阿爾金地區(qū)“天空地深”一體化找礦勘查評價體系應用實踐

摘" "要：阿爾金地區(qū)屬中高山地形，地勢陡峭，海拔一般在2 000 m以上，比高大于300 m。高山區(qū)切割較深，地表基本無植被，基巖裸露較好。長期以來，因極端惡劣的交通條件，礦產(chǎn)勘查開發(fā)受到嚴重制約。新一輪找礦突破行動主攻昆侖-阿爾金，對高寒山區(qū)、工作空白區(qū)探索綠色、低成本、高效率的勘查評價技術方法勢在必行，在此背景下逐漸形成適應阿爾金地區(qū)“天空地深”一體化找礦勘查評價體系[1]。該體系中“天”指遙感技術應用，即采用高清衛(wèi)片結(jié)合谷歌地圖等影像資料識別解譯偉晶巖脈，圈定偉晶巖脈集中分布區(qū)域；“空”指無人機技術應用，即采用航空攝影及三維建模對地表偉晶巖延伸情況進行圈定；“地”指地面?zhèn)鹘y(tǒng)找礦手段應用，即采用路線地質(zhì)調(diào)查、填圖、槽探及采樣分析等手段對無人機圈定的偉晶巖脈進行地面查證，圈定含礦偉晶巖脈；“深”指深部鉆探手段應用，即采用便攜式鉆機了解含礦偉晶巖脈深部延伸及品位變化情況。該體系的應用可精準鎖定找礦靶區(qū)，圈定礦（化）體，對礦區(qū)進行勘查評價，極大提高了找礦勘查效率，縮短找礦周期，在地形切割強烈的阿爾金地區(qū)值得廣泛運用。

關鍵詞：找礦勘查評價體系；阿爾金地區(qū)；遙感技術；無人機；地面查證

1" “天空地深”一體化找礦勘查評價體系形成條件

阿爾金山北坡山勢巍峨峻拔，坡面被切割得支離破碎、峽谷遍布，難以穿越。該區(qū)屬中高山，地勢陡峭，海拔一般在2 000 m以上，最高3 944 m，比高300～500 m。山脈總體呈NEE向展布，高山區(qū)地表切割較深，多呈“V”形溝谷，地形反差較大。地表基本無植被，基巖裸露較好，樹枝狀水系較發(fā)育。長期以來，因極端惡劣的交通條件，地質(zhì)工作難度大，礦產(chǎn)的勘查與開發(fā)嚴重制約。區(qū)域上發(fā)現(xiàn)評價的礦床（點）以玉石、石英巖、螢石等非金屬礦產(chǎn)為主，以規(guī)模小的礦點為主。近年來，隨著吐格曼鋰鈹?shù)V、瓦石峽南鋰鈹?shù)V、阿亞克鋰鈹?shù)V等礦床的發(fā)現(xiàn)，在阿爾金西段掀起了地質(zhì)礦產(chǎn)勘查工作熱潮。新疆地礦局第三地質(zhì)大隊常年作業(yè)于阿爾金地區(qū)，通過總結(jié)阿亞克-瓦石峽南一帶鋰鈹?shù)V發(fā)現(xiàn)評價過程，在阿爾金地區(qū)形成“天空地深”一體化找礦勘查評價體系，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)塔什達坂、塔木切、稀長溝等鋰鈹?shù)V床（點），進一步擴大了勘查成果，對南疆地區(qū)鋰資源產(chǎn)業(yè)發(fā)展具重要意義[2]。

2" “天空地深”一體化找礦勘查評價體系應用

2.1" “天空地深”一體化中“天”的應用

“天空地深”一體化中“天”即指遙感技術應用，阿爾金地區(qū)剝蝕程度較高，地形切割強烈，地表植被稀少，局部風積沙覆蓋嚴重。通過高清衛(wèi)片結(jié)合谷歌地圖等影像資料可清楚識別解譯偉晶巖脈，圈定偉晶巖脈集中分布區(qū)域，進一步縮小找礦靶區(qū)。據(jù)多光譜數(shù)據(jù)解譯區(qū)域巖性組合、地層、侵入巖、構(gòu)造等（圖2-a，b）[3]，采用高空間分辨率數(shù)據(jù)解譯礦區(qū)巖性組合和微構(gòu)造等（圖2-c，3），通過多光譜數(shù)據(jù)提取遙感蝕變信息，制作遙感綜合信息特征影像圖[4]。

本次體系的建立采用數(shù)據(jù)涉及Landsat 8衛(wèi)星數(shù)據(jù)1景，軌道號為141/33，波長0.433～12.51μm，多光譜空間分辨率30 m，全色光空間分辨率15 m。遙感影像圖的合成采用band 753組合，該假彩色合成影像色調(diào)飽滿，巖石地層差異明顯，構(gòu)造形跡清晰，可解譯度高，不同地層單元、巖性、褶皺、斷裂等要素有較好顯示（圖2-a，b）[5]。高空間分辨率數(shù)據(jù)采用國產(chǎn)高分二號數(shù)據(jù)，該衛(wèi)星是我國自主研制的首顆空間分辨率優(yōu)于1 m的民用光學遙感衛(wèi)星，搭載有兩臺高分辨率1 m全色、4 m多光譜相機，具亞米級空間分辨率、高定位精度和快速姿態(tài)機動能力等特點，有效提升了衛(wèi)星綜合觀測效能，達到國際先進水平（圖2-c，3）[6]。

阿亞克-瓦石峽南一帶偉晶巖極發(fā)育，采用高空間分辨率數(shù)據(jù)解譯數(shù)千條偉晶巖，脈長11～1 670 m，寬2～108 m。結(jié)合地面查證情況，在阿亞克-瓦石峽一帶建立偉晶巖遙感解譯標志：①該區(qū)域偉晶巖遙感影像上呈高亮白色，形狀不規(guī)則，多呈脈狀、樹枝狀、透鏡狀；地層、花崗巖遙感影像上顏色相對較暗，面積較大，形態(tài)較規(guī)則；石英脈、石英巖遙感影像上顏色相對較暗，規(guī)模較小，延伸相對穩(wěn)定；據(jù)此對偉晶巖、地層、花崗巖體、石英脈進行區(qū)分（圖2-c）；②受風積沙影響，該區(qū)偉晶巖遙感影像上出露極不完整，多呈斷續(xù)脈狀、團塊狀、島狀影像；③該區(qū)偉晶巖延伸不穩(wěn)定，產(chǎn)狀復雜，分支復合、膨脹收縮現(xiàn)象明顯，偉晶巖常穿層（片理、片麻理）產(chǎn)出（圖3）。區(qū)內(nèi)碳酸鹽巖遙感影像上顏色同偉晶巖極接近，順層（片理、片麻理）產(chǎn)出，據(jù)此可與碳酸鹽巖進行有效區(qū)分。通過以上解譯標志可清楚識別并解譯出偉晶巖脈，圈定偉晶巖脈集中分布區(qū)域，進一步縮小找礦靶區(qū)。

2.2" “天空地深”一體化中“空”的應用

“天空地深”一體化中“空”即無人機技術應用，采用無人機擔載高清攝像頭對遙感解譯偉晶巖集中區(qū)域進行航空攝影及三維建模[7-8]，進一步區(qū)分并識別偉晶巖，準確圈定偉晶巖[9]。該技術在阿亞克-瓦石峽南一帶應用效果較好。由于阿爾金地區(qū)地形切割強烈，山體陡峭，僅沿溝谷通行，溝谷兩側(cè)無法攀登，溝谷狹窄，陡坎多，高差大，交通條件極差，地面查證困難。為準確圈定偉晶巖脈，采用無人機擔載高清攝像頭對遙感解譯偉晶巖進行觀測，沿走向?qū)ゾr進行追索，查明偉晶巖地表延伸情況。該方法大大提高工作效率，減少安全隱患，對交通困難、地勢陡峭的山區(qū)有很好應用。目前三隊與中國地質(zhì)科學院在稀長溝、沙梁西一帶鋰鈹?shù)V區(qū)合作，探索使用無人機載全波段高光譜數(shù)據(jù)獲取、處理、解譯，快速提取含礦與無礦偉晶巖脈識別波普特征[10]，建立含礦與無礦偉晶巖脈識別波普特征，快速識別含礦偉晶巖脈與無礦偉晶巖技術。該技術原理基于偉晶巖中鋰輝石礦物的識別，其中含鋰輝石偉晶巖在一定長波紅外光譜范圍內(nèi)表現(xiàn)出與其他礦物不同的吸收特征，不含鋰輝石偉晶巖在相同長波紅外光譜范圍內(nèi)不具有吸收特征，據(jù)此區(qū)分含礦與無礦偉晶巖脈[11]。與物探隊合作使用航空重、磁、電等方法技術，以期建立找礦標志，指導找礦工作。

2.3" “天空地深”一體化中“地”的應用

“天空地深”一體化中“地”即采用路線地質(zhì)調(diào)查、化探測量、填圖、槽探、采樣分析等手段對無人機圈定的偉晶巖脈進行地面查證。據(jù)采樣分析結(jié)果，查明偉晶巖脈含礦性，進一步圈定含礦偉晶巖脈。采用槽探工程對含礦偉晶巖脈進行系統(tǒng)控制，圈定稀有金屬礦體，查明礦體產(chǎn)狀、規(guī)模及品位變化情況等。阿爾金地區(qū)交通條件差，地面查證困難，因此在地面查證前需系統(tǒng)收集以往大比例尺區(qū)域地質(zhì)、礦產(chǎn)、物化探、遙感等資料，優(yōu)選成礦條件好、遙感解譯偉晶巖密集區(qū)開展地面查證，如山體陡峭無法攀登，建議優(yōu)先對溝谷內(nèi)偉晶巖轉(zhuǎn)石含礦性進行了解，進一步確定是否存在含礦偉晶巖，必要時需借助騾馬、小搬家、繩梯或直升機進行查證。

地面查證受控于地形條件，查證過程中往往遇到以下幾種情形：①地形條件稍好但距離較遠情況，可采用騾馬進行小搬家開展地面查證（圖4-a）；②地形條件差，溝谷內(nèi)陡坎多（高度小于15 m），兩側(cè)山體無法攀登情況下，需架設繩梯（高度小于15 m）、采用膨脹螺絲固定開展地面查證（圖4-b）；③地形條件極差，溝谷內(nèi)陡坎多（高度大于20 m），兩側(cè)山體無法攀登情況下，只能依靠直升機降落至山頂平坦處，由山頂向下開展地面查證。

2.4" “天空地深”一體化中“深”的應用

“天空地深”一體化中“深”即深部鉆探，通過鉆探驗證含礦偉晶巖脈深部延伸及品位變化情況。阿爾金地區(qū)工作程度較低，以往控制礦體延深為300 m以淺，許多地方無法修筑車輛通行簡易道路及鉆機平臺，地形交通條件惡劣，鉆探施工難度極大，造成很多含礦偉晶巖無法進行深部鉆探驗證。區(qū)內(nèi)偉晶巖產(chǎn)狀復雜，常見分枝復合、膨脹收縮等現(xiàn)象。為查明含礦偉晶巖深部延伸情況，擴大礦床規(guī)模，必須開展深部工程驗證，鉆探施工進度嚴重制約了該區(qū)帶找礦勘查評價。近年來，為在極端惡劣地形條件下施工鉆探工程，三隊在阿亞克-瓦石峽南一帶使用索道+便攜式鉆機施工800 m以上深孔，快速進行勘查評價。首先將便攜式鉆機設備拆解成若干配件后使用索道運輸至機臺附近（圖5）；其次靠人力修筑鉆機機臺，因地形陡峭，人員上下需修筑臨時便道或架設鋼梯（圖6-a），條件極其艱苦；待鉆機機臺修筑完成后，將鉆機重組開始鉆探施工。該方法可有效解決交通條件極差，無法修筑車輛通行簡易道路情況下鉆探施工問題，鉆機機臺僅需10余平方米平坦區(qū)域，可操作性較強。

3" “天空地深”一體化找礦勘查評價體系應用成效

阿亞克-瓦石峽一帶鋰鈹?shù)V勘查中運用“天空地深”一體化找礦勘查評價體系，取得較好找礦效果。阿亞克鋰鈹?shù)V區(qū)ρ37、ρ38主礦體評價過程簡述如下：①結(jié)合區(qū)域地、物、化資料優(yōu)選鋰、鈹?shù)V成礦有利地帶，通過高清衛(wèi)片結(jié)合谷歌地圖等影像資料解譯ρ38偉晶巖（因第四系覆蓋未識別ρ37偉晶巖脈）（圖6-b）；②對ρ38偉晶巖進行地面查證，圈定ρ38鋰鈹?shù)V體，礦體形態(tài)與遙感解譯偉晶巖吻合，新發(fā)現(xiàn)ρ37鋰鈹?shù)V體（圖6-c）[12]；③對ρ38鋰鈹?shù)V體深部延伸情況，計劃施工ZK2902鉆孔進行控制，設計孔深500 m，因地形切割強烈，兩側(cè)山坡地勢陡峭，無法修筑鉆機機臺，ZK2902鉆孔只能布設于山頂部位（圖6-d），車輛只能到達山腳下沖溝處；④將鉆機運到孔位，采用挖掘機修筑簡易道路，由于地形陡峭、巖石堅硬，進度極慢，為提高勘查效率，采用索道+便攜式鉆機+人工修筑機臺方式將鉆機運到鉆機孔位（圖4-c），作業(yè)人員通過固定鋼梯上下（圖6-a）。對ρ38鋰鈹?shù)V體進行快速勘查評價，取得較好找礦成果，為后續(xù)勘查提供了依據(jù)。

4" 結(jié)論

（1） 阿爾金地區(qū)地形陡峭，地表基本無植被，基巖裸露較好，夏季洪水泛濫，道路沖毀嚴重，交通條件極惡劣，礦產(chǎn)勘查開發(fā)受到嚴重制約。通過長期探索形成適用于阿爾金地區(qū)的“天空地深”一體化找礦勘查評價體系。

（2） “天空地深”一體化找礦勘查評價體系中“天”指遙感技術應用，通過高清衛(wèi)片結(jié)合谷歌地圖等影像資料識別并解譯偉晶巖脈，圈定偉晶巖脈集中分布區(qū)域；“空”指無人機相關技術應用，對偉晶巖脈集中區(qū)域進行航空攝影及三維建模，對地表偉晶巖延伸情況進行圈定；“地”指路線地質(zhì)調(diào)查、化探測量、填圖、槽探、采樣分析等傳統(tǒng)手段對無人機圈定的偉晶巖脈進行地面查證，進一步圈定含礦偉晶巖脈；“深”指深部鉆探，了解含礦偉晶巖脈深部延伸及品位變化情況。

（3） “天空地深”一體化找礦勘查評價體系是一套完整的找礦勘查體系，包括從靶區(qū)優(yōu)選到礦（化）體圈定再到礦區(qū)勘查評價的全過程，該體系大大縮短了找礦勘查評價周期，提高了找礦效率，在阿爾金地區(qū)值得廣泛推廣。

參 考 文 獻

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Application of the integrated prospecting evaluation system of “sky and deep”

in Altun region-A case study of Ayake-Washixianan

Yang Zhiquan

（The Third Geological Team，Xinjiang Bureau of Geology and Mineral

Exploration and Development，Korla 841000，China）

Abstract： The Altyn region is a medium alpine terrain with steep terrain， the altitude is generally more than 2000 meters， and the height is more than 300 meters. The high mountain area has deep cutting， the surface is basically without vegetation， and the bedrock is well exposed. For a long time， due to its extremely bad traffic conditions， mineral exploration and development have been seriously restricted. The new round of exploration breakthrough action mainly focuses on Kunlun-Altun， and it is imperative to explore green， low-cost and high-efficiency exploration and evaluation techniques for the alpine mountainous areas and blank areas. Under this background， an integrated exploration and evaluation system of “sky， ground and depth” suitable for Altun area has gradually formed. In this system， “sky” refers to the application of remote sensing technology， that is， the pegmatite dikes are identified and interpreted by high definition satellite film combined with Google Maps and other image data， and the concentrated distribution area of pegmatite dikes is defined. “Sky” refers to the application of UAV technology， that is， the use of aerial photography and 3D modeling to delineate the extension of pegmatite on the surface; “Ground” refers to the application of traditional prospecting methods on the ground， that is， route geological survey， mapping， trough exploration， sampling analysis and other means to conduct ground verification of pegmatic dikes delineated by UAV and delineate ore-bearing pegmatic dikes. “Deep” refers to the application of deep drilling means， that is， the use of portable drilling machines to understand the deep extension and grade change of ore-bearing pegmatic dimes. The application of the system can accurately lock the prospecting target area， delineate the ore body， and carry out the exploration and evaluation of the mining area， greatly improving the efficiency of prospecting and shortening the prospecting period， and it is worth being widely used in the Altun area with strong terrain cutting

Key words： prospecting evaluation system; Altun area; remote sensing technology; unmanned aerial vehicle; ground verification