岩性与构造控矿特征遥感信息提取与分析——以东天山铜矿区为例

利用卫星数据快速提取矿化岩性信息，是目前矿产资源勘查的重要技术手段之一。文章以新疆东天山土屋斑岩型铜矿区为研究区，基于该地区出露岩体相关矿物的可见光近红外波段(VNIR)至短波红外波段(SWIR)的光谱特征分析，对ASTER多光谱包括以热红外(TIR)波段在内的全谱域数据进行处理，分别采用主成分分析(PCA)、波段比值(BR)、矿物指数算法识别和提取了研究区地表侵入体的岩性信息。同时，对ASTER 15 m DEM数据进行E-W方向滤波处理，提取和解译出土屋矿区控矿断裂构造信息，结合岩性信息分析控矿条件。最后，对遥感信息提取结果分别进行了矿物镜下与野外验证。     

遥感岩性信息提取的基础和技术研究进展

遥感技术的发展与地物光谱特征的研究密不可分。从光谱遥感岩矿识别基础与识别技术方法两方面阐述了光谱遥感的研究进展。在技术方法方面,主要从多光谱与成像光谱以及遥感与航空放射性信息集成等方面,分析利用光谱特征进行岩石矿物识别的研究进展及其潜力与可行性。     

基于优化N-FINDR算法的高光谱遥感影像矿物识别

为了提高矿物识别的精度,利用高光谱遥感数据,运用线性光谱混合模型（LSMM）和优化的N-FINDR算法对Cuprite地区的AVIRIS和HYMAP数据进行端元提取,并进行矿物精细分类识别。实验表明：线性光谱混合模型易于操作,优化的端元提取算法优于传统交互式端元提取,可用于矿物成分的精细识别。     

高光谱遥感矿物识别方法研究

随着高光谱矿物识别方法的不断发展,使得高光谱遥感技术在地学领域的应用由定性分析到定量识别成为可能,也为今后开展成像光谱遥感数据的广泛应用做好了技术准备。依据对谱形特征研究角度的不同,把矿物识别方法分为基于特征谱带和基于完全波形特征,并针对这些方法的特点、存在问题及适用场合进行分析,提出进一步需要开展的工作:深入分析和研究岩矿物化属性与光谱特征的相关性;进一步完善遥感岩矿混合光谱数值模拟与分析技术;加强高植被覆盖区岩石矿化蚀变信息提取方法研究。     

武夷德化-尤溪-永泰矿集区遥感解译与光谱特征分析

德化-尤溪-永泰矿集区位于武夷山成矿带南端,已发现多处与火山-次火山作用有关的热液型矿床。本次研究通过遥感影像解译来分析矿集区内断裂、火山机构等构造特征,通过遥感蚀变信息、岩矿光谱特征研究和蚀变矿物填图,提取矿集区主要蚀变矿物信息,探索蚀变矿物组合及分布特征。遥感影像解译表明,本区以NE向断裂带为主,为矿区火成岩喷溢和矿液上升提供了通道,控制着矿脉和岩脉的产出。遥感蚀变信息提取揭示,矿集区羟基和铁染蚀变具有分布规律性,主要分布在西部沿NE向断裂走向蚀变区、中部环绕雷潭－安村火山机构的蚀变区和东北部环绕和顺火山机构的蚀变区,对矿体分布具有一定的指示意义。岩矿光谱识别表明,矿集区主要蚀变矿物类型有蒙脱石、伊利石、多硅白云母、绿泥石、硬石膏等。在此基础上,进一步构建了邱村金矿蚀变分带模型,伊利石+多硅白云母的蚀变组合位于主矿体附近,而蒙脱石+硬石膏的蚀变组合则位于主矿体边缘,对于区域找矿方向具有指示意义。     

智能矿山中的岩矿光谱智能感知技术与研究进展

随着新时代背景下的大数据、云计算、人工智能等先进技术的兴起,我国矿山正在由过去的机械化、数字化发展阶段逐步向智能化阶段迈进,智能化矿山或智慧矿山应运而生。传统的岩矿测试方法由于存在工作量大、效率低、周期长等缺陷,已成为智能矿山建设的瓶颈,研发新的岩矿测试技术已成为现代智能矿山建设的必由之路。在分析目前岩矿测试技术现状及存在问题的基础上,提出了基于光谱分析的岩矿智能感知技术,简称岩矿光谱智能感知技术。该技术具有原位测试、非接触、周期短、工序简单、经济高效和智能化特点,并可以识别矿岩中不同矿物的成分及其含量。结合课题组的科研实践,分析了该技术目前发展现状,指出加强岩矿光谱库建设、完善和发展现有光谱分析算法、提高光谱理论研究水平,从而提高岩矿识别与定量分析精度,将是未来科研工作的主方向,加强软硬件的集成化研究和应用化研究则是该技术落地的关键所在。     

基于特征光谱的矿物组分提取：以新疆包古图斑岩铜矿钻孔岩芯样品分析为例

为研究包古图斑岩铜矿的矿床模型,文章引入基于特征光谱的矿物组分快速提取方法对岩芯样品的光谱进行蚀变矿物含量提取。该方法是将光谱曲线每个吸收峰近似为三角形,提取三顶点数值(波长与反射率)。假设每个顶点反射率为纯矿物光谱的线性叠加,结合含量来建立等式。以美国地质调查局矿物光谱库光谱为端元光谱。通过解方程组获取矿物组分。将提取出的钾化、石英—绢云母化和青磐岩化三种蚀变生成柱状图,结合实地测量的铜元素含量柱状图进行对比分析,总结出包古图斑岩铜矿垂向上的蚀变分带规律和铜矿化的分布规律。基于特征光谱的矿物组分快速提取方法可有效提取感兴趣的蚀变矿物,在矿床研究中具广泛应用前景。     

基于深度学习的螺旋选矿机矿物分带图像特征信息提取方法研究

螺旋选矿机是一种流膜重力选矿设备,目前其产品的截取是通过工人观察矿物分带并根据精矿与尾矿的分割位置调节截取器的分矿块到相应的位置以实现对精矿的准确截取,获得合格的精矿产品。由于每个工人的经验和技术水平不一样,难以保证获取的矿带位置信息和操作的准确性,而容易造成选矿指标的波动。为了准确、快速、自动地获取螺旋选矿机矿物分带的位置信息,本文针对螺旋选矿机矿带分界模糊、识别难度大等难题,提出了一种优化的Canny边缘检测算法和基于深度学习的HED (Holistically-Nested Edge Detection)边缘检测算法,并分别对螺旋选矿机矿物分带图像进行了矿带分割位置提取试验。试验结果表明,基于深度学习的HED算法优于传统的边缘检测算法,其识别的精度可以满足生产中对螺旋选矿机矿带分割特征信息识别的要求。     

基于端元提取的高光谱影像特定目标识别

高光谱遥感影像中特定目标的识别与提取实际上是从背景图像中有效提取所需目标的过程。“纯净”波谱终端单元（端元,Endmember）选择的结果能有效地描述只含有单一纯粹物质的像元点。高光谱处理技术能够基于真实的物理模型进行波谱提取、比较分析、识别目标。结合AVIRIS高光谱影像实例,分析了高光谱遥感影像n维空间里的单形体理论,运用影像灰度值定标可为反射率、最小噪声分离（MNF）、纯净像元指数（PPI）、终端单元选择、n维散度分析、波谱角度度制图（SAM）等高光谱数据处理技术实现对特定目标的识别与提取。     

基于光谱曲线相似度的可见光-近红外波段辉钼矿主矿物分布特征快速识别方法研究

矿石中矿物组成及其嵌布特征与破碎磨矿效果关系密切，识别矿石的主矿物分布特征可以实现对选矿给料的合理分配，但常规的化学检测及物相分析需要一定的时间周期，导致原矿数据采集滞后。本文尝试将光谱成像数据分析方法应用于原矿矿石的矿物组成及分布特征快速识别，为矿石性质的原位测试提供基础。以辉钼矿矿石为研究对象，制备岩石薄片样品，确定主要矿物组分并采集样品的高光谱数据，分析石英、钾长石、黄铁矿、黑云母的光谱曲线特征；计算豪斯多夫距离与欧氏距离，通过光谱曲线相似度计算识别不同种类矿物并考察其空间分布特征。研究结果表明：石英、钾长石、黄铁矿、黑云母等矿物在可见光-近红外波段内（400～1 000 nm）可以采用光谱曲线相似度算法对光谱曲线间的差异性进行量化，实现矿石种类的有效区分，进而通过统计分析获得矿石中主矿物的颗粒团块粒径大小及其空间分布。两种算法的计算结果具有一定的一致性，但相比较而言，欧氏距离在识别微细颗粒时具有更高的精度。本文研究成果丰富了矿石原矿性质分析方法，为矿山改进矿石加工工艺、实现节能增效提供了依据。     

地下水化学组分存在形式及其SI值计算

地下水化学组分形式主要为络阴离子和单一离子,但络合物也是地下水化学组成不可忽视的存在形式。络合物的存在对饱和指数SI值具有重要影响。     

络合物对水-岩作用SI模型计算的影响程度分析

饱和指数SI是反映水环境中矿物溶解—沉淀状态的重要参数,而水溶液中络合物的存在对SI值有很大的影响。但从微观角度而言,络合物的形成满足一定的络合平衡条件,因此正确计算络合物的含量,可提高水—岩作用SI模型的计算精度。依据化学热力学的基本理论,作者编写了计算SI值的Fortran程序,选用离子强度作为控制变量描述络合物对SI值的影响程度,结合某工程实例,证明该模型具有很好的稳定性和计算精度。     

某铀尾矿库下游地下水中U形态特征研究

以某铀尾矿库下游地下水为研究对象,分析该地下水水化学成分的基础上,采用PHREEQC软件模拟在不同pH值、pe值条件下U赋存形式及饱和指数(SI)间的变化关系。结果表明:研究区地下水中U主要以UO_2(CO_3)_3~(4-)、UO_2(CO_3)_2~(2-)、UO_2CO_3、(UO_2)_2CO_3(OH)_3~-、UO_2(OH)_2、UO_2(OH)_3~-等形态存在,其中UO_2(CO_3)_3~(4-)所占比例最大,平均高达87.64%。pH值是影响铀存在形态的重要因素,UO_2CO_3在pH=5时含量最高,在pH>5后,UO_2CO_3、UO_2SO_4和UO_2~(2+)含量逐渐下降;UO_2(CO_3)_2~(2-)在pH=6时达到峰值后随pH值增加而递减,在pH>6后具有高络合常数的UO_2(CO_3)_3~(4-)占绝对优势。随着pe值的增加,U~(6+)摩尔浓度不变,而U~(4+)浓度增加。SI结果显示,在该研究区水文地球化学背景下,随着pH值、pe值的改变,地下水中的UO_2SO_4、UO_2CO_3、UO_2(OH)_2均处于溶解状态。     

地浸采铀碳酸钙结垢主要影响因素研究

本文介绍了CO2+O2地浸中结垢的形成机理、危害与主要处理办法,提出了结垢的主要影响因素为钙离子浓度、碳酸氢根浓度与pH值。使用SI饱和指数法预测了某铀矿床地浸采铀过程中结垢的产生过程,并通过化学分析确定了结垢的主要成分为碳酸钙。从理论上提出了适宜的处理措施,即向浸出剂中加入一定浓度的CO2,降低其pH,改变了结垢产生的化学条件,促使碳酸钙逐渐溶解。现场试验使用后,钻孔的注液量得以恢复,取得了良好的效果。     

矿物表面疏水性在糊精吸附过程中的作用

采用吸附量测定及光电子能谱技术研究了糊精在改性的石英表面和金红石表面的吸附机理。发现糊精并不像文献中所报道的因疏水键合作用而吸附，而是通过与矿物表面金属羟基络合物作用而吸附，因此其吸附最随溶液ｐＨ值而变化。矿物表面疏水性在糊粗吸附过程中不起主要作用，但有提高精吸附同作用。     

AB类协萃体系(HTTA DBBP)萃取硫氰酸铀酰机理研究

本文研究二元异类螯合、中性络合协萃体系AB类(HTTA DBBP),从硫氰酸底液中萃取U(VI)的机理。实验中用等摩尔系列法测定协同萃取图,单浓度递度的斜率法测定了铀的混配给合物成为UO_2(TTA)_2(DBBP)及UO_2(TTA)_2(DBBP)_2。求得二元协萃平衡常数logK_(201)=4.53,logK_(202)=7.38(平均值)。     

巷道围岩化学加固理论及其实践

在工程实践和理论分析的基础上，论述了破碎巷道围岩化学加固机理，并介绍了化学加固材料及围岩加固方法，进而分析了采用化学加固技术加固破碎巷道围岩的实际工程效果，采用平孔压注法加固煤帮、斜孔压注法加固破碎顶板，提高了围岩的完整性和稳定性，加固效果十分显著。     

原地浸出采铀地球化学动力学模型研究

在介绍原地浸出采铀水动力学模型、化学动力学模型及溶质运移模型的基础上，较详细地讨论了原地浸出采铀地球化学动力学模型的建立方法；运用建立的地球化学动力学模型对原地浸出采铀时流线特征进行了分析，同时介绍了运用地球化学动力学模型定量评价矿床水文地质条件的方法。     

磨矿环境对黄铁矿矿浆化学性质及浮选行为影响的研究

研究了磨矿环境对黄铁矿磨矿矿浆化学性质及后续浮选的影响。结果表明:在湿磨条件下,采用瓷介质磨矿时,黄铁矿的矿浆化学性质主要受局部电池作用的影响;采用铁介质磨矿时,同时存在黄铁矿、铁介质自身局部电池的作用和铁介质与黄铁矿之间伽伐尼电偶的作用。在干磨条件下,黄铁矿矿浆的化学性质主要受机械力化学作用的影响。黄铁矿经磨矿后的可浮性由强到弱的顺序为:干式瓷磨>干式铁磨>湿式瓷磨>湿式铁磨。     

某金矿氰化浸出液的树脂和活性炭吸附试验研究

采用强碱性阴离子树脂从云南某金矿氰化浸出液中吸附金、银和铜离子络合物,不仅金的吸附率高,而且银和铜离子的吸附率分别达到98.52%和99.88%。铜离子不仅严重地影响活性炭吸附银和金的络合物、银的吸附率很低,而且还显著地增加氰化物用量、影响尾液的循环利用,在缺水的地方,这种不利的影响更加明显。因此,树脂吸附工艺对于提高银的吸附率、降低氰化物用量、综合利用尾液中的有价组分(氰化物、碱金属铜、石灰和水等)具有重要的实际价值。