Методы поисков месторождений полезных ископаемых

Министрерство образования Республики Беларусь

 

 

учреждение образования

«Белорусский государственный университет»

 

Географический  факультет

Кафедра динамической геологии

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

на  тему:

«Методы поисков месторождений полезных ископаемых»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подготовил  студент 4-го курса, 8-ой группы

Огар Джозеф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Минск

2013

При поисках месторождений используются разнообразные методы, направленные на обнаружение самих залежей, а также всех видов аномалий, вызванных ими. В соответствии с этим методы поиска полезных ископаемых могут быть подразделены на геологические, минералогические, геохимические и геофизические. Отдельную группу составляют горно-буровые методы, которые используются для проверки результатов, полученных каждым или комплексом перечисленных методов, и для непосредственного вскрытия залежей полезных ископаемых, положение которых предварительно оценено по характеру размещения выявленных аномалий.

По условиям, в которых ведутся  поисковые работы, методы поисков  подразделяются на дистанционные (космические  и аэрометоды) и наземные.

 

1. Дистанционные методы поисков

 

Аэрокосмические методы в геологии входят в комплекс дистанционных (неконтактных) методов изучения Земли. К ним относятся методы изучения земной поверхности (суши и океана), выполняемые с авиационных (воздушных) и космических (орбитальных) носителей путем визуальных наблюдений, специальных видов аэро– и космической съемки, наземной съемки,  а также методов геологического дешифрирования аэрокосмических и наземных снимков. Применение аэрокосмических методов в геологии основано на существовании тесной связи между геологическим строением, с одной стороны, и рельефом, гидрографической сетью, почвенно-растительным покровом и др. особенностями земной поверхности – с другой. Изучение этих особенностей визуально или по снимкам путем их дешифрирования, позволяет установить многие особенности геологического строения района, не обнаруживаемые традиционными методами геологических исследований, и имеет важное научное и практическое значение.

 

1.1. Космические  методы

1.1.1. Аэросъемка

 

Существуют  несколько разновидностей съемок с  самолета: аэрофотографическая, тепловая инфракрасная, радиолокационная и др. Кроме того,  традиционные аэрометоды включают ряд так называемых геофизических съемок —  аэромагнитную, аэрорадиометрическую, аэроспектрометрическую, в результате выполнения которых получают не снимки, а цифровую информацию об исследуемых объектах.

Из  всех съемок наиболее распространенной является аэрофотографическая съемка. В зависимости от направления оптической оси аэрофотоаппарата различают плановую и перспективную аэрофотосъемку.

При плановой (вертикальной) аэрофотосъемке оптическую ось аэрофотоаппарата приводят в отвесное положение, при котором снимок горизонтален. Однако в процессе полета по прямолинейному маршруту аэросъемочный самолет периодически испытывает отклонения, которые характеризуют углами тангажа, крена и сноса (рыскания). Из-за колебаний самолета аэрофотоаппарат также наклоняется и разворачивается. Принято к

плановым относить  снимки, имеющие угол наклона не более 3°.

При перспективной аэрофотосъемке оптическую ось аэрофотоаппарата устанавливают под определенным углом к вертикали. По сравнению с плановым перспективный снимок захватывает большую площадь, а изображение получается в более привычном для человека ракурсе.

По  характеру покрытия местности снимками аэрофотосъемку делят на одномаршрутную и многомаршрутную.

Одномаршрутная аэрофотосъемка применяется главным образом при исследовании линейных объектов.

Наибольшее  применение, имеет многомаршрутная (площадная) аэрофотосъемка, при которой  снимаемый участок сплошь покрывается серией параллельных прямолинейных аэросъемочных маршрутов, прокладываемых обычно с запада на восток. В маршруте на каждом следующем снимке получается часть местности, изображенной на предыдущем снимке. Аэрофотоснимки, получаемые с продольным перекрытием, образуют стереоскопические пары. Продольное перекрытие, выражаемое в процентах, устанавливается в зависимости от назначения аэрофотосъемки различным — от 10 до 80 % при среднем значении 60 %. Аэрофотосъемочные маршруты прокладывают так, чтобы снимки соседних маршрутов имели поперечное перекрытие.  Обычно поперечное перекрытие составляет 30 %. Перекрытие снимков позволяет объединить разрозненные аэроснимки в единый массив,  целостно отображающий заснятую территорию.

Время для съемки выбирают так, чтобы снимки содержали максимум информации о местности.  Учитывают наличие снежного покрова, смену фенофаз развития растительности, состояние сельскохозяйственных угодий, режим водных объектов, влажность грунтов и т.д. Обычно аэрофотосъемку выполняют в летние безоблачные дни, в околополуденное время, но в некоторых случаях, например для изучения почв, лесов, предпочтение отдают поздневесенним или раннеосенним съемкам. Съемка плоскоравнинной местности при низком положении Солнца в утренние или вечерние часы позволяет получить наиболее выразительные аэроснимки,  на которых микрорельеф подчеркивается прозрачными тенями.  Однако освещенность земной поверхности должна быть достаточной для аэрофотографических съемок с короткими экспонирующими выдержками. Поэтому съемку при высоте Солнца менее 20" обычно не производят. По завершении летно-съемочных работ оценивается качество полученных материалов: определяется фотографическое качество аэронегативов (величина коэффициента контрастности, максимальная плотность, плотность вуали), проверяется прямолинейность съемочных маршрутов, контролируется продольное и поперечное перекрытие и др.

 

1.1.2. Космическая съемка

 

Космическая съемка, т.е. съемка с высоты более 150 км, выполняется со спутника, который  в соответствии с законами небесной механики перемещается по строго установленной  орбите. Поэтому возможности его  маневрирования по сравнению с самолетом  весьма ограничены. Любой спутник-съемщик  всегда должен рассматриваться с  учетом параметров его орбиты.

По  характеру покрытия земной поверхности  космическими снимками выделяют одиночное  фотографирование,  маршрутную,  прицельную и глобальную съемки.

Одиночное (выборочное) фотографирование выполняется  космонавтами ручными камерами. Снимки получаются перспективными со значительными  углами наклона.

Маршрутная  съемка земной поверхности производится вдоль трассы полета спутника. Ширина полосы съемки зависит от высоты полета и угла обзора съемочной системы. Для увеличения полосы обзора практикуют «веерную» съемку – поперек направления  полета двумя или тремя съемочными системами высокого разрешения.

Прицельная (выборочная) съемка предназначена  для получения снимков специально заданных участков земной поверхности  в стороне от трассы.

Глобальную  съемку производят с геостационарных  и полярно-орбитальных спутников.  Четыре-пять геостационарных спутников  на экваториальной орбите обеспечивают практически непрерывное получение  мелкомасштабных обзорных снимков  всей Земли (космическое патрулирование) за исключением полярных шапок.

Более детальная глобальная съемка производится с полярно-орбитальных спутников.

Существует  несколько разновидностей космических  съемок, обусловленных различным  назначением спутников и разнообразием  съемочных систем.

Из  систем, предназначенных для съемок из космоса, наиболее перспективными признаются оптико-электронные многозональные стереосканеры и радиолокаторы с синтезированной длиной антенны. При этом, при радиолокационной съемке многозональный принцип,  являющийся в современном аэрокосмическом зондировании основным,  реализуется использованием нескольких длин радиоволн (частот) СВЧ – диапазона (многочастотная съемка) и разной поляризации зондирующего излучения (поляризационная съемка). Кроме того, детальные стереоскопические снимки, получаемые с космических высот длиннофокусными оптико-электронными сканерами, оказались пригодными для метрической характеристики рельефа земной поверхности, представляемой в виде изолинейных карт или цифровых моделей рельефа. Выполняемая для этого стереоскопическая съемка имеет несколько вариантов: одновитковая (однопроходная) съемка, когда перекрывающиеся стереопары снимков получают при разных направлениях оптической оси (конвергентная съемка «вперед—назад»); двухвитковая стереосъемка с поперечным перекрытием снимков с соседних витков при отклонении оптической оси в сторону. К конвергентной съемке относится и так называемая многоракурсная (веерная) съемка, при которой многоугловой сканер ведет съемку вдоль маршрута «вперед—назад», получая одновременно несколько перспективных снимков с различными углами наклона.

 

1.2. Аэрометоды

 

Их  физические свойства могут регистрироваться с воздуха в разных зонах спектра  электромагнитных волн на различных  по типу приборах. Исходя из этого, их подразделяют на аэрофотографические, применяемые во всей видимой части спектра (0,4—0,8 мкм) и в ближней инфракрасной (0,8—1,1 мкм), фотоэлектронные, рассчитанные на использование узких зон в тех же частях спектра и в ультрафиолетовых (0,01—0,4 мкм), дальних инфракрасных (1,2—25 мкм) и радиоволновых (от 1 мм до нескольких м) лучах; аэрогеофизические, основанные на регистрации гамма-излучения Земли и параметров её физических полей; аэровизуальные, ограниченные видимой частью спектра.

Первый  этап заключается в аэросъёмке местности  с фиксацией данных на аэроснимках в виде фотографий или регистрограмм, второй этап — в изучении содержания, т. е. дешифрировании, аэроснимков и соответстветствующих измерениях, осуществляемых преимущественно способами фотограмметрии. Наибольшая информация об объектах и явлениях на основе аэрометодов может быть получена, когда они взаимно дополняют друг друга с учётом их особенностей и существа поставленной задачи. Например, весьма эффективно комбинирование аэрофотографических и фотоэлектронных методов при топографической съёмке; аэрофотографических, фотоэлектронных и аэрогеофизических — при геологической съёмке и поисках полезных ископаемых.

Аэрометоды могут применяться как самостоятельно, так и преимущественно в комплексе с наземными методами исследования и картирования местности. В частности, при топографическсих работах — в сочетании с геодезическими определениями, при геологических — с изучением обнажений горных пород, бурением и т. д.

 

1.2.1. Аэровизуальные  наблюдения

 

Аэровизуальные  наблюдения выполняются с летательных аппаратов визуально (непосредственно или с помощью биноклей); предназначены главным образом для обследования труднодоступных районов, ускорения и облегчения экспедиционных работ на местности. Аэровизуальные наблюдения дают возможность изучать объекты не только в их плановом изображении с одним заданным уменьшением, как на аэроснимках или картах, но и в любом ракурсе и наиболее выгодном масштабе. При аэровизуальных наблюдениях на открытых пространствах различимы объекты, размеры которых превышают 1:500 от высоты полёта, а контрастные объекты — даже 1:1000. Для аэровизуальных наблюдений применяют преимущественно вертолёты, сочетая общий обзор по маршрутам с детальным осмотром объектов. Высота и скорость полёта при аэровизуальных наблюдениях определяются задачей работы, природой изучаемых объектов (их угловыми размерами и оптическими контрастами) и свойствами наблюдателя (в частности, натренированностью, знанием района и т. д.). Для топографических целей средняя высота полёта устанавливается 200—300 м, скорость 60—80 км/ч.

Результаты  аэровизуальных наблюдений по ходу полёта фиксируются в виде пометок на маршрутных схемах или материалах аэрофотосъёмки, записей и зарисовок на движущихся бумажных лентах, звукозаписей на магнитофоне, бортовых фотографий малоформатными камерами, нанесением объектов на карты с помощью визирных устройств. Аэровизуальные наблюдения могут иметь как рекогносцировочный характер (например, при разведке ледовой обстановки, выявлении промысловых животных, пожаров, контроле транспортных потоков), так и предназначаться для планомерного обследования картографируемой территории при лесотаксационных и геологических работах, различных инженерных изысканиях и топографических съёмках. В последнем случае Аэровизуальные наблюдения комбинируют с дешифрированием аэроснимков, главным образом в целях изучения камерально не распознаваемых мест и выявления не запечатленных на аэроснимках существенных объектов.

 

1.2.2. Дешифрирование

 

Один  из методов изучения местности по её изображению, полученному посредством  аэросъёмки. Заключается в выявлении и распознавании заснятых объектов, установлении их качественных и количественных характеристик, а также регистрации результатов в графической (условными знаками), цифровой и текстовой формах. Дешифрирование имеет общие черты, присущие методу в целом, и известные различия, обусловленные особенностями отраслей науки и практики, в которых оно применяется наряду с другими методами исследований.

Для получения аэроснимков с наилучшими для данного вида дешифрирования, информационными возможностями определяющее значение имеют учёт при аэрофотографировании природных условий (облика ландшафтов, освещённости местности), размерности и отражательной способности объектов, выбор масштаба, технических средств (тип аэроплёнки и аэрофотоаппарата) и режимов аэросъёмки (лётносъёмочные и фотолабораторные работы).

Эффективность дешифрирования, т. е. раскрытия содержащейся в аэроснимках информации, определяется особенностями изучаемых объектов и характером их передачи при аэросъёмке (дешифровочными признаками), совершенством методики работы, оснащённостью приборами и свойствами исполнителей дешифрирования. В ряду дешифровочных (демаскирующих) признаков различают прямые и косвенные (нередко с выделением комплексных). К прямым признакам относят: размеры, форму, тени собственные и падающие (иногда их считают косвенным признаком), фототон или цвет и сложный признак — рисунок или структуру изображения. К косвенным — указывающие на наличие или характеристику объекта, хотя он и не получил непосредственного отображения на аэроснимке в силу условий съёмки или местности. Например, растительность и микрорельеф являются индикаторами при дешифрировании задернованных почв.