Identificación y extracción de una mina de sílice en Sanbaidun, ciudad de Yumen.

La tecnología hiperespectral, al capturar las características espaciales de un objeto, dispersa cada píxel espacial para formar decenas o incluso cientos de bandas estrechas que proporcionan una cobertura espectral continua. Los datos espectrales resultantes se pueden visualizar mediante un cubo de imágenes, donde dos dimensiones representan el espacio y la otra el espectro. En este espacio tridimensional, que integra información espectral y espacial, se pueden obtener espectros continuos y espectros de características diagnósticas de las características del terreno. Esto permite la identificación directa de las características objetivo basándose en el conocimiento espectral y en información cuantitativa adicional sobre dichas características. En aplicaciones geológicas, las tecnologías de identificación de minerales y procesamiento de información se pueden clasificar en tres tipos principales: parámetros característicos de absorción diagnóstica individual, características de forma de onda completa y modelos de conocimiento espectral.

Fondo de mapeo mineral hiperespectral

Desde el lanzamiento del satélite estadounidense EO-1 en noviembre de 2000, su generador de imágenes hiperespectrales Hyerion, con un rango espectral de 400–2500 nm, 220 bandas, una resolución espectral de 10 nm, una resolución geométrica de 30 m y un ancho de imagen inferior de 7,5 km, se ha utilizado como fuente de datos de teledetección geológica. Sin embargo, su estrecho ancho de imagen dificulta su aplicación en una gran área, lo que limita su aplicación y promoción. El satélite GF-5 de mi país (lanzado en mayo de 2018) lleva una cámara hiperespectral visible-infrarroja de onda corta con un rango espectral de 400–2500 nm, una resolución espectral de 5 nm para el canal VNIR y 10 nm para el canal SWIR, una resolución geométrica de 30 m y un ancho de barrido de 60 km.

Las aplicaciones actuales demuestran que la obtención de imágenes hiperespectrales de la alteración de la superficie de las rocas es altamente efectiva. Permite identificar tipos de alteración específicos e incluso especies minerales individuales, como limonita, biotita, feldespato potásico, clorita, epidota y sericita, lo que representa un avance significativo para la exploración mineral mediante teledetección. Con la mejora continua de la resolución espectral, la identificación mineral mediante teledetección hiperespectral está evolucionando gradualmente, pasando de la identificación de tipos de minerales al reconocimiento de información más precisa, como subclases y composición mineral. Además, a medida que se profundizan las aplicaciones prácticas, aumenta la demanda de información mineral detallada. Sin embargo, la resolución espectral y los métodos de identificación mineral son los principales factores que limitan la identificación precisa de minerales hiperespectrales.

Zhongke Xiguang, tras un exhaustivo estudio de mercado, ha desarrollado un satélite de monitorización de minerales para la industria minera. Este satélite incorpora cargas útiles tanto de infrarrojo de onda corta como pancromáticas. La carga útil de infrarrojo de onda corta utiliza el rango espectral de 2000-2500 nm, donde se concentran los espectros minerales, logrando una resolución espectral de 15 nm, una anchura de barrido superior a 12 km y una resolución espacial de 20 metros. Al combinarse con la carga útil pancromática, la resolución espacial alcanza los 5 metros. El satélite tiene un peso de diseño de 120 kg. Actualmente se encuentra en la fase de diseño general y su lanzamiento está previsto para febrero de 2025.

Ciudad de Yumen (Área de Investigación)

La ciudad de Yumen, ubicada en el oeste de la provincia de Gansu, antes conocida como Yangguan, es un importante nudo de comunicaciones en la Ruta de la Seda y una destacada base petroquímica en nuestro país. En los últimos años, Yumen ha respondido activamente a la iniciativa nacional de la Franja y la Ruta y a la estrategia de Desarrollo del Oeste, impulsando con vigor la industria de nuevos materiales y logrando resultados notables.

△ Figura 1 Área de estudio

Mina de sílice Sanbaidun, ciudad de Yumen

La sílice es un mineral no metálico compuesto principalmente por minerales ricos en sílice. Los depósitos de sílice incluyen arenisca de cuarzo, cuarcita, arena de cuarzo, cuarzo filoniano y corneana silícea metasomática. Los minerales principales son el cuarzo y la calcedonia. La industria química requiere que la cuarcita y el cuarzo filoniano tengan un contenido de sílice ≥90%, siendo preferible una baja absorción de agua y porosidad, idealmente nula. Todos se extraen mediante minería a cielo abierto.

La mina de sílice de Sanbaidun se encuentra en la ciudad de Yumen, provincia de Gansu, a unos 44 km del centro de la ciudad. Administrativamente, pertenece al municipio de Huangzhawan. Sus coordenadas geográficas centrales son: longitud este: 97°20′03″; latitud norte: 40°37′11″.

A continuación se muestra la reflectancia espectral de la mina de sílice de Sanbaidun, obtenida a partir de la imagen hiperespectral del satélite XIGUANG-003 tras el preprocesamiento de datos, la corrección atmosférica y la reconstrucción espectral. Los resultados demuestran que el espectro del satélite XIGUANG-003 concuerda satisfactoriamente con la biblioteca espectral ASTER del JPL, lo que verifica la exactitud del espectro del satélite XIGUANG-003.

△ Figura 2 Mapa de reflectancia de la mina de sílice de Baitun (estrella XIGUANG-003)

△ Figura 3 Mapa de reflectancia de la mina de sílice de Baitun (biblioteca espectral ASTER JPL)

△ Figura 4 Mina de sílice Sanbaidun, ciudad de Yumen