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為鈾資源勘查安上“千里眼”

  • 發佈時間:2014-10-08 08:31:34  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  核工業北京地質研究院遙感資訊與圖像分析技術國家級重點實驗室前不久剛通過有關部委評估。這個運作了11年的實驗室如今已是碩果纍纍:形成了高精度遙感數據獲取—定量化數據處理-綜合分析應用的技術體系,擁有國內領先、國際先進水準的航空成像光譜測量與數據處理系統、航空鐳射雷達測量系統、實驗室光譜定標系統、地面光譜(成像光譜)測量系統及數據處理分析系統,初步具備了航太、航空、地面等“天空地深”一體化的遙感資訊處理與應用的技術能力。

  實驗室主任趙英俊告訴記者,核工業北京地質研究院的遙感技術應用研究工作始於1975年,是我國最早開展遙感地質應用的單位之一。近四十年來,經過了技術引進、示範應用、理念更新、技術創新、應用深化等發展過程,在推動鈾礦勘查科技進步,促進鈾礦勘查突破,豐富鈾成礦理論等方面發揮了重要作用,做出了重要貢獻,使我國鈾礦地質遙感工作具有了自己的特色和先進性,並拓展到了其他金屬礦産調查、油氣資源選區、生態環境監測、核電溫排水監測、工程選址、地質災害調查等領域。

  多技術手段提高衛星遙感數據應用效果

  “僅僅應用衛星遙感單一的資訊源,解決鈾礦勘查的問題是遠遠不夠的。”趙英俊告訴記者,實驗室開發了以遙感資訊為主的多源地學資訊整合分析技術,如光—能譜整合技術,應用光—譜(衛星光學遙感數據)與能譜(航空放射性伽瑪能譜數據)融合的途徑來提高衛星遙感數據的應用效果。

  目前,該技術已經在遼寧連山關、安徽廬樅、內蒙古滿洲裏等多個試驗區得到應用。不論是在地質填圖的探索,成礦構造的確定,還是在找礦靶區優選方面均取得顯著效果。該技術更有效地發揮了衛星遙感資訊在鈾資源勘查中的作用,併為植被覆蓋區地質填圖和放射性生態環境製圖、找礦預測等探索出新的途徑。

  “在此基礎上,我們進一步提出了後遙感應用技術。”趙英俊解釋,所謂後遙感應用技術,是將遙感技術與傳統地學方法和現代資訊技術相結合的資訊深化應用技術,其內容涵蓋資訊處理、資訊解釋、資訊分析、資訊表達和資訊應用等一整套方法技術系統。

  讓趙英俊自豪的是,這一概念是實驗室科研人員在全國範圍內率先提出的,“該技術在鈾資源勘查中進行了實際應用,並以此提出了斷塊鈾成礦的新理論。”

  此外,在鈾資源勘查中,為了能夠從區域上快速掌握鈾成礦的地質環境特徵、控礦要素等,實驗室開展了大量的衛星遙感圖像的處理方法與遙感資訊分析研究工作,應用衛星遙感數據對全國重要鈾成礦帶開展地質資訊解譯工作,初步總結了花崗岩型、火山岩型、砂岩型和碳硅泥岩型鈾礦床的遙感地質識別標識,從遙感地質的角度,每個成礦區帶進行了遠景預測,為鈾資源潛力評價提供了重要資訊。建立了集“數據處理、資訊增強、要素識別、地質解譯、綜合分析、靶區預測”的砂岩型鈾礦勘查的遙感應用技術方法流程;在南方熱液型鈾礦,抓住産鈾岩體斷裂發育、蝕變強烈的特徵,採用光學圖像紋理特徵定量分析刻畫岩體斷裂發育特徵、紅外亮溫反演刻畫蝕變特徵,通過産鈾岩體和非産鈾岩體,主要鈾礦田及其鄰區進行對比分析,建立了集目視解譯特徵、分形維數和分形譜的計算、地形特徵變差統計和熱紅外亮溫反演等多種手段的熱液鈾礦田評價標誌,為深部鈾資源勘查提供了重要的技術資訊。

  實驗室充分發揮衛星遙感無國界的技術優勢,對歐洲、東亞非洲等地區開展遙感編圖和找礦戰略選區工作,基於GIS系統,建立了遙感地質礦産資訊系統。提取了目標礦種的主要控礦要素(如控礦斷裂、含礦層、含礦岩體、蝕變等)遙感資訊,根據遙感地質礦産資訊提取成果,結合目標礦種已知礦床成礦模式的綜合研究,圈定了重要成礦帶的戰略選區和有利區。

  高精度的數據助力找礦靶區預測

  早在十幾年前,老一輩專家開始策劃航空成像光譜技術研究,如今,該技術已成為實驗室的特色。

  對於當年的提前佈局,趙英俊解釋,這是因為認識到遙感技術的未來發展趨勢是由定性轉為定量化研究,成像光譜技術是實現這一轉變的重要技術途徑。

  有了高空間解析度的高光譜遙感的數據,通過研發數據處理方法和流程,提取出更多的與鈾多金屬有關的資訊,可以更加快速、準確地預測找礦靶區。

  2008年以來,實驗室在新疆、甘肅、青海等地區獲取了航空高光譜遙感數據近3萬多平方公里,建立了航空高光譜數據獲取技術規程,成功攻克了高海拔地區數據獲取的技術瓶頸,並在航空高光譜遙感數據的基礎上建立了礦物填圖、岩性識別與製圖、成礦預測精細遙感調查的技術流程,充分挖掘了高光譜遙感數據中的地質資訊,從光譜維和空間維對相關資訊進行了反覆對比和綜合研究,建立了海量數據處理的能力,實現了航空高光譜遙感數據的地質工程化應用,編制了近20種蝕變礦物高光譜專題圖,提取結果經驗證準確率達到了90%以上,新發現了多處鈾及多金屬礦化異常地段;通過熱紅外高光譜在礦産資源勘查中的技術方法研究,評價了常見礦物的熱紅外光譜特徵和混合光譜解混的識別能力,在礦物識別、岩性識別方面取得了良好效果,使得熱紅外高光譜與可見光—短波紅外高光譜遙感資訊綜合分析,獲取更多的地質異常資訊,為鈾多金屬礦産勘查取得新突破提供了重要支撐。

  2013年,實驗室又將高光譜遙感技術拓展應用到油氣藏的探測研究,建立了航空高光譜遙感油氣異常資訊探測技術流程,有效提取了地表與油氣相關的烴異常資訊以及碳酸鹽化、粘土化等蝕變資訊和出露的油氣富集地層,並提出了油氣藏有利區,顯示了高光譜遙感在油氣戰略選區中的廣闊應用前景。

  2012年,實驗室首次將地面成像光譜測量系統應用到鈾礦科學深鑽的岩心測量,實現了地質體蝕變礦物的快速識別與填圖,為掌握深部地質體的成礦環境和成礦模式提供了新的技術手段。

  創新科研模式 邊研發邊應用

  “由於我們是國家級重點實驗室,一方面開展基礎或應用基礎研究,一方面採用邊研發、邊應用的科研模式,使得科研成果及時得到轉化應用,並同時能夠在應用過程中發現問題,使得研究目標更加明確,研究方法更加深入。”趙英俊告訴記者,基於遙感技術的研究成果在鈾多金屬礦産資源勘查中發揮了找礦先行作用,快速縮小了找礦預測區,推進了重要成礦帶遙感綜合調查成果在基礎地質調查和礦産地質調查等工作中的應用。在江西、內蒙、新疆、青海等地區發現了多處重要的鈾多金屬找礦有利區,實踐表明,高精度的遙感資訊在指導找礦、重大基礎地質問題研究、資源評價工作部署等方面已起到了非常重要的作用。

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