短波红外勘查技术在覆盖区深部找矿勘探中的应用分析

陈亚萍 李英芹 马文婷

（兰州资源环境职业技术大学，甘肃 兰州 730022）

0 引言

短波红外技术是一种测定型的双向识别波段技术，被广泛应用于社会的各个领域中，初期取得了相对较好的效果。尤其是在矿山开采和定位勘测工作中，更是提供了便利。通常情况下，短波红外需要控制在1100nm～2600nm，特定的远红外常数范围也被控制在1.03～2.82。红外波段可以划分为短红外和远红外，远红外的覆盖面积一般会大于短波红外，对区域之内的物体以及建筑结构的识别也会更加清晰、迅速。

但是远红外波对找矿的定位效果并不理想。而短波红外则可以在预设范围内，利用特殊形式以及定位仪器，结合矿区的地理位置、自然环境以及地质等因素，完成找矿。尤其是覆盖区深部覆盖区深部的找矿工作，在确保目标完成的同时，也可以提升矿山开采工作整体的安全性与稳固性。

因此，分析短波红外勘查技术在覆盖区深部找矿勘探中的应用。考虑到最终测试结果的稳定性与可靠性，该文会在真实的工程环境下，结合短波红外技术，构建更灵活、多元化的应用找矿模式，扩大实际的勘探范围，设立特定的执行目标，以互联网、大数据技术作为辅助支持，营造更加智能化、数字化的矿山开采、定位形式，给未来的发展提供更坚实的基础条件。

1 短波红外勘查技术在覆盖区深部找矿勘探中的应用

1.1 短波红外结晶度测定

在覆盖区深部找矿勘探分析前，需要先测定短波红外结晶度。不同的矿区内部存储的矿产也是不同的，具有较强的差异性，但是伊利石是一种矿区常见的矿物质外显物质，本质上是一种含水层状硅酸盐矿物，多分布于矿产资源的外部地层中，在强光的作用之下，外部的颜色还会发生改变，再加上酸性或者碱性土壤的影响，外部呈现的状态会更具显性。

短波红外相当于红外波段，一般是以扫描的形式对矿区的位置作出基础性的定位以及勘探。此时，可以通过测定伊利石的结晶度来制定短波覆盖描述目标，并计算出伊利石的含氢基团变动值，如公式（1）所示。

式中：表示含氢基团变动值，表示酸碱过渡值，表示短波红外覆盖距离。通过上述计算，可以得出实际的含氢基团变动值。依据伊利石内部结晶的变化状态，结合短波红外技术获取基础性的勘探测定值，完成对短波红外结晶度的测定。

1.2 覆盖区深部勘测光谱层级设定

在完成对短波红外结晶度的测定之后，接下来，需要设定覆盖区深部勘测光谱层级。短波红外技术的相关设备和装置，多是通过光谱的变动来完成描述目标任务的，而光谱的调整与更改也需要依据对应的描述格式。根据矿区覆盖深部的挖掘情况，设定光谱描述层级，如图1所示。

根据图1，完成光谱描述层级结构的设计与建立。与此同时，对覆盖深部区的光谱描述定级，更改调整勘测描述目标，营造光谱描述节点，计算出光谱侧向系数，具体如公式（2）所示。

图1 光谱描述层级结构图

式中：表示光谱侧向系数，表示波段侧向定位距离，表示光谱差异值。通过上述计算，可以得出实际的光谱侧向系数。形成基础性的光伏覆盖区域，利用短波红外技术，对多个矿区位置做出分离定位，实现多层级、多目标的光谱描述模式，完成对覆盖区深部勘测光谱层级的设定。

1.3 矿床短波红外勘探峰值结构建立

在完成对覆盖区深部勘测光谱层级的设定之后，需要建立矿床短波红外勘探峰值结构。短波红外技术在矿山勘探工作的执行过程中，各个环节都具有严格的限制条件，需要依据勘测定位的情况，定期调整、更改。而勘探峰值结构，主要是将红外波段的极值作为勘测的顶点，计算峰值节点的测定距离，如公式（3）所示。

式中：表示峰值节点的测定距离，表示波段极值。通过上述计算，可以得出实际的峰值节点的测定距离。通过波段之间的距离，设定短波红外的勘测监控节点，同时，在面对不同的勘测区域环境时，需要对指标作出调整。需要注意的是，峰值的变化代表勘测位置情况的变化，可以适当增加峰值结构的侧向区域覆盖范围，细化勘测的结构，建立矿床短波红外勘探峰值结构。

1.4 重叠短波红外覆盖勘测模型构建

在完成对矿床短波红外勘探峰值结构的建立之后，需要构建重叠短波红外覆盖勘测模型。可以在预设的标准勘测目标中，调整短波覆盖的单向距离，从覆盖浅区域向着覆盖深区域过渡，采用冲抵的方式消除勘测误差，最大程度避免勘测问题的出现。首先计算出重叠红外覆盖范围，如公式（4）所示。

式中：表示重叠红外覆盖范围，表示单相勘测量，表示重叠系数。通过上述计算，可以得出实际的重叠红外覆盖范围。在规定的范围之内，随着矿山勘测位置的变化以及方向的转变，调整重叠比例，如公式（5）所示。

式中：表示重叠比例，表示覆盖转变值，表示覆盖定位常数，表示勘测极限值。通过上述计算，最终可以得出实际的重叠比例。根据勘测标准和重叠比例，设定整体的勘测模型层级，将构建的勘测定位结构设定在模型中，形成动态的矿山勘测目标，进一步细化重叠短波红外覆盖勘测模型的构建以及应用能力。

1.5 直角测定法实现短波红外勘查应用

在完成对重叠短波红外覆盖勘测模型的构建之后，接下来，需要采用直角测定法实现短波红外勘查应用。可以先构建直角测定区域，利用短波红外技术提前扫描，利用勘测模型，获取相关的勘测数据以及红外信息，通过调整勘测峰值，使直角测定结构与峰值结构重合，与短波红外勘察点形成勘测面，采用红外设备，核定此时的勘察位置是否准确，提升整体的勘测结果，进一步增强短波红外勘查的应用效果。

2 实例分析

这次主要对短波红外勘查技术在覆盖区深部找矿勘探中的应用效果进行分析与研究。考虑到测试结果的稳定性与精准性，需要选择稳定的矿山环境，在实现定位的同时，完成基础测验，获取对应的勘测数据和信息，在相同的环境之下，开始测试分析。该文选择Q矿山工程为实例分析的主要目标对象，对Q矿山工程的找矿现状分析。

2.1 Q矿山工程覆盖区深部找矿勘探现状分析

Q矿山工程一项规模较大的勘测定位工程，位于我国新疆地区南侧，与铀矿床相邻，是目前阶段，我国西北区域十分关键且重要的火山热液型矿床。所谓火山矿床，实际上是一种覆盖深区的勘察储存区，具有较强的存矿能力，如图2所示。

图2 勘查矿山储存区图示

根据图2，对勘察矿山储存区进行分析。在实际的找矿勘工作中，Q矿山工程出现了较多的问题。例如过渡区分化不完全，过渡地带承接面积太广，蚀变情况严重。该类问题在勘察的过程中，始终影响定位数据的精准性和可靠性，使部分深度区域的找矿以及勘测工作受到了阻碍，一定程度上降低执行定位的精度。

工程建设前期，没有完全掌握蚀变深部区域的实际情况，描述效果也并不理想。不仅如此，Q矿山工程对建设的目标也并没有进行清晰定位，因此，在勘探的过程中，部分技术的应用出现漏洞，采用传统的勘察技术虽然可以完成矿洞户或者矿区的定位工作，但是无法提供清晰、准确的定位点和数据信息，导致勘测范围过大，一定程度上增加了实际的工作，提升了采矿的实际成本，阻碍后续的建设开采。

2.2 Q矿山工程短波红外覆盖区深部找矿勘探实证

在完成对Q矿山工程覆盖区深部找矿勘探现状的分析后，需要用短波红外的勘探技术来替代传统的勘探技术，对工程外覆盖区深部找矿情况作出更具体的勘探验证。由于Q工程测定的位置为分散性矿区，矿产分布极为不均匀，为了确保实证测试环境的可靠性和稳定性，需要在相同的环境中，同时进行测定。划定5个区域为目标测试区域，并进行编号。在矿区外部设定短波红外设备，首先对目标区域进行单项扫描，获取相关的地质数据与信息，对所覆盖的区域设定短波红外的热测定节点。这部分主要是利用热节点自身的特性，来探测矿区矿产的存储位置，以点关联成探测面，最终形成更立体勘测区域，结合互联网、和三维虚拟技术，形成特定格式的三维图框，进行定位。然后根据获取的深部数据信息，再结合矿区的自然环境以及地质特征，计算短波红外的单项描述距离，如公式（6）所示。

式中：表示单项描述距离，表示承接常值，表示勘察区域极限值。通过上述计算，可以得出实际的单项描述距离。根据得出的单项描述距离，确定矿区的设计覆盖位置，测定深部的深度，完成阶级定位。然后采用短波红外仪器，测定勘探的镜像位置，同时测算出勘测波段频率，如公式（7）所示。

式中：表示勘测波段频率，表示搭接距离，表示双侧波段变动比。通过上述计算，可以得出实际的勘测波段频率。此时，随着勘探范围的扩大，需要不断调整短波波段内部的频率。关联区域之内的定位红外热节点，形成动态的描述区域，根据上述获取的数据以及信息，计算短波勘测准确比，如公式（8）所示。

式中：表示短波勘测准确比，表示双侧描述距离，表示动态定位点距，表示允许出现的极限值。通过上述计算，最终可以得出实际的短波勘测准确比。在5个不同的区域中，实现多次探测，得出的结果对比分析，见表1。

根据表1可知，与基础矿山工程勘测测试小组相对比，该文所设计的短波红外矿山工程勘测测试小组最终得出的短波勘测准确比相对更高，均会保持在90%以上，表明短波红外技术对找矿勘测的效果更佳，误差更小，可以进一步保障实际的勘测安全与稳定性，具有实际的应用价值和意义。

表1 实证分析结果对比分析表

3 结语

该文分析了短波红外勘查技术在覆盖区深部找矿勘探中的应用，发现与传统的勘查技术相比，短波红外技术相对更加灵活多变。传统勘察模式仅适用于单一、格式化的矿山勘验，而短波红外在勘察定位的过程中，实际的覆盖面积会更大、更加广泛，这在一定程度上也极大地减少了勘探工作的压力，提升整体的工作质量以及效率。另外，短波红外技术在矿山勘探的过程中，具有较强的安全性以及稳定性，可以最大程度地保障施工人员的安全，使矿山结构更稳固。短波红外对勘察矿区的影响以及损坏是较小的，无须构建任何的辅助性设施，结合互联网大数据技术，更好地获取矿山数据，进一步完善矿山定位勘测结构，奠定坚实的发展基础。