Ứng dụng phương pháp quang phổ vật viễn thám - Công nghệ hiện đại trong thăm dò, khai thác khoáng sản

Tăng cường nguồn lực thực hiện công tác điều tra cơ bản địa chất; ứng dụng khoa học, công nghệ tiên tiến, hiện đại trong thăm dò, khai thác khoáng sản là một trong những nhiệm vụ, giải pháp được nêu ra tại Nghị quyết số 10-NQ/TW của Bộ Chính trị về định hướng chiến lược địa chất, khoáng sản và công nghiệp khai khoáng đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2045. Trong đó, nhấn mạnh việc ưu tiên bố trí ngân sách nhà nước kết hợp huy động và sử dụng hiệu quả các nguồn lực trong xã hội cho công tác điều tra cơ bản địa chất, khoáng sản, đánh giá tiềm năng khoáng sản phục vụ quy hoạch thăm dò, khai thác. Đồng thời, khuyến khích đầu tư, đổi mới đồng bộ công nghệ, thiết bị tiên tiến, hiện đại, thân thiện với môi trường cho công tác điều tra cơ bản tài nguyên địa chất, khoáng sản.

Vai trò của công nghệ viễn thám trong hoạt động thăm dò, khai thác khoáng sản

Công nghệ viễn thám là một trong những phương pháp giúp quản lý và giám sát các hoạt động khai thác một cách chặt chẽ hơn. Công nghệ viễn thám kết hợp với công nghệ GIS hiện nay được đánh giá là giải pháp công nghệ hiệu quả nhất trong việc quản lý và hoạt động khai thác khoáng sản; với các ưu điểm của dữ liệu viễn thám như độ phủ trùm không gian của dữ liệu rộng, cung cấp các thông tin phục vụ giám sát sự biến đổi qua nhiều thời kỳ, cung cấp nhiều thông tin chuyên đề thông qua các thông số về đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng lớp phủ trên mặt đất,…

Hiện nay, ứng dụng viễn thám trong quản lý và hoạt động khai thác khoáng sản đã được áp dụng rộng rãi trong ngành khai thác khoáng sản. Các công nghệ này bao gồm hình ảnh vệ tinh, LIDAR và RADAR, và đang giúp cho doanh nghiệp quản lý và giám sát chặt chẽ các hoạt động khai thác. Quan sát từ xa trên bề mặt hành tinh bằng vệ tinh có thể áp dụng trong tất cả các giai đoạn của vòng đời khu mỏ.

Ảnh vệ tinh là phương tiện quan trọng hỗ trợ các dự án thăm dò khoáng sản. Phổ ứng dụng của họ khá rộng. Chúng cung cấp cho các nhà địa chất và đội thực địa thông tin về sự hiện diện của các con đường, vết đất, hàng rào,... Nói cách khác, hình ảnh vệ tinh là cơ sở để lập bản đồ che phủ đất. Đó là điều cần thiết để lập bản đồ các tuyến đường tiếp cận tiềm năng đến các khu vực đã khám phá và xem xét tác động của một dự án lớn đối với môi trường. Giám sát từ xa dựa trên vệ tinh giúp đơn giản hóa và tăng tốc độ thăm dò địa chất ở những nơi khó tiếp cận. Ví dụ, ở châu Âu, các mỏ chất lượng cao gần như cạn kiệt, vì vậy các chuyên gia phải tìm kiếm các mỏ mới ở các vùng sâu vùng xa. Các bản đồ vệ tinh cũng rất hữu ích để phát hiện các lớp đá lộ thiên và phong hóa cũng như giám sát thảm thực vật trong các khu vực thăm dò.

Giám sát các hố lộ thiên (nằm trên mặt đất) trong quá trình khai thác là một trường hợp sử dụng khác cho dữ liệu vệ tinh. Ví dụ: Phân tích hình ảnh radar từ Sentinel 1 để theo dõi độ ổn định của độ dốc và những thay đổi hàng tháng ở các phần cảnh quan nơi diễn ra hoạt động khai thác (nghĩa là xác định kích thước của kho dự trữ. Mục tiêu của việc giám sát như vậy là để đảm bảo an toàn cho người lao động bằng cách phát hiện kịp thời các vấn đề tiềm ẩn và báo cáo với ban quản lý mỏ để có biện pháp xử lý trước khi dẫn đến tai nạn. Hình ảnh vệ tinh đa phổ được sử dụng để phục hồi (khôi phục vùng đất sau khai thác về trạng thái giống tự nhiên) của các khu vực miền núi vì chúng cho phép theo dõi trạng thái của thảm thực vật và cái gọi là thoát nước axit (dòng nước axit chảy ra từ quặng sắt và than đá) mỏ).

Dữ liệu thu được cho phép theo dõi phản ứng của thảm thực vật đối với các yếu tố căng thẳng với độ phân giải không gian và thời gian cao. Do đó, dữ liệu hình ảnh là cơ sở để cải thiện quản lý tái tạo. Viễn thám vệ tinh và phân tích hình ảnh cũng rất hữu ích, do khả năng canh tác hoặc các hoạt động kinh tế khác trên các vùng đất sau khi khai thác. Lượng bức xạ mặt trời mà một khoáng chất cụ thể phản xạ, truyền và tán xạ do thành phần hóa học của nó là duy nhất. Nó giống như dấu vân tay của con người và được gọi là chữ ký quang phổ. Chữ ký quang phổ của khoáng chất có thể được xác định từ không gian bằng cách đo các dao động nhỏ trong độ dài của sóng điện từ với sự trợ giúp của vệ tinh.

Những máy này cho phép chụp các vùng lãnh thổ quan tâm từ không gian và giải thích các hình ảnh được chụp ở các phần của quang phổ bên ngoài phạm vi nhìn thấy được. Ví dụ: Dữ liệu về bức xạ hồng ngoại và sóng ngắn được sử dụng để xác định các đặc điểm cấu trúc của bề mặt Trái đất. Các công nghệ viễn thám giúp quản lý tốt hơn các vùng khai thác bằng cách cung cấp thông tin về độ sâu của các hố khoan, kích thước và hình dạng của các mỏ và các con đường khai thác. Ngoài ra, các hình ảnh vệ tinh cũng cung cấp thông tin về khối lượng và chất lượng khoáng sản trong khu vực khai thác. Các kết quả giám sát được báo cáo kịp thời có bản đồ, số liệu và hình ảnh thực tế kèm theo. Viễn thám giúp giám sát chặt chẽ các hoạt động khai thác và quản lý tài nguyên của mình một cách hiệu quả. Ngoài ra, viễn thám còn giúp đưa ra quyết định chính xác và nhanh chóng về các hoạt động khai thác của mình.

Thúc đẩy ứng dụng phương pháp quang phổ khoáng vật viễn thám tại Việt Nam

Bên cạnh các công nghệ viễn thám kể trên, phương pháp quang phổ khoáng vật viễn thám hiện cũng đang được áp dụng tại một số quốc gia và đang được nghiên cứu, xem xét tại Việt Nam. Thông tin từ Cục Địa chất Việt Nam cho biết, kết quả công tác điều tra, đánh giá, thăm dò khoáng sản đã thực hiện đến nay cho thấy nước ta có nguồn tài nguyên khoáng sản khá đa dạng và phong phú với trên 5000 mỏ, điểm quặng của 60 loại khoáng sản khác nhau; có một số loại khoáng sản quy mô trữ lượng đáng kể, tầm cỡ thế giới, có ý nghĩa chiến lược và là nguồn lực để phát triển KT-XH đất nước. Việt Nam đã và đang đẩy mạnh ứng dụng khoa học công nghệ hiện đại trong công tác thăm dò khoáng sản, và phương pháp Quang phổ khoáng vật viễn thám là một phương tiện hiện đại được nghiên cứu để áp dụng khảo sát, thăm dò và đánh giá tài nguyên của các loại khoáng sản tại nước ta.

Được biết, phương pháp này sử dụng các cảm biến vệ tinh từ xa để đo lường phản xạ ánh sáng từ các khoáng vật trên bề mặt trái đất, từ đó xác định vị trí và trữ lượng của các loại khoáng sản tiềm năng. Với lợi ích vượt trội hơn rất nhiều so với các phương pháp khảo sát khoáng sản truyền thống, phương pháp quang phổ khoáng vật viễn thám mang lại nhiều lợi ích vượt trội. 

Các chuyên gia đã đánh giá rằng, phương pháp quang phổ khoáng vật viễn thám là một bước tiến lớn trong công nghệ dò tìm khoáng sản. Hiện tại, mới chỉ có một đơn vị doanh nghiệp là đối tác duy nhất sở hữu công nghệ này tại Việt Nam và khu vực Đông Nam Á. Công nghệ này đã được áp dụng thành công tại nhiều quốc gia trên thế giới như: Mỹ, Trung Quốc, Indonesia,... Đặc biệt, vào tháng 1/2023, công nghệ này đã giúp phát hiện ra mỏ Niken có trữ lượng khá lớn tại Indonesia.

Thông tin từ Bộ TN&MT cho biết, phương pháp này nếu được ứng dụng ở Việt Nam sẽ rất hiệu quả, vì chi phí thực hiện thăm dò sử dụng phương pháp này thấp hơn so với các phương pháp thăm dò truyền thống, đồng thời Quang phổ khoáng vật viễn thám còn hỗ trợ khảo sát khoáng sản trên diện rộng, cả các khu vực hẻo lánh và khó tiếp cận. 

Với nhiều lợi ích vượt trội so với phương pháp khảo sát truyền thống, phương pháp Quang phổ khoáng vật viễn thám mang lại nhiều tiện ích như khả năng khảo sát trên diện rộng nhanh chóng, tiết kiệm thời gian và chi phí. Cung cấp thông tin chi tiết về thành phần khoáng vật, giúp đánh giá trữ lượng chính xác. Giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường so với phương pháp khai thác truyền thống. Áp dụng cho nhiều loại khoáng sản khác nhau bao gồm khoáng sản phi kim loại và kim loại, tài nguyên nước và dầu khí,... 

Với thế mạnh về tính khách quan, chính xác về địa hình địa vật, quan trắc và giám sát với chi phí thấp, công nghệ viễn thám nói chung và Quang phổ khoáng vật viễn thám nói riêng đã được ứng dụng phổ biến, hiệu quả trên thế giới để quan trắc, thăm dò các mỏ khoáng sản. Đặc thù thông tin từ tư liệu viễn thám rất nhạy cảm và chính xác, vì vậy, việc kết hợp giữa ảnh viễn thám và các dữ liệu được tổng hợp nhờ viễn thám trong hoạt động khai thác khoáng sản là điều kiện thuận lợi, hỗ trợ tích cực cho công tác thanh tra kiểm tra, dò tìm khoáng sản trong hoạt động khai thác khoáng sản.

HƯƠNG TRÀ
Nguồn: Tạp chí Tài nguyên và Môi trường số 23 (Kỳ 1 tháng 12) năm 2024