在傳統(tǒng)的找礦流程中，“看巖石、取樣本、做化驗(yàn)”幾乎是標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作。野外地質(zhì)工作者頂著烈日、翻山越嶺，背著幾十斤的工具采樣、標(biāo)注，然后送回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行化驗(yàn)分析。這個(gè)過程不僅耗時(shí)耗力，而且存在很大的不確定性：你永遠(yuǎn)無(wú)法100%確定，眼下這一片山石底下究竟藏沒藏有價(jià)值的礦產(chǎn)。

但如今，越來越多的地質(zhì)團(tuán)隊(duì)開始采用一種新的技術(shù)——高光譜成像。它像是一雙“看穿地表”的眼睛，在不開礦、不破壞環(huán)境的前提下，識(shí)別出地下可能存在的礦物成分。找礦，正在變得更加“聰明”。

什么是高光譜？

簡(jiǎn)單來說，高光譜成像是一種能把“光”分成數(shù)百個(gè)甚至上千個(gè)波段進(jìn)行分析的成像技術(shù)。我們?nèi)搜勰芸吹降念伾皇请姶挪ㄖ蟹浅Ｕ囊徊糠?，大概?00~700納米之間。而高光譜可以看到從可見光、近紅外一直到短波紅外的多個(gè)波段，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人眼的范圍。

不同的礦物、巖石、土壤在這些波段上的反射特性是不一樣的，就像它們的“光譜指紋”。只要識(shí)別出這些光譜特征，就可以判斷出地表物質(zhì)的種類和分布。

高光譜如何用在找礦上？

過去想要知道一塊石頭里有什么礦物，最直接的辦法就是砸開它、取樣、分析。而有了高光譜相機(jī)之后，可以直接用遙感的方式在遠(yuǎn)距離“看”一片區(qū)域的光譜特征，再通過算法和數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)，判斷哪些地方可能含有鐵礦、銅礦、金屬礦，甚至是稀有元素。

目前，高光譜相機(jī)常被安裝在飛機(jī)、無(wú)人機(jī)甚至衛(wèi)星上，對(duì)大范圍區(qū)域進(jìn)行掃描。這種方法被稱為高光譜遙感。它可以在短時(shí)間內(nèi)覆蓋成百上千平方公里的區(qū)域，并生成高清的礦物分布圖。在野外勘探前，通過高光譜數(shù)據(jù)提前鎖定“可疑區(qū)域”，極大提高了找礦效率。

不僅快，還更“環(huán)?！?/p>

與傳統(tǒng)地質(zhì)勘查相比，高光譜技術(shù)的優(yōu)勢(shì)不僅是快速，還在于非接觸、無(wú)破壞性。不需要大規(guī)模采樣，不需要頻繁鉆探，可以在更小的干擾下完成對(duì)區(qū)域的礦產(chǎn)潛力評(píng)估。對(duì)于生態(tài)環(huán)境敏感區(qū)、保護(hù)區(qū)或交通不便的山區(qū)，這種優(yōu)勢(shì)尤為明顯。

此外，由于高光譜成像能夠準(zhǔn)確區(qū)分不同類型的巖石和植被，它還能幫助勘探人員識(shí)別地質(zhì)構(gòu)造、滑坡風(fēng)險(xiǎn)、地下水資源等，是一種多用途的“遙感工具”。

技術(shù)進(jìn)步也帶來挑戰(zhàn)

當(dāng)然，高光譜并非萬(wàn)能。要把成百上千個(gè)光譜波段的數(shù)據(jù)“看懂”，背后需要非常強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和地質(zhì)知識(shí)支持。海量的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過去噪、校正、分類、建模等一整套流程，才能輸出真正有用的礦產(chǎn)信息。

此外，光譜特征的判讀在不同地貌、氣候條件下也會(huì)有差異，這對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的豐富程度和算法的精準(zhǔn)度提出了很高要求。因此，目前高光譜技術(shù)仍主要用于“找礦前的篩選”和“輔助判斷”，而不是取代傳統(tǒng)化驗(yàn)。

小結(jié)：找礦，也可以“看”出來

從靠經(jīng)驗(yàn)“望山識(shí)礦”，到用高光譜“掃描找礦”，地質(zhì)勘查正在經(jīng)歷一場(chǎng)智能化的轉(zhuǎn)型。它不再只是體力活，也正在變成一門數(shù)據(jù)科學(xué)。而高光譜相機(jī)，正是這個(gè)過程中不可或缺的工具之一。

或許未來的找礦團(tuán)隊(duì)，不再需要背著鐵錘和采樣箱，而是帶著無(wú)人機(jī)和電腦，通過一張張色彩斑斕的高光譜圖，精準(zhǔn)判斷每一寸土地的“礦藏密碼”。

找礦不再只是“碰運(yùn)氣”，而是變成一門更理性的科學(xué)探索。

萊森光學(xué)(深圳)有限公司是一家提供光機(jī)電一體化集成解決方案的高科技公司，我們專注于光譜傳感和光電應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。

審核編輯 黃宇