Геология и горное дело - тесно связанные между собой процессы горнодобывающей деятельности, конечной целью которой является добыча полезных ископаемых.
Геология присутствует на всех этапах горнодобывающей отрасли, от геологоразведки до создания инфраструктуры отрасли.
Цикл всей цепочки отрасли, где выходная задача выдача продукции на переработку может занимать до 10 и более лет.
Мировой рынок добычи полезных ископаемых вырос с USD 1 825,21 млрд в 2021г до USD 1 990,9 млрд в 2022г при среднегодовом темпе роста (CAGR) 9,1%. Ожидается, что рынок майнинга вырастет до USD 2 737,39 млрд в 2026г при среднегодовом темпе роста 8,3%.
Горная геология — это прикладная наука, сочетающая принципы экономической геологии и горного дела с разработкой определенного минерального ресурса.
Важно, что на всех этапах указанного цикла присутствует, в первую очередь, картирование работ, которое сегодня невозможно без дистанционного зондирования.
Космическая геология - представляет собой исследование Земли из космоса и приносит совершенно необычный способ исследований в отдельных областях геологии: геотектоники, геоморфологии, сейсмологии, поиска полезных ископаемых, геоморфологии, инженерной геологии, гидрогеологии, геокриологии. Общий взгляд с расстояния позволяет правильно воспринимать объект целиком.
Дистанционное зондирование Земли позволило увидеть нашу планету в электромагнитном спектре, недоступном человеческому глазу (часть спектра электромагнитных волн, воспринимаемо на разной длине волн).
Инфракрасное излучение, испускаемое Землей, фиксируется системами ДЗЗ, что позволяет. На космических снимках можно не только прекрасно распознать теплые и холодные области (например, температуру совершенно остывших или еще не полностью остывших лавовых потоков), но можно определить и температуру поверхностных горных пород и их влажность.
Спутниковые изображения и аэрофотосъемка (БПЛА) – необходимый источник данных для геологов при проведении геологоразведочных работ. Ближний инфракрасный, коротковолновый инфракрасный и тепловой инфракрасный диапазоны можно использовать для выявления различий в структурных особенностях земной поверхности.
Мультиспектральная визуализация и тематическое картографирование позволяют исследователям собирать данные об отражении и поглощающих свойствах почв, горных пород и растительности. Эти данные могут быть использованы космогеологами для интерпретации литологии поверхности, определения глин, оксидов и типов почвы по космо- и аэрофотоснимкам.
У нас можно заказать
Какие задачи решает ДЗЗ в геологии и горном деле
- Поддержка проектов разведки полезных ископаемых. Спутниковые изображения и аэрофотосъемка (БПЛА) являются важными инструментами при проведении подготовительных геологоразведочных работ. Они предоставляют геологам и полевым бригадам расположение троп, дорог, ограждений и населенных пунктов. Определения потенциальных коридоров доступа к разведочным площадям и рассмотрения воздействия крупного проекта на окружающую среду. Прогнозирование оруденения на основе ДЗЗ, выявление природных аномалий, рудоконтролирующих структур.
- Картирование обнажений и систематики реголитов и растительного покрова в разведочных блоках и на региональных территориях. Геологическое картирование обнажений используется для описания первичной литологии и морфологии горных тел, а также возрастных отношений между горными породами. Эта информация позволяет оконтурить рудоносные вмещающие породы и пострудные породы, которые затемняют или срезают руды. Картографирование собирает структурную информацию, в том числе расположение жил и пострудных разломов, которые можно использовать для прогнозирования геологии в недрах или латерально под пострудными породами, а также повышает полезность геофизических данных для уточнения подповерхностных целей.
- На основе ДЗЗ создаются инженерно-геологические карты в любом удобном масштабе. Эти данные используются при проведении геологических и маркшейдерских работ.
- Анализировать минералогию поверхности на основе спектральных свойств материалов, гидротермального измененных пород.
- Выполнять геоморфологический анализ, применяя топографические данные, полученные от самого сенсора ДЗЗ, с возможностью стереовидения.
- Лито-минералогическое картирование поверхности на основе спектральных свойств материалов в ультрафиолетовом, мультиспектральном, тепловом инфракрасном, гиперспектральном диапазонах, радиолокационных и микроволновых диапазонах или их комбинации, с последующей компьютерной обработкой данных.
- Литология/минералогия на основе геоморфологического анализа;
- Анализ результатов литолого-минералогического картирования, относящихся к структурной геологии.
- Валидация картирования существующей и/или вновь собранной геологической информацией.
- Минералогическая связь между реголитом и подстилающим обнажением.
- Мониторинг процесса осаждения поверхностных пород и минералов.
- Исследования растительных регионов рудников и мест добычи полезных ископаемых.
- Экология этих районов.
- Связь между распространением горных пород/минералов и археологической/современной деятельностью человека. Картирование результатов анализа.
- Термодинамический подход на основе ДЗЗ.
- Поддержка данными ДЗЗ на стадии технико-экономического обоснования (ТЭО) и стадии проектирования рудника (объемные испытания, пробная добыча, проектирование рудника для минимизации разубоживания и потерь), этап добычи (контроль содержания, селективная добыча, особенно при разработке мелких месторождений и дальнейшая разведка для продления срока службы шахты), управление отходами в течение жизненного цикла шахты и после закрытия шахты, и на этапе землепользования.
Применение ДЗЗ в геологии позволяет получить принципиально новую информацию о геологическом строении района, оперативно оценить структурные особенности объектов, выбрать наиболее перспективные площади для постановки крупномасштабного геологического картографирования, поисковых геофизических и буровых работ.
Преимущества использования ДЗЗ:
- Дистанционное зондирование в сочетании с геологической съемкой и лабораторным анализом - наиболее эффективный инструмент, в сравнении с полевыми поисковыми работами. Успешные результаты отмечены во многих регионах мира с использованием различных данных дистанционного зондирования и/или различных методов обработки.
- Картирование гидротермально измененных пород, которые являются обычными индикаторами минерализации, является неотъемлемой частью рекогносцировочной разведки полезных ископаемых. Для картирования измененных пород уже давно применяется многоспектральное спутниковое дистанционное зондирование среднего разрешения, которое обеспечивает широкий пространственный охват, низкую стоимость и достаточно простой анализ изображений минерализации в районе исследования.
- Обработка спутниковых снимков, например, Landsat 8, во многих районах мира + последующая полевая заверка результатов, позволили создать тематические карты латерита, глины, линеаментов и других геологических карт на весь Земной шар.
- В настоящее время в таких странах, как США, Западная Европа, Австралия и Китай ни одна задача по планированию и разработке мест добычи месторождений не решается без ДЗЗ.
Примеры применения:
Геологическое картирование и перспективность полезных ископаемых с использованием дистанционного зондирования и ГИС в районах Хамиссана, Северо-Восточный Судан
Задача: методы цифровой обработки изображений, которые представляют собой целевые зоны для золотой минерализации.
Решение: последние годы активизировались различные геологические работы и различные программы поиска и разведки полезных ископаемых вдоль холмов Красного моря с целью уточнения геологических карт и оценки минерального потенциала. Для геологического картирования и поиска золотой минерализации в этом районе.
Район исследования расположен на северо-востоке Судана и охватывает площадь около 1379 км2. Различные методы цифровой обработки изображений были применены к снимку, полученному с космического аппарата Landsat 8. Для повышения дискриминации между различными литологическими единицами и выделения альтерации пород были применены различные методы цифровой обработки изображений, которые представляют собой целевые зоны для золотой минерализации. Для увеличения пространственного разрешения изображения была выполнена операция «паншарпенинга» для получения более детальной информации. Контрастное растяжение применялось после различных процедур цифровой обработки для получения более информативных изображений. Преобразования с помощью анализа главных компонент позволили получить насыщенные изображения и привели к тому, что были получены более интерпретируемые изображения, чем исходные данные. Несколько изображений соотношения были подготовлены, объединены вместе и отображены в цветных композитных изображениях соотношения RGB.
Результат: процесс картирования выявил существование зон альтерации на исследуемой территории. Эти зоны простираются с северо-востока на юго-запад в кислых метавулканических и кварцево-баритовых породах. Улучшенные спутниковые изображения были внедрены в среду ГИС для облегчения окончательного создания геологической карты в масштабе 1:400 000, а рентгеновский флуоресцентный анализ подтвердил, что отдельные образцы, взятые из пристенных зон изменения пород, являются золотоносными.
Рис. Главный компонент - анализ цветовой композиции, полученный путем присвоения гидроксил", "гидроксил + оксид железа и железооксидных изображений в R, G и B, соответственно (красные круги - образцы, собранные для геохимического анализа)
Комбинированные методы дистанционного зондирования и полевых работ в геологии и разведка полезных ископаемых в районе Мбалле, регион Адамава
Камерун
Задача: разведка полезных ископаемых.
Решение: большая часть богатств недр Камеруна еще не обнаружена и не оценена по достоинству. В стремлении активизировать разведку этих не возобновляемых природных ресурсов, разрабатывается множество методов, среди которых имеем дистанционное зондирование. Для активизации разведки полезных ископаемых в Камеруне, в данном исследовании были применены методы дистанционного зондирования в районе Мбалле с целью установления геологических и минеральных богатств на тематических картах. Эта разведка характеризовалась обработкой снимков со спутника Landsat 8 в сочетании с интенсивной полевой работой. Каждый этап имел конкретную цель, результаты двух этапов были собраны для анализа. Было установлено, что из восьми образцов горных пород, собранных на месторождении (амфиболовый гнейс, кварцит, сланцы, гнейс, гранит, гранодиорит, сиенит и латерит), они были в основном метаморфического и плутонического происхождения. Эти породы выступают на поверхность в различных формах, и местное население использует их по-разному. Их разломы представляют собой основные пути, по которым проходит гидрографическая сеть.
Результат: обработанное спутниковое изображение показало, что золото сконцентрировано в районах, где глина и латерит, особенно на юге района Мбалле. Кроме того, полевые работы также доказали, что этот минерал концентрируется в местах меандров и слияния рек. Подобное исследование может быть применено в любом населенном пункте страны для того, чтобы активизировать разработку полезных ископаемых, что будет способствовать росту ВВП, поскольку правительство правительство взяло курс на достижение статуса развивающейся страны к 2035 году.
Рис. Различные минералы, обнаруженные в районе Мбалле
Применение дистанционного зондирования и ГИС в геологическом картировании и разведке полезных ископаемых.(на примере района Эль-Бейда, Восточная пустыня Египта)
Задача: идентификации и картирования литологических единиц и зон альтерации в районе поиска золота.
Решение: в данном исследовании использовались возможности дистанционного зондирования для идентификации и картирования литологических единиц и зон альтерации в районе поиска золота в Эль-бейда Эль-Кобра, Восточной пустыне Египта с использованием данных Landsat 8 Oli, Aster L1t и Sentinel-2. Представлена методика объединения данных для литологического картирования в засушливых условиях. Landsat 8 Oli видимого (VIS), ближнего инфракрасного (NIR) и инфракрасного (IR) диапазонов были улучшены с помощью слияния мультиспектрального и панхроматического изображения высокого пространственного разрешения (15 м) из того же набора данных, (10 м) панхроматической полосы данных Spot и (5 м) панхроматической полосы данных Orbit View-3. Преобразования оттенка, насыщенности и значения (HSV) и спектрального шарпинга Грамма-Шмидта используются для преобразования RGB изображения в цветова формата HSV. Позже, Анализ главных компонент (PCA) и соотношение полос применяются к слитым HSV изображениям для картирования альтерационных пород на участке Эль-Бейда Эль-Кобра в Юго-Восточной пустыне Египта. Предлагается пересмотренная литологическая карта района Эль-бейда на основе интерпретации результатов снимков Landsat 8 Oli и полевой верификации.
Результат: в результате сделан вывод, что предложенные методы имеют большой потенциал для литологического картирования в засушливых и полузасушливых регионах. Картирование гидротермально изменённых пород, которые являются общими индикаторами минерализации, является неотъемлемой частью рекогносцировочной разведки полезных ископаемых.
Рис. Места косвенных признаков на золото по результатам ДЗЗ
Гиперспектральное картирование полезных ископаемых на юго-западе Гренландии
Задача: обработка и анализ гиперспектральных данных аэросъёмки.
Решение: в 2019 году ASL заключила контракт с Министерством минеральных ресурсов Гренландии (MMR) на обработку и анализ большого объема аэроспектральных данных над провинцией Гардар на юге Гренландии. Данные аэрофотосъемки были собраны по интрузии Илимауссак и магматическому комплексу Игалику. Известно, что район исследования богат редкоземельными элементами, но также содержит малоизученные сегменты, представляющие интерес для геологов.
ASL создал карты полезных ископаемых для областей с высоким приоритетом, которые, в свою очередь, должны использоваться для поддержки пересмотра геологических знаний и геолого-геофизической информации для индустрии разведки полезных ископаемых. В результате выполнения проекта были проделаны следующие: радиометрическая калибровка линий съёмки по коэффициенту отражения поверхности с использованием полевых спектров; оценка качества набора данных (артефакты, атмосферные эффекты, геометрическая точность); гиперспектральное картирование полезных ископаемых приоритетных районов провинции Гардар, определенных MMR как богатые редкоземельными элементами.
Результат: в результате анализа трёхмерной модели выделены редкоземельные минералы в районе работ и составлен план геологических работ.
Рис. Геологическая карта Нагсугтокидского орогена упрощенная по Garde & Marker
Рис. Общий рабочий процесс для 3D-интеграции кубов гиперспектральных данных и облаков точек.
Нужна консультация?
Оставьте заявку, и мы с вами свяжемся.
Выполненные проекты
Заказчики
Часто задаваемые вопросы
Геологоразведочные работы - это комплекс мероприятий, проводимых с целью изучения геологической структуры и состава земной коры, а также поиска полезных ископаемых и оценки природных ресурсов. Эти работы играют важную роль в различных областях, таких как горнодобывающая промышленность, нефтегазовая промышленность, строительство и охрана окружающей среды.
Геологоразведочные работы могут включать в себя следующие этапы:
-
Подготовительные работы: Включают в себя изучение доступной литературы, карт и данных о регионе, определение целей и задач исследования.
-
Геологическое картирование: Геологи проводят маршрутное и детальное картирование поверхности, чтобы составить карту геологической структуры региона.
-
Пробоподготовка: Геологи собирают образцы горных пород и почв для анализа. Это может включать в себя бурение скважин, каротаж (исследование структуры пород внутри скважины) и другие методы.
-
Лабораторные анализы: Полученные образцы анализируются в лабораториях, где проводятся различные химические, физические и минералогические исследования.
-
Геофизические исследования: Используются методы геофизики, такие как сейсмическая съемка, магнитометрия, гравиметрия и другие, для изучения структуры земной коры под поверхностью.
-
Исследование полезных ископаемых: В случае поиска ресурсов, геологи анализируют качество и количество полезных ископаемых (уголь, нефть, газ, руды и др.).
-
Оценка запасов: На основе полученных данных проводится оценка объемов и экономической ценности обнаруженных ресурсов.
-
Оценка геологической опасности: Геологи также могут анализировать геологическую опасность, такую как оползни, землетрясения и другие геологические явления, которые могут повлиять на безопасность жизни и строительство.
-
Составление отчетов: По результатам геологоразведочных работ составляются детальные отчеты с описанием методологии, данных и выводов.
Геологоразведочные работы имеют важное значение для различных отраслей промышленности и науки, так как позволяют получить информацию о геологической структуре региона и эффективно управлять природными ресурсами.
Геологоразведочные работы включают несколько этапов, каждый из которых имеет свою специфику и цель. Ниже подробно описаны основные этапы геологоразведки:
-
Подготовительные работы:
- Определение целей и задач: Определение того, что именно необходимо исследовать или найти, например, наличие определенных полезных ископаемых.
- Сбор и анализ предшествующей информации: Изучение доступной литературы, карт, аэрофотоснимков, существующих геологических данных о регионе.
- Выбор методов и инструментов: Определение наиболее подходящих методов и технологий для проведения исследования.
-
Геологическое картирование:
- Маршрутное картирование: Геологи перемещаются по местности, создавая общую карту геологической структуры региона.
- Детальное картирование: Более подробное исследование определенных участков, включая изучение типов пород, структурных особенностей и тектонических нарушений.
-
Пробоподготовка:
- Бурение скважин: Скважины бурятся для извлечения образцов горных пород и почв, а также для изучения геологической структуры в глубину.
- Каротаж: Исследование пород внутри скважины с помощью специального оборудования, позволяющего получить информацию о физических и химических свойствах пород.
-
Лабораторные анализы:
- Минералогический анализ: Определение состава и структуры минералов в образцах.
- Химический анализ: Определение химического состава горных пород и почв, что может дать информацию о наличии полезных элементов.
- Физические тесты: Измерение физических свойств, таких как плотность, прочность, пористость.
-
Геофизические исследования:
- Сейсмическая съемка: Использование звуковых волн для изучения структуры земной коры.
- Магнитометрия и гравиметрия: Измерение магнитных и гравитационных полей, чтобы выявить структурные особенности и изменения в подземных слоях.
-
Исследование полезных ископаемых:
- Оценка ресурсов: Оценка количества, качества и экономической ценности обнаруженных полезных ископаемых, таких как нефть, газ, уголь или руды.
-
Оценка геологической опасности:
- Анализ рисков: Определение потенциальных геологических опасностей, таких как оползни, землетрясения, наводнения, и их влияния на инфраструктуру и общества.
-
Составление отчетов:
- Систематизация данных: Обработка и анализ всех полученных данных и результатов исследований.
- Формирование отчетов: Составление детальных отчетов с описанием методологии, результатов, выводов и рекомендаций для дальнейших действий.
Весь этот процесс требует высокой компетентности геологов, специализированного оборудования и соблюдения стандартов безопасности и экологии, особенно при проведении бурения и других интенсивных работ.
Термины "этапы" и "стадии" в контексте геологоразведочных работ иногда используются как синонимы, но также могут иметь некоторые нюансы в зависимости от контекста. Однако в общем смысле, разница между этапами и стадиями может быть следующей:
Этапы геологоразведочных работ: Этапы обычно описывают последовательность действий или задач, выполняемых в рамках общего процесса геологоразведки. Этапы представляют собой конкретные шаги или операции, которые необходимо выполнить для достижения конечной цели исследования. Каждый этап имеет свои специфические задачи и цели.
Стадии геологоразведочных работ: Стадии, с другой стороны, могут представлять собой более широкие периоды времени, на которые можно разделить весь процесс геологоразведки. Стадии могут включать в себя несколько этапов и представляют более крупные этапы развития проекта разведки.
В целом, можно сказать, что "этапы" более ориентированы на конкретные задачи и шаги, в то время как "стадии" обозначают более крупные фазы, в которые геологоразведочный проект может быть разбит.
Пример:
- Стадия: Предварительные исследования и планирование.
- Этапы: Определение целей и задач, сбор и анализ информации, планирование бюджета.
Тем не менее, в различных организациях и индустриях термины "этапы" и "стадии" могут использоваться по-разному, поэтому важно учитывать контекст конкретной ситуации.
Геологоразведочные работы с помощью дистанционного зондирования - это метод исследования земной поверхности и подземных структур путем анализа данных, полученных с дистанционных спутников, аэрофотоснимков и других удаленных источников. Этот метод позволяет получать информацию о геологической структуре, поверхностных и подземных процессах, изменениях ландшафта и других параметрах, которые могут быть полезными для различных приложений.
Применение дистанционного зондирования в геологоразведке включает в себя следующие аспекты:
-
Спутниковое дистанционное зондирование:
- Использование спутниковых снимков для создания геологических карт и анализа изменений в ландшафте.
- Спектральный анализ спутниковых данных может помочь в определении типов горных пород, почвенного покрова и других геологических характеристик.
-
Аэрофотосъемка:
- Проведение фотосъемки с воздушных судов, таких как самолеты или беспилотные летательные аппараты (дроны), для создания детальных карт и моделей рельефа.
- Аэрофотосъемка может быть использована для обнаружения структурных особенностей, изменений ландшафта и признаков геологической активности.
-
Геофизическое зондирование:
- Использование дистанционных методов, таких как гравиметрия и магнитометрия, для изучения физических свойств подземных слоев.
- Эти методы могут помочь выявить скрытые структуры и аномалии в геологическом строении.
-
Инфракрасное зондирование:
- Анализ инфракрасных данных может помочь в обнаружении изменений температур на поверхности, что может быть связано с подземными процессами, такими как геотермальная активность.
-
Радиолокационное зондирование:
- Применение радиолокационных методов для изучения подземных структур и определения глубины слоев.
Преимущества дистанционного зондирования включают возможность охвата больших территорий, экономию времени и ресурсов по сравнению с традиционными методами исследования, а также способность получать данные в труднодоступных или опасных регионах.
Спутниковое дистанционное зондирование играет важную роль в геологоразведочных работах, предоставляя информацию о геологической структуре, типах горных пород, изменениях ландшафта и других параметрах. Вот подробное описание этого метода в контексте геологоразведки:
1. Спутниковые снимки:
- Спутники наблюдают за поверхностью Земли и фиксируют информацию в виде снимков высокого разрешения. Эти снимки могут быть использованы для создания геологических карт и анализа геоморфологических особенностей.
2. Спектральный анализ:
- Спутники оборудованы спектрометрами, которые измеряют электромагнитное излучение от поверхности Земли в различных диапазонах длин волн. Это позволяет проводить спектральный анализ и определение характеристик горных пород, почвенного покрова и растительности.
3. Обработка изображений:
- Полученные спутниковые изображения обрабатываются с помощью специализированного программного обеспечения. Обработка может включать в себя улучшение качества изображения, создание мозаик и выявление изменений.
4. Создание геологических карт:
- На основе спутниковых изображений создаются геологические карты, которые отображают распределение горных пород, геоморфологические особенности, водоемы и другие объекты.
5. Идентификация геологических структур:
- Спутниковые снимки могут помочь выявить структурные особенности, такие как складчатые структуры, сбросы, седловины и другие геологические формации.
6. Мониторинг изменений:
- Путем сравнения спутниковых снимков, полученных в разные периоды времени, можно отслеживать изменения ландшафта, эрозию, изменения в реках и другие геологические процессы.
7. Планирование геологоразведочных работ:
- Спутниковые данные могут помочь в выборе оптимальных мест для проведения более детальных геологоразведочных работ, таких как бурение скважин или сбор образцов.
8. Оценка природных рисков:
- Дистанционное зондирование позволяет выявлять зоны потенциальных опасностей, таких как оползни, землетрясения и другие геологические явления.
Спутниковое дистанционное зондирование предоставляет более широкий обзор геологической структуры и изменений, которые могут быть недоступны для наблюдения с поверхности. Этот метод помогает геологам и другим специалистам в анализе и интерпретации данных, что в конечном итоге облегчает принятие решений в геологоразведочных проектах.
Лицензии
Наши партнеры
сб-вс: Выходной