Поиск и разведка месторождений полезных ископаемых в Африке

Цель проекта

Апробирование методов ДЗЗ для поиска минералов карбонатной группы на территории Восточной провинции.

Описание работ

Недостаточное изучение и разведка минерально-сырьевой базы являются главными преградами для социального и экономического развития стран.

Например, Замбия добывает, преимущественно, такие полезные ископаемые как медь и кобальт. Замбийские месторождения меди с каждым годом истощаются и ликвидируются. Плохое состояние рудников и опасность обрушение заставляет закрывать крупные месторождение, что влечёт за собой огромные потери для экономики страны. Свинцово-цинковые рудники Кабве и медные рудники Луаншья закончили работать в 1990-2000 годах, соответственно из-за высоких требований к рекапитализации. Для поддержания социально-экономического роста Замбии необходимо разведывать и разрабатывать новые месторождения полезных ископаемых. Один из главных факторов препятствующий социально-экономическому развитию – уделение внимания одному минеральному сырью, как главному источнику доходов и меньшее значение другим потенциальным ресурсам.

С 1920 года важным толчком в развитии горной промышленности Замбии стала добыча минералов в Медном поясе, который расположен в центральной Африки, на севере Замбии, и южной части Демократической Республики Конго.

Замбия занимает одно из ведущих мест среди развивающихся стран по запасам меди. Главные месторождения входят в Медного пояс Центральной Африки. В основном добыча происходит промышленных и металлических минералов, и в меньшей степени энергетических ресурсов. В пределах Медоносного пояса выявлены месторождения руд золота и полиметаллов, мусковита, бериллия и графита.

Добыча промышленных минералов в Замбии только начинает раскрывать свой потенциал. На протяжении всего времени на первом месте выступала металлургическая промышленность, в особенности добыча меди и кобальта.

Приватизация медно-кобальтовой промышленности стимулирует строительство, и развитие инфраструктуры, и как следствие увеличился спрос на промышленные полезные ископаемые.

Минералы группы карбонатов встречаются по всей территории страны. Около провинции Лусака, южной части Центральной провинции, а также в Восточной провинции встречаются крупные месторождения доломита известняка. Была выбрана Восточная провинция для анализа.

ИЗУЧАЕМАЯ ТЕРРИТОРИЯ:

Лундаз, Восточной провинции Замбии. Площадь района составляет 3068 кв. км.

На подготовительном этапе проанализированы всевозможные геологические карты на территорию Замбии. В последствии оцифрована геологическая карта, масштаба 1 :2 000 000. (рис. 1).

 

Рисунок 1. Геологическая карта Замбии

Для первоначального анализа использовались общедоступные космические снимки ASTER. Сформированный заказ на всю Восточную провинцию Замбии загружен в пакетном режиме. (рис. 2)



Рисунок 2. Район исследования 

Каждый снимок прошел обязательную оценку и первичную обработку, в которую входит: 

1. Радиометрическая коррекция 
2. Геометрическая коррекция 
3. Атмосферная коррекция 

В дальнейшем отмаскированы участки на каждом космическом снимке от теней, снежных, водных, растительных объектов и т.п, используя различные индексы и алгоритмы глубокого машинного обучения. 

Первичная обработка позволила значительно снизить ошибку на каждом последующем этапе анализа. Разработанный уникальный алгоритм для первичной обработки позволил автоматически проанализировать всю поставку космических снимков. 

В данной работе использовались алгоритмы, с различной степенью достоверности, спектрального анализа для локализации крупных месторождения карбонатной, кальцитовой и каолинитовой группы минералов.  

Один из методов спектрального анализа является расчёт минералогических (геологических) индексов. Индексы позволяют определить возможное распределение ключевых минеральных групп. Для разработки геологического индекса требуется учитывать зоны поглощения, исследуемой группы минералов. 

На территорию интереса были построены следующие индексы: 

Индекс минералов кальцитовой группы (Рис. 3) 

Рисунок 3. Расчет индекса минералов каолинитовой группы ( желтым цветом показана зона вероятного распределения каолинита) 

 

Рисунок 4. Расчет индекса кальцита (голубым цветом показана зона вероятного распределения кальцита)

На следующем этапе анализа использовался метод спектрального угла (Spectral Angle Mapper), который является автоматизированным алгоритмом сравнения спектров. Источником данных о спектральных характеристиках являлись спектральная библиотека или спектры минералов, полученные в процессе полевого исследования. Преимущество данного метода заключается в том, что он не учитывает степень освещения Солнцем объекта и сравнивает угол отклонения между двумя спектральными кривыми. Были проанализированы минералы: 

1. Доломит 
2. Алунит 
3. Мусковит 
4. Кальцит 
5. Сидерит 
6. Магнезит 
7. Каолинит 

Рисунок 5. Комплексная карта распределения основных минералов-индикатор золоторудного оруденения 
 

ВЫВОД.

В результате выполнения работы: 

• Составлены карты распределения минералов-индикатор золотого оруденения (Рис. 5); 
• Произведено сокращение площади поиска золотого оруденения на 90% (от исходной территории) (Рис. 6); 
• Составлены высокоточные дистанционные основы (поканальные и синтезированные), а также ортофотопланы.

Достигнутые результаты помогут прирастить минерально-сырьевую базу Замбии, что положительно скажется как на экономической ситуации в стране, так и повысит инвестиционную привлекательность региона.  
 

Выполненные работы:

• Подбор архивных материалов на портале USGS https://search.earthdata.nasa.gov/search 
• Первичная обработка космических снимков, используя разработанный автоматизированный метод 
• Использование и разработка минералогических индексов на территорию интереса 
• Локализация минералов методом спектрального угла (Spectral Angel Mapper) 
• Использованные методы спектрального анализа – Геологические индексы (Geology index), метод спектрального угла (Spectral Angel Mapper), с целью прогнозирования полезных ископаемых, показали свою эффективность, позволили обнаружить новые рудоперспективные зоны (Рис. 6).

Рисунок 6. Комплексная карта распределения основных минералов-индикатор золоторудного оруденения