱仪(PAM仪器：野外普查或室内单个岩矿样品测试)，连续扫描式测样的自动或半自动光谱仪(测岩心，扫描采坑的采面),和一次成像的光谱仪(测岩心和采面)。在西方矿业公司，地面高光谱仪器在地勘中广泛使用，尤其是在澳大利亚，北美和南非的大公司中从90年代初期就开始推广。主要原因是这类仪器满足了以下地质对数据的特殊要求：1)简便，无需任何制样程序，能在野外或采矿场直接使用；2)快速，不需要复杂的仪器操作和数据处理程序，现场地质人员能掌握使用；3)仪器小型便于携带和运输，彻底摆脱了实验室，可以在数个矿区之间或不同野外勘探项目之间循环使用；4)操作使用成本低；5)由于其快速，简便和经济的特点，从时间人力和成本上考虑，使用高光谱技术可以实现高密度的空间取样(如岩心测定可以细到每1厘米一个数据)，从而最大限度地降低地质采样上常见的偏差性和随机性问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。              目前完全进入实用阶段的高光谱技术是在可见光－近红外到短波红外的范围，所能适用的矿物主要是铁氧化物，含水的层状硅酸盐类(包括粘土类)，碳酸盐类和硫酸盐类。这些矿物都是热液矿床系统中最常见的蚀变矿物，在勘探上作为找矿标志，而在采矿上则是常见的夹石，废石和脉石组分。因此，无论是勘探上还是采选矿上应用，准确快速地标定这些矿物在地质系统中的空间分布都具有直接的经济意义。目前，该技术应用得到了BHP,RioTinto,AngloGold,BarrickGold,Goldfields,Xstrata,Newcrest,Norilsk等众多国际矿业公司的青睐，工作涉及了太古代绿岩金矿、元古代层状铁矿、斑岩型铜金矿、火山岩中赋存的块状硫化物矿、沉积碳酸盐中的Pb-Zn矿、浅成脉状热液Au-Ag、超基性岩中的Ni-Cu硫化物、板岩中的脉状金矿、红土型镍矿等各类矿床的勘探和采矿项目。目前，中国地质调查局也为其下属的部分地勘单位配备了单点式的便携近红外光谱仪（PAM仪器），我集团东南地勘分公司也于2008年开始先后装备了3台此类仪器，已经在我们的勘查工作中发挥了重要作用。2找矿勘探应用当前找矿勘探的现实是:1)地 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 或近地表的矿已基本勘探完毕，找矿难度加大;2)仅靠单一找矿技术效果不灵，必须应用综合技术方法;3)鉴于以上两个原因，勘探的成本大幅提高，总体风险增大。现代找矿实践已经是按照矿床模型进行。无论按哪种模型进行预测和指导找矿，都需要可靠的岩矿资料，而光谱矿物填图技术对提供细致而准确的岩矿数据起了主要的作用。由高光谱技术提供的二维甚至三维的地质系统的岩矿数据是找矿勘探和预测模型的物质基础。最常见的与找矿相关的岩矿资料是‘围岩蚀变’信息，但是现代成矿预测模型所考虑的岩矿信息在空间上和内容上都已经远远超出了传统的围岩蚀变概念。多年来利用高光谱技术进行矿物填图，为细致理解成矿系统提供了很多的前所未识的岩矿信息。下面我们用几个应用的实例来进行说明：例1．是一个航空高光谱矿物填图的例子(图1，5米地面分辨率)。这里矿物填图得到的成矿体系的信息(下图)已经远超出了传统野外填图的内容(上图),在解译上结合了当前的海底块状硫化物成矿模型，并且在其中一个(海底)热液溢出带已经有矿化显示。火山岩中的贫铝和富铝绢云母分别代表相对高温热液(溢出带)和低温海水(补充带)蚀变的产物。显然按照这种矿物填图得出的信息，所填出的热液溢出带应该是主要勘探目标。图1西澳Panorama地区的地质与蚀变。上图为通过野外地质观察填出的地质和蚀变图；下图为高光谱矿物填图结果，其中解译出了元古代海底的热液流动循环系统，并且指出了可能存在块状Pb-Zn硫化物矿化的部位和勘探目标。引自澳大利亚联邦科工Cudahy（2000）例2.为一个勘探板岩金矿的例子（图2）。融合使用地球化学和矿物填图数据，更明确地鉴定和圈定可能的金矿化部位。图2澳洲某板岩金矿区的勘探剖面，钻孔为空气反循环钻，测定的是钻碎的岩屑，矿化在古生代板岩中，被中生代玄武岩覆盖。例3：是用高光谱数据编录解译的一个钻孔的结果（图3）。不仅矿物(蚀变)分带清楚，用光谱数据编录钻孔的一个最大优点是通过光谱数据量化矿物信息，从而使不同钻孔间的矿物信息可以直接对比，免除了传统编录中的定性描述和不同编录地质人员之间的主观偏差导致的不同钻孔间信息的不一致性。这也使众多钻孔的岩矿数据能在同一标准下进入3维矿体勘探分析和解译软件。岩芯光谱扫描速度快和无需制样是另两个优点，可以在勘探营地完成。图3钻孔岩心的矿物填图解译，矿物的分带以及与金矿化的关系一目了然。3采矿和选矿应用矿物填图用于采矿和选矿，有直接的经济效益，没有技术投资风险。采矿和选矿所涉及的物质，非矿部分(即脉石或费石)占绝大部分。而确定非矿组分的物化性质，正是高光谱技术的特长。图4为西澳某一太古代绿岩金矿露采坑底面的矿物填图结果与金品位关系。对比结果表明，虽然相对于绿泥石化,绢云母化更接近金矿体，这种关系符合传统上认识的绢云母化和绿泥石化分别作为近矿和远矿热液蚀变。但是，光谱结果还表明，绢云母化的强度(含量)并不能很好地作为采矿品位控制的实时地质指标。而更深一层次的矿物信息，即绢云母的成分则更具有指示意义(贫铝绢云母在矿体内或紧邻矿体,而富铝绢云母则更广泛分布于矿体外围)。绢云母的成分变化信息可以很容易地在光谱中获得。图4太古代绿岩型金矿露采坑底面矿物填图结果与金品位关系。引自澳联邦科工Cudahy（2003）产在超基性岩中的浸染状低品位镍硫化物矿床(Ni<1%)是当前开采的一类镍矿床。这类矿体通常部分是产在不同程度的滑石化的超基性岩中。由于浮选时滑石和硫化物一样也是上浮的，因此滑石有碍选矿，成为一个有害矿物组分。在做矿床经济评价和矿建规划时，必须定量地圈定滑石在矿床中的分布，而可采镍矿体的圈定也必须综合考虑镍品位和最高可容许的滑石含量。图5澳洲某浸染状低品位镍矿的钻孔中滑石和镍含量的变化关系2008年，澳洲联邦科工组织为两个在建镍矿，做的岩芯光谱编录滑石，就是采矿可行性研究的一部分，每个矿各扫描了60多个钻孔的岩芯。以图5可以看出,尽管镍品位在多数部位超过理论可采最低品位，但是如果同时考虑滑石造成的选矿问题，则实际目前可采的矿体部位只是其中一小部分。对于该类矿床中的滑石带圈定，肉眼鉴定很不准而且不能定量，传统方法只能用定量X光衍射方法，可是该法需要繁琐的实验室制样和测试程序，实际做起来非常耗时且成本高，根本无法高密度采样，只能做零散的分析数据，得出来的滑石含量分布偏离实际，对矿建可行性研究的结果影响很大。而采用高光谱技术则是一大进步，不仅节省了大笔的化学分析化验费用，而且由于光谱测试快捷，在时间上将减轻矿山化验室的压力并避免因化验结果不及时而影响采矿进度。滑石不仅存在于超基性岩中的镍矿。必和必拓公司在智利的某一超大型斑岩铜矿，因部分铜矿体产在基性和超基性围岩中，采矿中也必须避开或确定矿石中的滑石量。该公司采用单点式的光谱仪在采坑中使用，鉴定并估计滑石含量。另外，粘土类矿物直接影响矿石的破碎和碾磨效率并最终影响回收率，目前很多矿山采用不同的工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 来应对粘土含量高的矿石以提高回收率。而确定粘土矿物含量，最有效最经济也是最快捷的就是采用高光谱技术。美国ASD公司专门开发出加装在选矿厂的矿石输送皮带上方的光谱仪，对选矿流程中的有害矿物进行实时监测和定量。4 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 光谱矿物填图技术是目前国际先进的矿物半定量——定量识别系统，自开发以来至今已经得到国际知名的矿业企业和研究机构的广泛认可和大量应用，是勘查工作者发现资源的又一利器。近年来，该方法的应用范围从矿业的上游产业——勘探逐渐扩大至进一步的采矿和选矿工艺中，全方位地降低了矿业企业的生产成本，提高了生产效率，伴随数字化管理的逐步推进，帮助企业在第一时间跟随市场的变化随时调整生产 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 和结构。尽管如此，该技术在国内的应用仍然刚刚起步，我国的矿业企业和研究单位对该技术的认识和应用仍然处于初级阶段。在这个方面，可以说我们公司是走在行业前列的，该技术的引进和应用，已经开始在我们的勘查工作中发挥重要的作用，通过紫金山外围部分勘查区的地表填图，让我们更进一步地了解了紫金山矿田的蚀变体系，结合成矿理论帮助我们明确了该区的找矿方向。相信矿物填图和更多先进技术的应用将逐步推进我们向高技术的国际先进矿业企业迈进。