روش هوابرد فراطیفی

   استفاده از داده های هوابرد فراطیفی(Hyperspectral) در اکتشاف:
   همانگونه که واضح است اکتشاف موفق کانسارها نیاز به ابزار ها و روشهای متعدد دارد. نقشه های زمین‌شناسی، ژئوشیمی، ‌ژئوفیزیک، دورسنجی و ... بخش مهمی از اطلاعات مورد نیاز را فراهم می‌سازند. ‌نقشه های دگرسانی حاصل از مطالعات دورسنجی یکی از حلقه های مهم عملیات اکتشافی به شمار می‌رود. این نقشه ها بهترین ردیاب کانسارها خصوصا کانسارهای ناپیدا در سطح، فرسایش یافته(مثلا اکسید شده) و با عیار سطحی کم می‌باشند.

    به عنوان نمونه شناسایی هماتیت و یا رس‌های درجه حرارت بالا در اکتشاف کانسارهای مس پورفیری و طلای اپی‌ترمال کاملا کلیدی است. تهیه این نقشه ها با دقت بالا توسط عملیات نمونه‌برداری صحرایی و آنالیز کانی‌شناسی(XRD) روشی فوق العاده پرهزینه و در سطح وسیع تقریبا غیرممکن می باشد. لذا استفاده از ابزارهای نوین اکتشافی مانند داده‌های فراطیفی، ‌می تواند وسیله‌ای برای رسیدن به این هدف باشد. زیرا بدین ترتیب علاوه بر دقت بسیار بالا، ‌در وقت و هزینه نیز صرفه جویی می‌شود.

   سنجنده‌های فراطیفی هوابرد(Airborne Hyperspectral sensor) امروزه در اکتشاف مواد معدنی در جهان بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. ‌این سنجنده‌ها بر روی هواپیماهای سبک یا حتی در برخی موارد بر روی هلی‌کوپتر قابل نصب بوده و با توجه به ارتفاع کم پرواز از دقت بسیار زیادی نسبت به سنجنده‌های نصب شده در ماهواره‌ها برخوردار هستند.

    یکی از معروفترین این سنجنده‌ها، سنجده بسیار پیشرفته DEBEERS HYPERSPECTRAL SCANNER) DBHS) متعلق به شرکت بزرگ اکتشافی DEBEERS است که توان اخذ 96 کانال اطلاعات در طول موج‌های مرئی و مادون قرمز نزدیک و دور را به صورت همزمان دارد. ‌تعداد کانال‌های ثبت کننده امواج بازتابی در این سنجنده بسیار بیشتر از دو سنجنده لندست و ASTER بوده و در بازه طیفی 2000 تا 2500 نانومتر، 32 کانال طیفی را برداشت می‌نماید که این میزان اطلاعات طیفی امکان تشخیص و طبقه بندی کامل انواع کانی‌ها و مواد معدنی دگرسان را به صورت جزیی و دقیق فراهم می‌سازد.

   بنابراین سنجنده DBHS با 96 کانال بهترین ابزار برای مقاصد زمین‌شناسی – معدنی است. زیرا نسبت بالای سیگنال به نویز آن مبین طیف‌های با کیفیت عالی است که حتی می توان از لیتولوژی‌ها و واحدهای تیره رنگ نیز امواجی را ثبت کرده و آنها را تفسیرکرد. ‌این داده‌های طیفی با کیفیت بالا نه تنها برای تعیین تیپ کانی‌ها از نظر شکل طیف، ‌از کیفیت کاملا بالایی برخوردارند، بلکه می توان از آنها برای شناسایی تغییرات جزیی ترکیب شیمیایی و نیز تغییرات ناشی از تبلور کانی‌ها استفاده کرد که به هنگام شناسایی و درک زون‌های دگرسانی هیدروترمال از عوامل اصلی به شمار می‌آیند. لذا این اطلاعات طیفی بسیار غنی، خود به تنهایی امکان تشخیص و شناسایی بسیاری از مواد معدنی و دگرسان را به کارشناسان می‌دهد.

    قابلیت بسیار بالای این سنجنده امکان نقشه برداری بیش از 1300 کیلومتر مربع از سطح زمین را با قدرت تفکیک مکانی 5 متر، ‌در هر روز فراهم نموده و داده‌های اخذ شده تنها طی چند روز مورد پردازش و آنالیز قرار گرفته و منجر به تهیه نقشه‌های بسیار دقیق آلتراسیون و تشخیص پتانسیل معدنی شود.
   این بدان معنی است که می‌توان با استفاده ازاین سنجنده، ‌سطح بسیار وسیعی از یک منطقه اکتشافی بزرگ را در زمان بسیار کوتاهی ‌با قدرت تفکیک بسیار خوب( 3 تا 5 متر) برداشت نموده و مورد پردازش قرار داد و بلافاصله با تجزیه و تحلیل داده‌ها، محل کانسارهای احتمالی با ارزش را شناسایی کرد. به بیان دیگر هیچ فن‌آوری دیگری قادر به تامین چنین اطلاعات معدنی با جزئیات بسیار دقیق در زمان کوتاه نمی‌باشد.

   از دیدگاه نمونه‌برداری می‌توان این قابلیت را بدان معنا دانست که از هر 25 متر مربع سطح زمین یک قرائت و بازتاب طیفی (نمونه برداری) انجام می‌گیرد. بنابراین می‌توان آن را با عملیات صحرایی مقایسه کرد که از هر مربع 5 در 5 متر روی زمین یک نمونه برداشت می گردد.
   بعلاوه با تلفیق و آنالیز این داده‌ها با سایر لایه‌های اطلاعاتی دیگر مانند زمین‌شناسی، ‌زمین‌شناسی ساختمانی، ژئوشیمی، ‌ژئوفیزیک و ... می‌توان با دقت بسیار بالایی نسبت به تفکیک و شناسایی مواد و کانی‌های دگرسان و راهنما در اکتشاف مواد معدنی نظیر طلا، ‌نقره، ‌فلزات پایه، حتی الماس، کانی‌های غیر فلزی و بسیاری دیگر از مواد معدنی با ارزش اقدام نمود.

    ‌بنابراین می توان گفت این فن آوری و تکنولوژی نو انقلابی بزرگ در پی‌جویی و اکتشاف مواد معدنی و حتی نفت و گاز در جهان بوجود آورده است. زیرا بسیاری از شرکت‌های اکتشافی معتبر جهان از این فن آوری در صنعت معدن و اکتشاف استفاده می‌نمایند.
   لازم به ذکر است اساس این روش مانند سایر متد‌های سنجش از دور، ‌این است که مواد و کانی‌ها بر اساس ساختمان داخلی و پیوندهای مولکولی خود ‌بشکلی منحصر به فرد طیف الکترومغناطیسی را جذب یا منعکس می‌کنند. لذا با استفاده از روش‌های تصویری و جمع آوری طیف الکترومغناطیسی(مثلاً در محدودهُ 5/0 تا 5/2 میکرومتر) و تعبیر و تفسیر آنها، نقشه پراکندگی کانی‌ها در مقیاس وسیعی تهیه می‌گردد.

   البته اسکنرهای جدیدتری مانند AVIRIS Scanner هم که قادر به ثبت امواج در تعداد بیشتری کانال می باشند‌(224 کانال بین 4/0 تا 45/2 میکرومتر) موجود هستند. به نظر می‌رسد کانال‌های اضافی، بیشتر در مطالعات کشاورزی و گیاهی کاربرد دارند.
   به طور کلی روش‌های فراطیفی هوابرد، اطلاعات دقیق و جزیی از پراکندگی گروه زیادی از کانی‌ها فراهم می‌سازد. ‌لذا نقاط امیدبخش کانی‌سازی با ضریب اطمینان بالاتر و دقت بیشتر ‌شناسایی می‌گردند. ‌با این حال نظر به محدودیت اسکنرها ‌استفاده از روش‌های فراطیفی محدود به شرکت‌های بزرگ بوده و لذا در سطح وسیع و عمومی کمتر استفاده می‌شود. بدین ترتیب کاربرد آن در مناطقی که سابقه اکتشافی آنها کم بوده و جدید هستند ‌منجر به تسریع عملیات اکتشاف و کاهش هزینه‌ها خواهد شد. زیرا در روش‌های سنتی و قدیمی ممکن است به علت زمان بسیار طولانی انجام عملیات پی‌جویی و اکتشاف مقدماتی و حتی تفصیلی و صرف بودجه‌های بسیار کلان، در ‌نهایت نتایج حاصله چندان رضایتبخش نباشد.

    همانگونه که ذکر شد شرکت‌های بزرگ اکتشافی مانند(Rio Tinto , Anglo Gold , Falconbridge) چند سالی است که از روش‌های فراطیفی در اکتشاف استفاده می‌کنند و موفق شده‌اند در مدت زمان کوتاهی تعداد بسیار زیادی مناطق امید‌بخش معدنی را در محدوده‌ای وسیع شناسایی کنند. ‌محققین علم اکتشاف نیز توانمندی این روش‌ها را با دقت آزموده و بر آن تاُکید داشته‌اند.
   بعنوان مثال (2003) Rowan et al از روش ASTER در شناسایی کانی‌های آلتراسیون آرژلیک پیشرفته در ناحیه کوپرایت نوادای امریکا استفاده نموده‌اند.
   در مطالعه دیگری (2003) Berger et al با استفاده از روش هوابرد طیفی به شناسایی کانسارهای مس پورفیری در ناحیه آریزونای امریکا پرداخته‌اند.
   مطالعات فراطیفی با مطالعات مغناطیس هوایی، نقشه‌های توپوگرافی و زمین‌شناسی رقومی و آثار ثبت شده کانی‌سازی‌ها می‌توانند تلفیق شوند و اطلاعات دقیق‌تری را در مورد نواحی پتانسیل دار معدنی ارائه دهند.

   در ناحیه مس پورفیری Red Mountain با استفاده از داده‌های فراطیفی نه تنها دگرسانی‌های کوارتز - سریسیت - پیریت، پیریت - آرژیلیک و پروپلتیک شناسایی شدند بلکه نقشه‌های آلتراسیون تهیه شده دقت بیشتری نسبت به نقشه هایی داشتند که توسط مطالعات صحرایی تهیه شده بودند.
   لذا پیشنهاد می‌گردد با توجه به مطالب ذکر شده و قابلیت‌های فراوان و منحصر به فرد داده‌های فراطیفی، ‌ارگان‌ها و سازمان‌های متولی تهیه نقشه‌های زمین‌شناسی و همچنین اکتشافات معدنی در کشور جهت معین ساختن وضعیت و توزیع منابع معدنی و کانسارهای موجود در مناطق اکتشافی با اطمینان از دقت و صحت نتایج حاصل از این فن‌آوری جدید و نوین در راستای بهبود وضعیت پروژه های اکتشافی در سطح ملی از لحاظ زمان اجرا، صرفه‌جویی در بودجه و بویژه کیفیت نتایج حاصله در مقایسه با سایر روش‌های سنتی و قدیمی، ‌استفاده بهینه بعمل آورند.
   اسپکتروسکوپی صحرایی با استفاده از PIMA:
   در این روش اطلاعات طیفی کانی‌ها از رخنمون‌های شناسایی شده از طریق نقشه‌های کانی‌شناسی تهیه شده از داده‌های هایپراسپکترال ‚‌به طور مستقیم در صحرا توسط دستگاه Portable Infrared Mineral Analyser) PIMA) که قابل حمل توسط زمین‌شناسان می باشد، جمع آوری می‌گردد. لذا اطلاعات دقیق‌تری از انواع کانی‌ها در محدوده‌های امید‌بخش حاصل از برداشت‌های فراطیفی، قابل دسترسی می‌باشد.

    PIMA خصوصا در شناسایی کانی‌های رسی قدرتمند می‌باشد و حتی در مواردی از روش‌های XRD نیز دقیق‌تر است. قابل ذکر است به محض برداشت اطلاعات فراطیفی و تفسیر آنها، ‌همزمان در صحرا هم نمونه برداری‌هایی انجام می‌شود و توسط دستگاه PIMA کانی‌های آن شناسایی می‌گردد.
   پس از شناسایی مناطق امیدبخش و انجام پروازهای مورد نیاز در مقاطع عمود بر روند عمومی محدوده‌های موردنظر، جهت کنترل زمینی بررسی‌های انجام شده و تایید، تعبیر و تفسیرهای حاصل از برداشت‌های فراطیفی، با استفاده از دستگاه Portable Infrared Mineral Analyser) PIMA) که قابل حمل توسط زمین‌شناسان می باشد، نمونه برداری‌های صحرایی به عمل آمده که در صحرا و بدون هیچگونه آماده سازی، تنها طی چند دقیقه ترکیب کانی‌شناسی(کمی وکیفی) نمونه بدست می آید.