21
3. ПРИЛОЖЕНИЯ НА ТОПЛИННИТЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ В
МИННОТО ДЕЛО
Инфрачервената спектрометрия е добре известен метод, използван в лабораторни условия за минерален анализ на скали, но появата и развитието на дистанционните изследвания позволяват използването на топлинното инфрачервено изображение, генерирано от въздуха. Чрез него се осигурява една технология за събиране на информация по всяко време, на голяма площ, безконтактно и недеструктивно. Топлинните изображения могат да генерират радиометрични изображения или така наречените термографи в инфрачервения канал, които могат да се трансформират в топлинни карти. Перспективите за прилагане на топлинните карти в минното дело са свързани с определяне състава на скалите и при проучванията за наличие на полезни изкопаеми.
3.1. Определяне състава на скалите чрез топлинни
снимки
Различните минерали имат различни спектрални особености в инфрачервената топлинна област на електромагнитния спектър. Тези особености позволяват идентифицирането на такива скалообразуващи минерали като силикати, сулфати, карбонати. Например, сензорът ASTER е специално предназначен за картографиране на скали, съдържащи тези минерали. Спектралните зони на топлинния инфрачервен диапазон на ASTER (8,125 - 8,475 µm, 8,475 - 8,825 µm и 8,925 - 9,275 µm) са ориентирани за разпознаване на сулфати и силициеви оксиди. Спектралната зона от 10,95 до 11,65 µm е разположена в диапазона на поглъщане на карбонатните минерали. Създадени са спектрални библиотеки, които съдържат еталонни спектрални характеристики на естествени и изкуствени материали. Спектри, аналогични на тези на фиг. 2, помагат да се идентифицират руди с различен минерален състав.
Фиг. 2. Примерни спектри на отражение на различни видове скали, с цветово обозначение на спектралните зони на ASTER в топлинния инфрачервен диапазон
Приносът на данни от дистанционни изследвания при проучването на минерали се развива и усъвършенства заедно с напредването на технологиите. Сензорът ASTER притежава характеристики, които са особено полезни за геоложки изследвания, особено там, където скалите са добре експонирани. Използването на топлинния инфрачервен диапазон на ASTER позволява картографиране на различни минерали (включително слюда, силициеви съединения, карбонати, глини, алунит и железни оксиди), вариации в състава на рудите и разпространение на областите на хидротермален метаморфизъм.
Резултати, получени след прилагането на този метод, показват висока ефективност при дистанционното картографиране на състава на скалите и аеротехногенното замърсяване на околната среда от големи промишлени предприятия. Заснемането е осъществено нощно време, което позволява значително подобряване на дешифрирането на геоложките обекти, тъй като се намалява неравномерното нагряване от слънчевата светлина, а също така и засенчените повърхности. На фиг. 3 е изобразен тримерен модел на релефа на Долината на смъртта (САЩ), с наложени снимки, синтезирани от топлинните инфрачервени канали (13, 12 и 10) на сензора ASTER. Тези данни позволяват да се подчертаят различията в състава на рудите, съставящи тази долина. Солните отлагания на дъното на Долината на смъртта се изобразени в жълти, зелени, лилави и розови оттенъци, подсказващи присъствието на карбонатни, сулфатни и хлоридни минерали. Планините в западната и източната част на изображението се състоят от седиментни скали - варовик, пясъчник, шисти и метаморфни скали. В областите изобразени в яркочервен цвят на повърхността преобладава кварцът, включен в състава на пясъчника, в участъците със зелен цвят - доминира варовикът.
Фиг. 3. Перспективно изображение на Долината на смъртта в Калифорния, получено чрез налагане на цифров модел на местността и синтезирано изображение от сензора ASTER (13, 12 и 10) в топлинния инфрачервен диапазон (http://visibleearth.nasa.gov) [1]
Проучване, свързано с изследване на залежи на злато, е реализирано и в щата Невада, САЩ. Анализът на резултатите от наблюдаваната класификация и допълнителната информация показват, че повечето от областите, в които бялата слюда е доминиращ минерал, са тези, където е открита най-голяма концентрация на злато. Тази информация помага да се идентифицират специфичните зони, в които изследванията да продължат, за сметка на места, където възможността за положителни открития е много малка [15]. Други изследвания също доказват ефективността на топлинните изображения при локализирането на територии с определени скални образувания и залежи, което спестява на минералната промишленост много време и разходи [12], [5].
ГКЗ 5-6 ' 2017