找礦用上哪些“黑科技” | |||
煤炭資訊網(wǎng) | 2025/3/2 11:07:16 要聞 | ||
隨著航空遙感、地球化學(xué)、人工智能等技術(shù)的深度融合,地質(zhì)勘探已邁入上天入地、透視地球的新階段。“天空之眼”掃描地層、“元素密碼”破解礦脈、“數(shù)字建模”重構(gòu)地形、“算法推演”鎖定銅礦……層出不窮的找礦“黑科技”,是人類以科技創(chuàng)新重構(gòu)資源獲取方式的“突圍”。讓我們跟隨地質(zhì)學(xué)家的腳步與工程師的視角,看科技之光如何照亮地層深處的寶藏。 航空物探 在空中給地球做“CT” 在山東齊河—禹城地區(qū),近千米厚的覆蓋層讓億噸級富鐵礦的礦體信息微弱難尋??蒲腥藛T駕駛搭載自主研制設(shè)備的飛機(jī),在該地區(qū)上空開展高精度航空物探調(diào)查,就像敏銳的獵鷹搜尋獵物,最終圈定7處找礦靶區(qū)。礦致弱異常識別技術(shù)能夠提取地層深部的微弱信號,再通過空—地—井協(xié)同立體勘查技術(shù)實(shí)現(xiàn)礦體精準(zhǔn)定位。 【專家看點(diǎn)】 熊盛青(中國地質(zhì)調(diào)查局中國自然資源航空物探遙感中心首席科學(xué)家): 航空地球物理探測技術(shù),簡稱“航空物探”,是地球物理勘探技術(shù)與航空技術(shù)的結(jié)合。它就像在空中給地球做“CT”,透視厚厚的地殼,找到礦藏。 這是怎么實(shí)現(xiàn)的?飛行器上裝載航空重力、磁力和電磁等專用物探儀器等“超級聽診器”,在航行過程中捕捉“CT影像里的陰影”——地球磁場、重力場中的微弱波動,再對采集數(shù)據(jù)信號中的異常信息進(jìn)行解譯,從而發(fā)現(xiàn)地下的地質(zhì)構(gòu)造和礦產(chǎn)。 該技術(shù)具有全地域、快速、環(huán)保等特點(diǎn),是高海拔等“難進(jìn)入”地區(qū)和深覆蓋區(qū)地球物理勘查的最佳選擇。航空物探的效率可達(dá)地面勘查的10—100倍。 目前我國航空物探技術(shù)經(jīng)歷了中低精度—高精度—高分辨率等三代技術(shù)發(fā)展歷程。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),通過航空物探調(diào)查,已發(fā)現(xiàn)150多個(gè)沉積盆地、197個(gè)油氣遠(yuǎn)景區(qū)帶和數(shù)千處固體礦床,我國有約90%的隱伏磁性鐵礦、80%以上的鈾礦是通過航磁和航空放射性異常發(fā)現(xiàn)的。 地球化學(xué) 地下礦藏的“尋寶導(dǎo)航” 在云南紅河哈尼族彝族自治州,科研人員運(yùn)用地球化學(xué)技術(shù)深入地下,如有“透視眼”般清晰洞察地下資源的脈絡(luò),精準(zhǔn)揭示稀土元素的時(shí)空分布規(guī)律。紅土植被覆蓋區(qū)內(nèi),中重稀土深藏于深部風(fēng)化層黏土中,地表難以識別。面對難題,微納米地球化學(xué)勘查技術(shù)大顯身手。它快速精準(zhǔn)地勘查資源,最終發(fā)現(xiàn)了超大規(guī)模中重稀土礦,潛在資源達(dá)115萬噸。 【專家看點(diǎn)】 王學(xué)求(中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所研究員): 我國是稀土資源大國,然而現(xiàn)代高科技和新能源發(fā)展需要的中重稀土相對稀缺。到哪去找中重稀土礦,成為最大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)找礦方法就像大海撈針,往往要花十幾年時(shí)間。 中重稀土礦地球化學(xué)勘查技術(shù)猶如“導(dǎo)航系統(tǒng)”,可實(shí)現(xiàn)從全國范圍篩選靶區(qū)到進(jìn)行局部礦體勘查,從全國范圍聚焦到幾十平方公里范圍,相當(dāng)于從一個(gè)市縮小到一個(gè)小區(qū);所需時(shí)間從原來傳統(tǒng)地質(zhì)勘查的十幾年縮短到現(xiàn)在的幾年。 云南紅河發(fā)現(xiàn)的稀土寶藏,依靠的正是我國自主研發(fā)的這套技術(shù)。高精度地球化學(xué)勘查技術(shù)實(shí)現(xiàn)地殼物質(zhì)成分的全元素探測,把元素周期表所有化學(xué)元素的空間分布繪制在地球上,形成化學(xué)屬性“數(shù)字地球”。目前團(tuán)隊(duì)正在分析全球2萬個(gè)網(wǎng)格的巖石、土壤、水系樣本,繪制76種關(guān)鍵元素的分布圖。 現(xiàn)在,“化學(xué)地球”大科學(xué)計(jì)劃正在繪制全球元素地圖,未來我們不僅能掌握自己的資源家底,還能為全世界“號脈”。 無人機(jī)三維建模 讓大地“開口說話” 在云南楚雄彝族自治州,地下埋藏著許多重要礦產(chǎn),但傳統(tǒng)地質(zhì)隊(duì)員攀巖鉆林?jǐn)?shù)日,往往連礦脈的“半句密語”都難以捕獲。 轉(zhuǎn)機(jī)隨著無人機(jī)翩翩降臨。3架搭載“鷹眼”的飛行器盤旋升空,以厘米級精度的三維視角,在樹冠間隙捕捉巖石的褶皺,在斷崖側(cè)面讀取地層的沉積日記。通過智能規(guī)劃的貼近攝影路徑,無人機(jī)化身“地質(zhì)翻譯官”,僅用6天就完成31平方公里的數(shù)據(jù)采集——相當(dāng)于用電子顯微鏡掃描整個(gè)西湖景區(qū)。 【專家看點(diǎn)】 侯云花(中國地質(zhì)調(diào)查局昆明自然資源綜合調(diào)查中心高級工程師): 在楚雄的山谷中,無人機(jī)螺旋槳的“嗡嗡”聲取代了地質(zhì)錘的敲擊聲。無人機(jī)每秒拍攝數(shù)張高清照片,智能算法把這些畫面拼成三維地圖——陡峭的懸崖變成可旋轉(zhuǎn)的立體模型,交錯(cuò)的斷層化為屏幕上閃爍的紋理。當(dāng)無人機(jī)開啟激光雷達(dá),無數(shù)激光脈沖會像透視射線般穿透樹冠,連被樹葉掩埋的地質(zhì)特征都無處遁形。 無人機(jī)何以透視大地?無人機(jī)高精度相機(jī)載荷以每秒數(shù)張的頻率拍攝地面影像,通過特征匹配算法捕捉圖像間的視覺運(yùn)動信息,并利用同步定位與地圖構(gòu)建技術(shù)自動預(yù)估3D攝像機(jī)的位置和幾何場景問題。這些算法結(jié)合運(yùn)動恢復(fù)結(jié)構(gòu)技術(shù)可以高效構(gòu)建三維地質(zhì)模型,能將陡峭的巖壁、交錯(cuò)的斷層轉(zhuǎn)化為可交互的數(shù)字場景,協(xié)助研究人員識別與分析肉眼難以察覺的細(xì)節(jié)。 相對于傳統(tǒng)地質(zhì)調(diào)查,無人機(jī)調(diào)查在數(shù)據(jù)采集、導(dǎo)出、傳遞、處理等方面具有顯著優(yōu)勢,效率提升至傳統(tǒng)人力的5倍以上。無人機(jī)能夠飛行至人難以到達(dá)的區(qū)域,擴(kuò)展了調(diào)查和監(jiān)測的地理范圍,覆蓋率遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)地質(zhì)調(diào)查。同時(shí),無人機(jī)替代人工進(jìn)入高山峽谷、山澗密林等高危區(qū),大大減少了安全風(fēng)險(xiǎn)。 無人機(jī)三維建模通過高效數(shù)據(jù)采集、高精度建模與智能分析,正在重塑礦產(chǎn)勘探流程。隨著人工智能與傳感器技術(shù)的融合,找礦工作未來將繼續(xù)向智能化、無人化方向發(fā)展。 銅礦“追蹤術(shù)” 找礦有了“AI幫手” 前不久,在西藏自治區(qū)墨竹工卡縣雪山,巨龍銅礦取得重大找礦突破。電腦屏幕上,AI算法正以每秒數(shù)萬次的速度解析著三維地質(zhì)模型——從鉆孔巖芯的顯微圖像到衛(wèi)星遙感的熱力分布,30年積累的勘探數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)采集的物探信息在此交匯。這套融合了全國礦床知識圖譜的智能系統(tǒng),不僅讓找礦成功率提升5倍,更讓雪域高原的“銅業(yè)巨龍”得以舒展它延綿數(shù)公里的金屬脊梁。 【專家看點(diǎn)】 康旭(紫金礦業(yè)西南地勘公司總經(jīng)理): AI(人工智能)技術(shù)大規(guī)模、快速、精確的數(shù)據(jù)處理能力,可以極大提升找礦效率。以西藏的巨龍銅礦為例,科學(xué)家用AI分析了礦區(qū)的地層、構(gòu)造和巖漿活動,發(fā)現(xiàn)深部還存在一個(gè)未被開發(fā)的斑巖成礦系統(tǒng),這讓銅資源量從原來的約1000萬噸飆升至2588萬噸。 礦產(chǎn)勘查拓展了AI應(yīng)用領(lǐng)域,AI技術(shù)提升了礦產(chǎn)勘查能力。當(dāng)前,地質(zhì)找礦領(lǐng)域的機(jī)器學(xué)習(xí)逐步發(fā)展,AI專業(yè)模型的數(shù)據(jù)分析優(yōu)勢凸顯。通過機(jī)器學(xué)習(xí)模型,AI能把零散的地質(zhì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為“找礦指數(shù)”,生成一張標(biāo)注概率的“礦藏?zé)崃D”。地質(zhì)數(shù)據(jù)規(guī)模越大,AI找礦能力越強(qiáng),加強(qiáng)地質(zhì)大數(shù)據(jù)平臺建設(shè),能夠加快提升地質(zhì)數(shù)據(jù)采集智能化水平。 雖然成礦信息錯(cuò)綜復(fù)雜,地下礦藏總會留下“蛛絲馬跡”——比如化學(xué)元素的異常波動、磁場的微妙變化。但這些信號就像混雜在噪聲中的“摩斯密碼”,傳統(tǒng)方法很難識別。AI的絕招是多重分形算法,它像一張“數(shù)學(xué)濾網(wǎng)”,能過濾干擾,捕捉到元素的異常富集信號;還能結(jié)合衛(wèi)星影像和航磁數(shù)據(jù),識別地層斷裂帶、巖體邊界等關(guān)鍵線索。 從靶區(qū)優(yōu)選到閉礦復(fù)墾,AI不僅會提升效率與精度,還將推動礦產(chǎn)勘探向智能化、可持續(xù)化轉(zhuǎn)型。
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