給地球做“CT”、AI算法......找礦用上這些“黑科技”

原標題：找礦用上哪些“黑科技”（瞰前沿）

圖①：“航空地質二號”直升機。圖②：科研人員正在運用地球化學技術開展研究。

圖③：技術人員正在放飛無人機執行勘探任務。圖④：科研人員在開展野外地質調查。以上圖片均為受訪單位提供

隨着航空遙感、地球化學、人工智能等技術的深度融合，地質勘探已邁入上天入地、透視地球的新階段。“天空之眼”掃描地層、“元素密碼”破解礦脈、“數字建模”重構地形、“算法推演”鎖定銅礦……層出不窮的找礦“黑科技”，是人類以科技創新重構資源獲取方式的“突圍”。讓我們跟隨地質學家的腳步與工程師的視角，看科技之光如何照亮地層深處的寶藏。

航空物探

在空中給地球做“CT”

在山東齊河—禹城地區，近千米厚的覆蓋層讓億噸級富鐵礦的礦體信息微弱難尋。科研人員駕駛搭載自主研製設備的飛機，在該地區上空開展高精度航空物探調查，就像敏鋭的獵鷹搜尋獵物，最終圈定7處找礦靶區。礦致弱異常識別技術能夠提取地層深部的微弱信號，再通過空—地—井協同立體勘查技術實現礦體精準定位。

【專家看點】

熊盛青（中國地質調查局中國自然資源航空物探遙感中心首席科學家）：

航空地球物理探測技術，簡稱“航空物探”，是地球物理勘探技術與航空技術的結合。它就像在空中給地球做“CT”，透視厚厚的地殼，找到礦藏。

這是怎麼實現的？飛行器上裝載航空重力、磁力和電磁等專用物探儀器等“超級聽診器”，在航行過程中捕捉“CT影像裏的陰影”——地球磁場、重力場中的微弱波動，再對採集數據信號中的異常信息進行解譯，從而發現地下的地質構造和礦產。

該技術具有全地域、快速、環保等特點，是高海拔等“難進入”地區和深覆蓋區地球物理勘查的最佳選擇。航空物探的效率可達地面勘查的10—100倍。

目前我國航空物探技術經歷了中低精度—高精度—高分辨率等三代技術發展歷程。據不完全統計，通過航空物探調查，已發現150多個沉積盆地、197個油氣遠景區帶和數千處固體礦牀，我國有約90%的隱伏磁性鐵礦、80%以上的鈾礦是通過航磁和航空放射性異常發現的。

地球化學

地下礦藏的“尋寶導航”

在雲南紅河哈尼族彝族自治州，科研人員運用地球化學技術深入地下，如有“透視眼”般清晰洞察地下資源的脈絡，精準揭示稀土元素的時空分佈規律。紅土植被覆蓋區內，中重稀土深藏於深部風化層黏土中，地表難以識別。面對難題，微納米地球化學勘查技術大顯身手。它快速精準地勘查資源，最終發現了超大規模中重稀土礦，潛在資源達115萬噸。

【專家看點】

王學求（中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所研究員）：

我國是稀土資源大國，然而現代高科技和新能源發展需要的中重稀土相對稀缺。到哪去找中重稀土礦，成為最大的挑戰。傳統找礦方法就像大海撈針，往往要花十幾年時間。

中重稀土礦地球化學勘查技術猶如“導航系統”，可實現從全國範圍篩選靶區到進行局部礦體勘查，從全國範圍聚焦到幾十平方公里範圍，相當於從一個市縮小到一個小區；所需時間從原來傳統地質勘查的十幾年縮短到現在的幾年。

雲南紅河發現的稀土寶藏，依靠的正是我國自主研發的這套技術。高精度地球化學勘查技術實現地殼物質成分的全元素探測，把元素週期表所有化學元素的空間分佈繪製在地球上，形成化學屬性“數字地球”。目前團隊正在分析全球2萬個網格的岩石、土壤、水系樣本，繪製76種關鍵元素的分佈圖。

現在，“化學地球”大科學計劃正在繪製全球元素地圖，未來我們不僅能掌握自己的資源家底，還能為全世界“號脈”。

無人機三維建模

讓大地“開口説話”

在雲南楚雄彝族自治州，地下埋藏着許多重要礦產，但傳統地質隊員攀巖鑽林數日，往往連礦脈的“半句密語”都難以捕獲。

轉機隨着無人機翩翩降臨。3架搭載“鷹眼”的飛行器盤旋升空，以釐米級精度的三維視角，在樹冠間隙捕捉岩石的褶皺，在斷崖側面讀取地層的沉積日記。通過智能規劃的貼近攝影路徑，無人機化身“地質翻譯官”，僅用6天就完成31平方公里的數據採集——相當於用電子顯微鏡掃描整個西湖景區。

【專家看點】

侯雲花（中國地質調查局昆明自然資源綜合調查中心高級工程師）：

在楚雄的山谷中，無人機螺旋槳的“嗡嗡”聲取代了地質錘的敲擊聲。無人機每秒拍攝數張高清照片，智能算法把這些畫面拼成三維地圖——陡峭的懸崖變成可旋轉的立體模型，交錯的斷層化為屏幕上閃爍的紋理。當無人機開啓激光雷達，無數激光脈衝會像透視射線般穿透樹冠，連被樹葉掩埋的地質特徵都無處遁形。

無人機何以透視大地？無人機高精度相機載荷以每秒數張的頻率拍攝地面影像，通過特徵匹配算法捕捉圖像間的視覺運動信息，並利用同步定位與地圖構建技術自動預估3D攝像機的位置和幾何場景問題。這些算法結合運動恢復結構技術可以高效構建三維地質模型，能將陡峭的巖壁、交錯的斷層轉化為可交互的數字場景，協助研究人員識別與分析肉眼難以察覺的細節。

相對於傳統地質調查，無人機調查在數據採集、導出、傳遞、處理等方面具有顯著優勢，效率提升至傳統人力的5倍以上。無人機能夠飛行至人難以到達的區域，擴展了調查和監測的地理範圍，覆蓋率遠超過傳統地質調查。同時，無人機替代人工進入高山峽谷、山澗密林等高危區，大大減少了安全風險。

無人機三維建模通過高效數據採集、高精度建模與智能分析，正在重塑礦產勘探流程。隨着人工智能與傳感器技術的融合，找礦工作未來將繼續向智能化、無人化方向發展。

銅礦“追蹤術”

找礦有了“AI幫手”

前不久，在西藏自治區墨竹工卡縣雪山，巨龍銅礦取得重大找礦突破。電腦屏幕上，AI算法正以每秒數萬次的速度解析着三維地質模型——從鑽孔巖芯的顯微圖像到衞星遙感的熱力分佈，30年積累的勘探數據與即時採集的物探信息在此交匯。這套融合了全國礦牀知識圖譜的智能系統，不僅讓找礦成功率提升5倍，更讓雪域高原的“銅業巨龍”得以舒展它延綿數公里的金屬脊樑。

【專家看點】

康旭（紫金礦業西南地勘公司總經理）：

AI（人工智能）技術大規模、快速、精確的數據處理能力，可以極大提升找礦效率。以西藏的巨龍銅礦為例，科學家用AI分析了礦區的地層、構造和岩漿活動，發現深部還存在一個未被開發的斑岩成礦系統，這讓銅資源量從原來的約1000萬噸飆升至2588萬噸。

礦產勘查拓展了AI應用領域，AI技術提升了礦產勘查能力。當前，地質找礦領域的機器學習逐步發展，AI專業模型的數據分析優勢凸顯。通過機器學習模型，AI能把零散的地質數據轉化為“找礦指數”，生成一張標註概率的“礦藏熱力圖”。地質數據規模越大，AI找礦能力越強，加強地質大數據平台建設，能夠加快提升地質數據採集智能化水平。

雖然成礦信息錯綜複雜，地下礦藏總會留下“蛛絲馬跡”——比如化學元素的異常波動、磁場的微妙變化。但這些信號就像混雜在噪聲中的“摩斯密碼”，傳統方法很難識別。AI的絕招是多重分形算法，它像一張“數學濾網”，能過濾干擾，捕捉到元素的異常富集信號；還能結合衞星影像和航磁數據，識別地層斷裂帶、巖體邊界等關鍵線索。

從靶區優選到閉礦復墾，AI不僅會提升效率與精度，還將推動礦產勘探向智能化、可持續化轉型。