找矿用上哪些“黑科技”（瞰前沿）

本文转自：人民日报

本报记者  常  钦

图①：“航空地质二号”直升机。

图②：科研人员正在运用地球化学技术开展研究。

图③：技术人员正在放飞无人机执行勘探任务。

图④：科研人员在开展野外地质调查。

以上图片均为受访单位提供

随着航空遥感、地球化学、人工智能等技术的深度融合，地质勘探已迈入上天入地、透视地球的新阶段。“天空之眼”扫描地层、“元素密码”破解矿脉、“数字建模”重构地形、“算法推演”锁定铜矿……层出不穷的找矿“黑科技”，是人类以科技创新重构资源获取方式的“突围”。让我们跟随地质学家的脚步与工程师的视角，看科技之光如何照亮地层深处的宝藏。

航空物探

在空中给地球做“CT”

在山东齐河—禹城地区，近千米厚的覆盖层让亿吨级富铁矿的矿体信息微弱难寻。科研人员驾驶搭载自主研制设备的飞机，在该地区上空开展高精度航空物探调查，就像敏锐的猎鹰搜寻猎物，最终圈定7处找矿靶区。矿致弱异常识别技术能够提取地层深部的微弱信号，再通过空—地—井协同立体勘查技术实现矿体精准定位。

【专家看点】

熊盛青（中国地质调查局中国自然资源航空物探遥感中心首席科学家）：

航空地球物理探测技术，简称“航空物探”，是地球物理勘探技术与航空技术的结合。它就像在空中给地球做“CT”，透视厚厚的地壳，找到矿藏。

这是怎么实现的？飞行器上装载航空重力、磁力和电磁等专用物探仪器等“超级听诊器”，在航行过程中捕捉“CT影像里的阴影”——地球磁场、重力场中的微弱波动，再对采集数据信号中的异常信息进行解译，从而发现地下的地质构造和矿产。

该技术具有全地域、快速、环保等特点，是高海拔等“难进入”地区和深覆盖区地球物理勘查的最佳选择。航空物探的效率可达地面勘查的10—100倍。

目前我国航空物探技术经历了中低精度—高精度—高分辨率等三代技术发展历程。据不完全统计，通过航空物探调查，已发现150多个沉积盆地、197个油气远景区带和数千处固体矿床，我国有约90%的隐伏磁性铁矿、80%以上的铀矿是通过航磁和航空放射性异常发现的。

地球化学

地下矿藏的“寻宝导航”

在云南红河哈尼族彝族自治州，科研人员运用地球化学技术深入地下，如有“透视眼”般清晰洞察地下资源的脉络，精准揭示稀土元素的时空分布规律。红土植被覆盖区内，中重稀土深藏于深部风化层黏土中，地表难以识别。面对难题，微纳米地球化学勘查技术大显身手。它快速精准地勘查资源，最终发现了超大规模中重稀土矿，潜在资源达115万吨。

【专家看点】

王学求（中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所研究员）：

我国是稀土资源大国，然而现代高科技和新能源发展需要的中重稀土相对稀缺。到哪去找中重稀土矿，成为最大的挑战。传统找矿方法就像大海捞针，往往要花十几年时间。

中重稀土矿地球化学勘查技术犹如“导航系统”，可实现从全国范围筛选靶区到进行局部矿体勘查，从全国范围聚焦到几十平方公里范围，相当于从一个市缩小到一个小区；所需时间从原来传统地质勘查的十几年缩短到现在的几年。

云南红河发现的稀土宝藏，依靠的正是我国自主研发的这套技术。高精度地球化学勘查技术实现地壳物质成分的全元素探测，把元素周期表所有化学元素的空间分布绘制在地球上，形成化学属性“数字地球”。目前团队正在分析全球2万个网格的岩石、土壤、水系样本，绘制76种关键元素的分布图。

现在，“化学地球”大科学计划正在绘制全球元素地图，未来我们不仅能掌握自己的资源家底，还能为全世界“号脉”。

无人机三维建模

让大地“开口说话”

在云南楚雄彝族自治州，地下埋藏着许多重要矿产，但传统地质队员攀岩钻林数日，往往连矿脉的“半句密语”都难以捕获。

转机随着无人机翩翩降临。3架搭载“鹰眼”的飞行器盘旋升空，以厘米级精度的三维视角，在树冠间隙捕捉岩石的褶皱，在断崖侧面读取地层的沉积日记。通过智能规划的贴近摄影路径，无人机化身“地质翻译官”，仅用6天就完成31平方公里的数据采集——相当于用电子显微镜扫描整个西湖景区。

【专家看点】

侯云花（中国地质调查局昆明自然资源综合调查中心高级工程师）：

在楚雄的山谷中，无人机螺旋桨的“嗡嗡”声取代了地质锤的敲击声。无人机每秒拍摄数张高清照片，智能算法把这些画面拼成三维地图——陡峭的悬崖变成可旋转的立体模型，交错的断层化为屏幕上闪烁的纹理。当无人机开启激光雷达，无数激光脉冲会像透视射线般穿透树冠，连被树叶掩埋的地质特征都无处遁形。

无人机何以透视大地？无人机高精度相机载荷以每秒数张的频率拍摄地面影像，通过特征匹配算法捕捉图像间的视觉运动信息，并利用同步定位与地图构建技术自动预估3D摄像机的位置和几何场景问题。这些算法结合运动恢复结构技术可以高效构建三维地质模型，能将陡峭的岩壁、交错的断层转化为可交互的数字场景，协助研究人员识别与分析肉眼难以察觉的细节。

相对于传统地质调查，无人机调查在数据采集、导出、传递、处理等方面具有显著优势，效率提升至传统人力的5倍以上。无人机能够飞行至人难以到达的区域，扩展了调查和监测的地理范围，覆盖率远超过传统地质调查。同时，无人机替代人工进入高山峡谷、山涧密林等高危区，大大减少了安全风险。

无人机三维建模通过高效数据采集、高精度建模与智能分析，正在重塑矿产勘探流程。随着人工智能与传感器技术的融合，找矿工作未来将继续向智能化、无人化方向发展。

铜矿“追踪术”

找矿有了“AI帮手”

前不久，在西藏自治区墨竹工卡县雪山，巨龙铜矿取得重大找矿突破。电脑屏幕上，AI算法正以每秒数万次的速度解析着三维地质模型——从钻孔岩芯的显微图像到卫星遥感的热力分布，30年积累的勘探数据与实时采集的物探信息在此交汇。这套融合了全国矿床知识图谱的智能系统，不仅让找矿成功率提升5倍，更让雪域高原的“铜业巨龙”得以舒展它延绵数公里的金属脊梁。

【专家看点】

康旭（紫金矿业西南地勘公司总经理）：

AI（人工智能）技术大规模、快速、精确的数据处理能力，可以极大提升找矿效率。以西藏的巨龙铜矿为例，科学家用AI分析了矿区的地层、构造和岩浆活动，发现深部还存在一个未被开发的斑岩成矿系统，这让铜资源量从原来的约1000万吨飙升至2588万吨。

矿产勘查拓展了AI应用领域，AI技术提升了矿产勘查能力。当前，地质找矿领域的机器学习逐步发展，AI专业模型的数据分析优势凸显。通过机器学习模型，AI能把零散的地质数据转化为“找矿指数”，生成一张标注概率的“矿藏热力图”。地质数据规模越大，AI找矿能力越强，加强地质大数据平台建设，能够加快提升地质数据采集智能化水平。

虽然成矿信息错综复杂，地下矿藏总会留下“蛛丝马迹”——比如化学元素的异常波动、磁场的微妙变化。但这些信号就像混杂在噪声中的“摩斯密码”，传统方法很难识别。AI的绝招是多重分形算法，它像一张“数学滤网”，能过滤干扰，捕捉到元素的异常富集信号；还能结合卫星影像和航磁数据，识别地层断裂带、岩体边界等关键线索。

从靶区优选到闭矿复垦，AI不仅会提升效率与精度，还将推动矿产勘探向智能化、可持续化转型。