پارادایم‌ها و چالش‌های اکتشاف

«جهان‌صنعت»- آن‌طور که کارشناسان مطرح می‌کنند وضعیت اکتشافات در داخل کشور ضعیف است. با اینکه کشور ما از نظر ذخایر و مواد معدنی بسیار غنی است اما متاسفانه نسبت به این ظرفیت به دلایلی غفلت شده است. تاجایی که در حال حاضر کشور در حوزه اکتشاف با عقب‌‌افتادگی‌ روبه‌رو است و این امر نشان می‌دهد که متاسفانه مسوولان در این زمینه برنامه‌ریزی دقیقی
انجام نداده‌اند.
به طور مثال در حوزه مس ذخایر سطحی در اغلب مناطق به پایان رسیده است و حالا گفته می‌شود که باید اکتشافات عمقی انجام شود. براساس آمارها کشور ما در میزان ذخایر مس رتبه پنجم جهانی و در میزان تولید رتبه ۱۸ دنیا را به خود اختصاص داده است که طی سال‌های آینده با افزایش میزان اکتشاف و استخراج رتبه‌های جهانی بهتری نیز می‌تواند به دست بیاورد اما بنا به گفته مسوولان صنعت مس، تاکنون تنها شش درصد از معادن مس ایران مورد اکتشاف و بهره‌برداری قرار گرفته است، در حالی که اگر تمامی معادن ایران در نقاط مختلف کشور مورد اکتشاف و استخراج قرار بگیرند، قطعا جایگاه ایران در صنعت مس جهانی ارتقای بیشتری خواهد یافت.
با اینکه توسعه اقتصادی حوزه معدن، مرتبط با ظرفیت‌های معدنی هر منطقه است اما آنچه در آمایش سرزمین بیشتر معنا پیدا می‌کند این است که استراتژی اکتشاف چیست؟ کشف کدام ماده معدنی در اولویت است؟ کدام مناطق باید در اولویت اکتشافات عمیق قرار بگیرند؟ و در ادامه چه ظرفیت‌های معدنی، ظرفیت‌های منابع طبیعی از قبیل آب مورد نیاز، زیرساخت‌ها، نیازهای داخلی و خارجی و… باید جانمایی شود.
حالا کارشناسان از پارادایم‌های جدید مانند سیستم‌های موادمعدنی و ردپای موادمعدنی سخن می‌گویند. آنها باور دارند که به دلیل استفاده از مدل‌های پیشرفته، داده‌های بزرگ، فناوری‌های دیجیتال و تحلیل‌های چندرشته‌ای، توانسته‌اند سرعت مراحل مختلف اکتشاف را افزایش دهند. با این حال، برای به‌کارگیری موثر این پارادایم‌ها، دسترسی به داده‌های دقیق، سرمایه‌گذاری در فناوری‌های نوین و آموزش نیروی کار متخصص ضروری است.
پارادایم‌های جدید در اکتشاف مواد معدنی مانند سیستم‌های مواد معدنی(Mineral Systems) و ردپای مواد معدنی (Mineral Footprints) بر رویکردهای جامع‌تری در درک و جست‌وجوی ذخایر معدنی تاکید دارند. این پارادایم‌ها به عنوان بخشی از تحولاتی هستند که به دنبال بهینه‌سازی روش‌های اکتشاف با استفاده از علم داده، مدل‌سازی‌های جامع‌تر و رویکردهای چندرشته‌ای است.
پارادایم سیستم‌های مواد معدنی (Mineral Systems Paradigm)
احسان آشوری، کارشناس اکتشاف در این خصوص گفت: این پارادایم جدید رویکردی سیستماتیک به اکتشاف مواد معدنی است که به جای تمرکز صرف بر خصوصیات محلی یک کانسار، به فرآیندهای بزرگ‌مقیاس زمین‌شناسی و تاثیرات منطقه‌ای آنها می‌پردازد. این سیستم به طور کلی چندین مرحله و فرآیند را که منجر به شکل‌گیری ذخایر معدنی می‌شوند، در نظر می‌گیرد.
نایب رییس هیات مدیره شرکت اکتشافی یاقوت معادن و فلزات ادامه داد: این پارادایم به بررسی تمام فرآیندهای زمین‌شناسی که منجر به تشکیل ذخایر معدنی می‌شوند (از جمله منابع فلزات، مسیرهای جابه‌جایی آنها، تله‌ها و فرآیندهای تمرکز)، می‌پردازد. هدف، شناسایی محیط‌های زمین‌شناسی‌ای است که شرایط مطلوب برای تشکیل مواد معدنی را فراهم کرده‌اند، نه فقط مکان‌های نهایی ذخایر. این رویکرد از مدل‌های سه‌بعدی زمین‌شناسی و داده‌های چندرشته‌ای (مانند ژئوشیمی، ژئوفیزیک و زمین‌شناسی ساختاری) برای نقشه‌برداری استفاده می‌کند. مزایای آن این است که دقت بیشتر در مکان‌یابی ذخایر معدنی با استفاده از درک بهتر از فرآیندهای زمین‌شناسی بزرگ‌مقیاس صورت می‌گیرد. همچنین شاهد افزایش توانایی در پیش‌بینی مناطق معدنی جدید در مناطقی که هنوز کشف نشده‌اند، هستیم.
پارادایم ردپای موادمعدنی (Mineral Footprints Paradigm)
آشوری در رابطه با پارادایم ردپای موادمعدنی گفت: این پارادایم براساس مفهوم ردپاهای ژئوشیمیایی و ژئوفیزیکی است که مواد معدنی از خود در محیط‌های اطرافشان به جا می‌گذارند. این ردپاها می‌توانند نشانگرهایی برای وجود یک ذخیره معدنی در عمق یا نزدیکی باشند.
این کارشناس اکتشاف ادامه داد: اصول کلیدی آن این است که این رویکرد بر شناسایی نشانه‌های ثانویه و علائم جانبی مرتبط با ذخایر معدنی تمرکز دارد که ممکن است در فواصل دورتر از ذخایر اصلی یافت شوند. از ابزارهایی مانند آنالیزهای ژئوشیمیایی خاک، آب‌های زیرزمینی و داده‌های ژئوفیزیکی برای کشف این ردپاها استفاده می‌شود. هدف، به‌دست آوردن یک امضا یا نقشه ردپای ژئوشیمیایی یا ژئوفیزیکی است که بتواند یک ذخیره معدنی پنهان را نشان دهد. مزایا این است که شاهد افزایش توانایی در اکتشاف ذخایری که در عمق یا زیر پوشش‌های زمین‌شناسی پنهان شده‌اند، هستیم. همچنین با کاهش هزینه‌های اکتشاف با تمرکز بر مناطق محدودی که نشانگرهای ژئوشیمیایی قوی‌تری دارند، روبه‌روییم.
ترکیب سیستم‌های مواد معدنی و ردپای مواد معدنی
نایب رییس هیات مدیره شرکت اکتشافی یاقوت معادن و فلزات تصریح کرد: در پارادایم‌های جدید، این دو رویکرد اغلب با هم ترکیب می‌شوند. سیستم‌های موادمعدنی به فهم جامع فرآیندهای بزرگ‌مقیاس کمک می‌کنند، در حالی که ردپاهای موادمعدنی به شناسایی دقیق‌تر مناطق خاصی که احتمالا حاوی ذخایر معدنی هستند، منجر می‌شوند. این پارادایم‌ها نشان‌دهنده تحولی در رویکرد اکتشاف هستند که از روش‌های محلی و منفرد به رویکردهای جامع‌تر و علمی‌تر حرکت می‌کند. این تغییرات به ویژه با استفاده از فناوری‌های پیشرفته مانند یادگیری ماشینی و داده‌های بزرگ، می‌تواند دقت اکتشاف را بهبود بخشد و به کشف ذخایر جدیدی منجر شود که پیش از این نادیده گرفته شده بودند.
چالش‌ها
آشوری در خصوص چالش‌ها گفت: پارادایم‌های جدید در اکتشاف مواد معدنی مانند سیستم‌های موادمعدنی و ردپای موادمعدنی با وجود مزایای قابل توجهی که دارند، با چالش‌های متعددی نیز روبه‌رو هستند. در ادامه به برخی از چالش‌های اصلی این رویکردهای جدید اشاره می‌کنم.
1- یکی از چالش‌های اصلی در این پارادایم‌ها، نیاز به داده‌های دقیق و با کیفیت در مقیاس‌های مختلف (محلی، منطقه‌ای و جهانی) و جمع‌آوری داده‌های جامع از تمام فرآیندهای زمین‌شناسی و محیط‌های مختلف است.
2- هزینه‌های بالای انجام بررسی‌های ژئوفیزیکی، ژئوشیمیایی و مدل‌سازی‌های سه‌بعدی.
3- در برخی مناطق، داده‌های قدیمی، ناقص یا با کیفیت پایین وجود دارند که ممکن است مانع اجرای دقیق این رویکردها شوند.
4- مدل‌سازی سیستم‌های موادمعدنی نیازمند تحلیل‌های پیچیده از داده‌های چند رشته‌ای و درک دقیق از فرآیندهای زمین‌شناسی بزرگ‌مقیاس است.
5- ترکیب و هماهنگی داده‌های مختلف ژئوشیمی، ژئوفیزیک، هیدروژئولوژی و دیگر داده‌ها به روش‌های مدل‌سازی که به طور کامل به شرایط واقعی نزدیک باشند، دشوار است.
6- توسعه و اجرای پارادایم‌های جدید نیازمند سرمایه‌گذاری‌های قابل توجه در تجهیزات پیشرفته، نرم‌افزارهای مدل‌سازی و نیروی متخصص است.
7- پارادایم‌های سیستم‌های معدنی و ردپای معدنی نیازمند متخصصانی هستند که در زمینه‌های مختلف زمین‌شناسی، ژئوفیزیک، ژئوشیمی، داده‌پردازی و هوش مصنوعی تخصص داشته باشند.
8- نیاز به آموزش و توسعه مهارت‌های جدید در میان نیروی کار، به‌ویژه در استفاده از فناوری‌های نوین مانند داده‌های بزرگ و یادگیری ماشینی.
او تاکید کرد: برخی شرکت‌ها یا نهادهای اکتشافی ممکن است در پذیرش این روش‌های جدید مقاومت کنند، به ویژه اگر تاکنون با روش‌های قدیمی موفق بوده‌اند. سرمایه‌گذاری‌های اولیه برای پذیرش این پارادایم‌های جدید ممکن است سنگین باشد. در مجموع، پارادایم‌های جدید مانند سیستم‌های موادمعدنی و ردپای موادمعدنی پتانسیل بالایی برای افزایش کارایی و دقت در اکتشاف مواد معدنی دارند، اما اجرای موفق آنها نیازمند غلبه بر چالش‌های فناوری، مالی، انسانی و محیط‌زیستی است.
تاثیر در افزایش سرعت اکتشافات
این کارشناس اکتشاف درباره سرعت اکتشاف گفت: پارادایم‌های جدیدی مانند سیستم‌های موادمعدنی و ردپای موادمعدنی به طور کلی می‌توانند سرعت را در مراحل شناسایی تا تفصیلی اکتشاف مواد معدنی افزایش دهند. این پارادایم‌ها با استفاده از فناوری‌های پیشرفته و رویکردهای جامع‌تر باعث بهبود کارایی اکتشافات می‌شوند. در ادامه، توضیحاتی درباره چگونگی تاثیر این پارادایم‌ها بر سرعت اکتشاف در مراحل مختلف می‌دهم.
مرحله شناسایی (Reconnaissance Exploration): این مرحله شامل شناسایی مناطق بزرگ‌تر و نامشخص برای اکتشاف مواد معدنی است. این پارادایم به شناسایی سریع‌تر مناطق مطلوب با توجه به درک فرآیندهای زمین‌شناسی بزرگ‌مقیاس کمک می‌کند. به جای تمرکز روی یک ناحیه کوچک و خاص، می‌توان به مناطق گسترده‌تری که شرایط زمین‌شناسی مشابهی دارند نگاه کرد. پارادایم‌های جدید از داده‌های ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی جمع‌آوری‌شده از مناطق وسیع استفاده می‌کنند. تحلیل داده‌ها با روش‌های نوین، مناطق بالقوه را با سرعت بیشتری مشخص می‌کند. همچنین الگوریتم‌های هوش مصنوعی با تحلیل حجم وسیعی از داده‌ها می‌توانند الگوها و مناطق مستعد را سریع‌تر شناسایی کنند. نتیجه اینکه این رویکردها می‌توانند زمان مورد نیاز برای شناسایی مناطق هدف در مرحله شناسایی اکتشاف را به طور قابل‌توجهی کاهش دهند، به‌ویژه در مقایسه با روش‌های سنتی که بر پایه کارهای میدانی گسترده و طولانی‌مدت است.
مرحله تفصیلی(Detailed Exploration) : این مرحله شامل بررسی دقیق‌تر نواحی شناسایی شده و تحلیل خصوصیات زمین‌شناسی و معدنی خاص آنهاست. استفاده از ردپاهای ژئوشیمیایی و ژئوفیزیکی به شناسایی دقیق‌تر مناطق دارای ذخایر معدنی کمک می‌کند. این تکنیک‌ها به کشف منابع معدنی در اعماق زمین یا زیر پوشش‌های زمین‌شناسی سرعت می‌بخشند که به طور سنتی ممکن است دشوار و زمان‌بر بوده باشد. پارادایم‌های جدید از مدل‌های سه‌بعدی برای نقشه‌برداری دقیق‌تر استفاده می‌کنند. این مدل‌ها به تیم‌های اکتشافی امکان می‌دهند تا مناطق دارای پتانسیل بالا را با دقت بیشتری مورد بررسی قرار دهند و از حفاری‌های غیرضروری جلوگیری کنند. این ابزارها کمک می‌کنند تا داده‌های مختلف به سرعت ترکیب و تجزیه‌وتحلیل شوند و به تیم‌های اکتشاف اطلاعات دقیق‌تری در مورد ساختار زمین‌شناسی و ویژگی‌های معدنی ناحیه ارائه کنند. نتیجه اینکه در مرحله تفصیلی، پارادایم‌های جدید می‌توانند با کمک فناوری‌های پیشرفته، فرآیند جمع‌آوری و تحلیل داده‌ها را تسریع کنند و تعداد حفاری‌های آزمایشی را به حداقل برسانند.
مرحله آزمایش‌های میدانی و حفاری: یکی از مراحل مهم و زمان‌بر در اکتشاف، آزمایش‌های میدانی و حفاری است که نیاز به ارزیابی دقیق‌تر ناحیه دارد. با استفاده از رویکرد سیستم‌های موادمعدنی و ردپای موادمعدنی، مناطق مستعدتر با دقت بیشتری مشخص می‌شوند که منجر به کاهش تعداد حفاری‌های بی‌نتیجه می‌شود. این کار باعث صرفه‌جویی در زمان و هزینه‌ها می‌شود. استفاده از داده‌های چندرشته‌ای و فناوری‌های پیشرفته باعث می‌شود که تیم‌های حفاری دقیقا بدانند کجا حفاری کنند و چگونه به منابع نزدیک شوند. در نتیجه با کاهش حفاری‌های اضافی و به‌کارگیری تکنیک‌های پیشرفته، سرعت این مرحله نیز افزایش می‌یابد.