5.2 全球技术发展态势
5.2.1 全球政策与行动计划
近年来，随着战略性新兴产业的发展和壮大，世界各国对矿产资源的争夺逐渐由大宗矿产延伸到了稀有、稀散、稀土矿产（以下简称“三稀矿产”）等战略性新兴产业所必需的矿产，世界各主要国家或地区的矿产资源政策调整也大都由于对三稀矿产的争夺而引起。例如，美国、欧盟、澳大利亚、加拿大、英国等国家和地区近年来都围绕三稀矿产，发布了各自新的矿产资源政策，并及时调整或优化了相应的战略行动。然而，总的来看，在全球矿业市场中，三稀矿产在绝对经济量中的重要性仍较低。从全球矿产勘查投入比例来看，大宗矿产品依旧是全球矿产勘查的重点。
1. 全球矿产资源政策动向
1）美国
2008年，随着战略性新兴产业的快速发展，美国又开始了新一轮的关键矿产研究，美国能源部、美国国防研究所、美国国家研究理事会等机构都发布了关键矿产研究报告。
2017年以来，随着逆全球化趋势的加剧，中美贸易摩擦不断升温，美国政府签署了《保障关键矿产安全可靠供应的联邦战略》的第13817号行政令，强调保障美国对关键矿产的稳定供给。2018年2月，美国内政部发布了《关键矿物清单（草案）》，列出了美国对外依存度高且对美国经济发展和国家安全至关重要的35种金属矿产。
2019年6月，美国商务部发布《确保关键矿物安全可靠供应的联邦战略》报告，从科技研发、保障供应链安全、国际贸易、地质调查、矿业政策和人力资源等方面，提出了保障关键矿产供应安全的61项具体意见。
2）欧盟
鉴于关键矿产对欧盟制造业的战略重要性，欧盟于2008年启动了《原材料倡议》，关键矿产清单就是该倡议的一项重要成果，目的在于保障欧盟对于关键矿产的安全、可持续、可获得的供应。欧盟关键矿产清单共更新了3版，关键矿产种类从2011年的14种扩大到2014年的20种，2017年，欧盟第三次更新了其关键矿产目录，关键矿产种类共27种。
欧盟主要从供应风险和经济重要性两个维度确定其关键矿产清单，该清单主要为欧盟在贸易、创新和工业政策等方面提供参考，以加强欧盟工业的竞争力。欧盟关键矿产清单每3年更新一次，以便反映生产、市场和技术研发趋势，而且每次更新都增加了所考虑的矿种。
3）澳大利亚
近年来，全球对澳大利亚包括关键矿产在内的矿产资源的需求逐渐增加。这为澳大利亚提供了一个新机遇，使其能够通过开发关键矿产吸引来自新兴市场的投资，使澳大利亚资源产业更加多样化，并充分发挥澳大利亚在全球资源部门的优势地位。然而，关键矿产的稀缺性特征使其更容易受到供应限制和短缺的影响，许多国家正在采取更具战略性的方法来确保这些矿产的供应安全，这些方法包括努力使供应多样化，并从其他国家采购关键矿产。
澳大利亚自由党针对关键矿产市场提出了关键矿产政策框架。战略目标是通过支持创新、吸引新投资和促进市场机会，创造发展这一新兴行业所需的条件，同时建成将新的关键矿产项目投入生产所需的基础设施。
4）加拿大
加拿大联邦/省/地区政府、矿业界、原住民和环境组织以及劳工代表于1994年签署了《白马矿业倡议（WMI）》。2018年3月，加拿大自然资源部启动了《加拿大矿产和金属规划》编制工作，发布了《加拿大矿产和金属规划的讨论/征求意见稿》。2019年3月加拿大正式发布了《加拿大矿产和金属规划》，该规划是加拿大矿产资源战略调整的最新成果，包括六大战略重点方向，分别是经济发展和竞争力、推进原住民参与、环境、科学技术与创新、社区、全球领导地位。
5）英国
英国于2011年、2012年发布了风险矿产清单，2015年更新了该清单，它是目前英国最新的关键矿产清单，共41种矿产/矿产组。与美国和欧盟不同，英国的风险清单矿产仅从供应风险指数的维度评价。英国认为，风险清单显示，由于一些矿产的储量和生产高度集中，且这些矿产可能受到地缘政治、资源民族主义、矿山罢工、自然灾害和基础设施可用性的供应中断，进而给国家经济和国防安全带来重要影响。
2. 世界主要国家和地区的矿产资源战略及行动计划
1）美国
在地质工作的战略行动及计划方面，美国主要通过提高识别和利用本国关键矿产的能力提升资源保障程度。发展目标如下：
（1）利用关键矿产的供应和消费数据制定指标，所制定的特定商品的缓解战略能够应对战略脆弱性。
① 根据矿产的供应、需求、生产集中度和当前政策优先事项的变化，定期更新关键矿产清单。该清单每两年审查一次，并在必要时进行更新。关键矿产清单的更新为该战略中各机构正在开展的其他工作提供信息。
② 对清单上的关键矿产进行分类并确定其优先次序，以提出特定矿产品的缓解战略。
③ 开展试点工作，跟踪全国关键矿产资产和关键矿产相关经济活动投资指标。
（2）开展关键矿产评估，并确定鼓励使用再生和非常规关键矿产来源的方法。
① 根据优先顺序，每两年至少对潜在矿床类型进行一次国家或区域的国内多矿产关键矿产评估。
② 开发关键矿产评价方法，描述和填图再生和非常规来源的关键矿产的潜力，并定期向关键矿产小组委员会提供状态更新。
③ 确定关键矿产潜在的重要的再生和非常规来源，以及提高国内回收率所需的技术发展。定期向关键矿产小组委员会提供状态更新。
④ 建议联邦机构采取适当措施，采购时使用再生和非常规来源的关键矿产品。
（3）改进美国及其沿海和海洋领土的地球物理、地质、地形和深海填图。
① 确定在陆地和海洋区域具有重要矿产潜力的优先区域。
② 根据现有数据集、关键矿产的预期密度、矿产的临界水平、供应链安全性、矿产需求以及对科学研究的影响，开展区域范围研究，确定关键矿产测绘项目并确定其优先顺序。
③ 制定并使用多机构协议来评估美国专属经济区的海洋矿产资源潜力。
（4）提高地球物理、地质、地形和深海数据的可发现性、可访问性和可用性。
① 继续采用数据救援计划，将纸质数据和难以获取的数据转换为更有用的形式，并更加关注与关键矿产有关的记录。定期向关键矿产小组委员会（CMS）提供状态更新。
② 通过新的或现有的联邦数据档案和传播门户网站，以易于使用的电子格式公开提供联邦政府机构生成的地球物理、地质、地球化学、地形和海洋测量数据。
③ 通过使用一个通用框架或一组标准支持数据开发和传播，提高数据的可发现性、可访问性和可用性。可以采用诸如地球观测数据共同框架等现有框架的最佳实践来实现这一目标。
④ 通过建立公私伙伴关系，增加政府对专有地图数据集的访问权限。定期向关键矿产小组委员会提供状态更新。
2）欧盟
GEOERA计划由欧洲的国家和地区地质调查组织（GSO）提出，其总体目标是整合全球资源组织关于地下能源、水和原材料资源的信息和知识，支持可持续利用地下环境应对欧洲面临的重大挑战。该计划共设立了4大主题，分别为原材料、地下水、地质能源、信息平台，在4大主题下共有15个项目，分别针对各个主题进行欧洲范围内的研究。矿产资源方面的主要战略计划和行动计划如下：
（1）欧洲海底矿床。战略原材料和关键原材料的金属和地质潜力（MINDeSEA），旨在有助于更好地了解欧洲所有海域的海底金属矿床。
（2）欧洲智慧矿业项目（Mintell4EU），旨在改进欧洲原材料知识库，向最终用户传播欧洲原材料情报。
（3）欧洲装饰石材资源（EuroLithos），愿景是增加对欧洲天然石材使用的管理；预测和评估欧洲战略原材料（FRAME），旨在研究欧洲潜在的关键和战略原材料。
3）澳大利亚UNCOVER计划及其路线图
澳大利亚科学院在2010年建立的Theo Murphy智囊团（Think Tank）经深思熟虑后公布了深部探测（UNCOVER）计划，成为澳大利亚矿产资源方面的国家战略。第一步目标为“探索未来矿产资源，开发新矿山，使澳大利亚成为覆盖岩层以下勘探的领导者”，路线图的时间框架是从现在到未来至少20年，分短期、中期、长期目标。
短期目标：10年内，在澳大利亚覆盖层岩石下发现新的重要矿床。
中期目标：20年内，隐伏矿床研究区的发现成果至少可与现代、首次地表勘探相比。
长远目标：通过勘查澳大利亚未来的矿产资源，开发主要矿山，使其成为覆盖岩层以下勘探领域的领军者。
4）加拿大
近年来，加拿大联邦资助的地球科学倡议主要是能源及矿产资源地质填图计划（GEM 4）和靶区地球科学倡议（TGI）。GEM 4显著推进了对加拿大北方地质知识的认识，支持加强资源勘探，并为平衡土地保护和负责任资源开发的土地利用决策提供依据。TGI已更新了五次，TGI第5阶段是一个合作式的联邦地球科学计划，为工业界提供新一代地球科学知识和创新技术，更有效地寻找隐伏矿床的靶区。
5.2.2 基于文献和专利统计分析的研发态势
本项目组先后用中国工程院知识中心平台、Web of Science数据库和Derwent数据库，进行了快速找矿领域相关论文和专利数据检索。
在知识中心平台上，本项目组围绕中高山-浅覆盖区非煤固体矿产快速找矿勘查确立了检索方式，对主题进行关键词检索，共检索到相关SCI论文12367篇、中文论文206303篇、国外专利23835项、国内专利925项。由于用关键词对主题进行检索，因此无法区分不同行业不同学科，导致论文数量庞杂。例如，中文论文中遥感与红外光谱方面的论文就占了176119篇。考虑到遥感、红外光谱、地球物理、钻探等技术在不同行业中具有许多共性，作为共性技术前沿方法和应用的识别，对这些数据的分析仍然是有意义的。
本项目组后来在Web of Science数据库和Derwent数据库中进行了检索，针对中高山-浅覆盖区非煤固体矿产快速找矿技术检索到的信息不足300篇，又将检索范围扩大为非煤固体矿产找矿勘查技术，不再作中高山、浅覆盖或快速等限定，检索得到国外相关论文38781篇、相关专利10644项。以此作为当前非煤固体矿产找矿勘查技术分析的数据源。
本项目组用中国工程院战略咨询智能支持系统（iSS）中的技术态势分析之论文分析、专利分析工具进行数据分析，从全球、国家、研究者、研究方向等多个维度，探究快速找矿领域相关技术的当前宏观态势，并重点利用其词云分析、关键词-年代分析等工具，研判本领域技术演变与新出现的技术。
通过关键词词云分析发现，目前非煤固体矿产找矿勘查领域的技术热点主要包括三维可视化与三维地质建模、高光谱遥感、红外光谱、航空地球物理、无人机机载平台、野外现场快速测试分析仪器、自动钻进技术、定向钻进技术等。新出现并越来越重要的关键词包括人工智能、大数据、云计算、数字矿山、智慧矿山、智慧勘探等。
1. 三维地质建模与立体找矿
地质找矿方法的研究创新仍处于高位，但其发展势头在2010年达到顶峰之后，呈现大幅度的下滑。本领域的专利分析表明，中国在世界地质找矿机构数量上领先，并且中国机构专利占比最大，但数量仍不多，并且与排在中国名次之后的国家差距不大，仍需进一步努力。
在地质找矿方面，分形地质学（Geological Fract）、“三维建模”“三维可视化”等关键词出现的次数最多，表明在成矿预测方面越来越注重三维建模与分形数学研究。在三维建模研究方面，中国无论在专利申请数量方面还是论文发表数量方面，均占据优势。然而，在国际上广泛应用的三维建模软件主要是来自澳大利亚、加拿大等国（如矿山规划软件Surpac, Micromine, Vulcan或Datamine）。这些三维建模软件在中国也有较多用户。中国研发的三维建模软件主要在中国小部分单位使用。成矿规律、成矿系列、矿床成因、找矿标志、矿床模型等，是找矿科学研究的主要内容。
2. 高光谱遥感、红外光谱与激光雷达找矿新技术
遥感技术仍在迅速发展，并且相关专利和论文数量不断攀升。相关机构不断布局专利和发表论文，产业也在快速推进。
从时间分布来看，遥感技术整体上呈稳步发展态势，从20世纪90年代开始迎来快速的发展，该技术创新趋向活跃。从地区分布来看，遥感技术的相关专利申请主要集中在中国、美国、日本的一些机构中，这些国家的机构或创新能力相对较强或具备相当的技术优势。在研究方面，红外光谱、高光谱方面的文献及专利都比较多，研究相对成熟。当前，无人机/直升机机载高光谱遥感、航空快速高光谱遥感、光探测和测距激光雷达技术、地面红外光谱技术及数据处理软件，是近十几年的热点。
当今，遥感技术无论在空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率方面都已获得巨大的突破。民用卫星的空间分辨率已达0.25 m，接近军用的最高水平；连续成像的光谱分辨率已达纳米级，非成像系统的分辨率更是高达亚纳米级；地球同步凝视成像型卫星可以在一定范围内将时间分辨率提到分甚至秒级；多卫星组网的方式也可以将时间分辨率大幅度提升；合成孔径雷达早已突破了云雾的限制，雷达的高精度编队运行提高了三维立体观测能力，为业务化监测地表形变提供了可能；激光雷达的应用为更高精度的地形测量奠定了基础。今后遥感技术发展可能已不是单一的技术，而是组合型发展。随着遥感技术的发展，遥感信息存储、处理与应用技术也得到不同程度的发展。目前，这些技术已经广泛应用于矿产资源调查、土地资源调查、地质灾害监测与环境保护等国土资源各个领域，并发挥着越来越重要的作用。
3. 机载平台多样化与仪器高精度化增强航空物探的重要性
地球物理找矿方法的创新仍是热点，发展势头有一定向上发展的趋势，相关文献和专利的数量不断攀升。但是不得不承认，美国在该领域仍旧占据数量优势，并且文献期刊及专利申请人等数据显示，中国在该方面与发达国家相比还有一定差距，需要不断地创新与实验。在中高山-浅覆盖区快速找矿勘查方面，航空物探扮演着举足轻重的作用。机载平台多样化与仪器高精度化是航空物探现在和未来的主要发展趋势。直升机/无人机机载快速航空重磁电放地球物理装备是研发的重点，如直升机瞬变电磁、航空重力梯度测量、无人机磁测等，都是当今地球物理探矿的热点方向。另外，需要研发更加简便的物探综合处理软件，使软件更加智能化、便利化。
4. 野外现场快速测试分析仪器是未来化探找矿的关键
近年来化探的发展十分迅速，尤其是近年来相关专利及论文的发表数量显著增加。随着技术的不断革新，相关领域研究的重点越来越集中在精细化、信息化、数字化等方面。目前，研究或探索能够实现野外快速地球化学勘查的关键技术或装备，如手持式多元素X射线荧光分析仪的应用，能够极大地加快化探数据采集，是未来化探能够在中高山区快速找矿勘查中应用的关键。因此，轻便、多功能的野外现场快速测试分析技术与装备是未来仪器装备研发的一个主要方向。地气测量在未来浅覆盖区快速找矿勘查中有广阔的应用前景。除此之外，还需要研究简便的化探综合处理软件，及快速圈定地球化学综合异常的新方法。
5. 自动钻进与定向钻进是目前钻探技术关注焦点
从目前总体情况来看，近些年钻探技术发展十分迅速，相关专利技术提升得相当快，中国的钻探技术正在赶超世界水平。从论文发表数量来看，钻孔技术朝着矿床深部不断发展。因此，在今后的工作中应从中国经济增长的阶段性特点出发，不断发展和适应新技术，优化地质钻探作业结构，促进地质钻探产业的良性发展。
从关键词词云分析结果来看，未来需要研究以下几个方面技术：适应不同地质地貌景观区快速勘查的浅层钻探与定向钻探技术与装备；解决自动控制模块轻便化的问题，研发自动钻进和定向钻进控制软件及便携式自动化岩心钻机；通过自适应钻进、自动提升、自动加减钻杆，实现高效钻进与特定景观区及特定矿床相适应的快速钻探技术方法体系，优化快速钻探技术路线。
6. 智慧勘探与智慧矿山是发展趋势和发展新契机
随着计算机科学技术、网络技术、人工智能、大数据、云计算等现代信息技术的迅速发展，近10年智慧勘探与智慧矿山逐渐成为发展热点。
综上所述，目前在非煤固体矿产快速找矿领域，高光谱遥感、红外光谱、无人机机载平台、航空物探仪器、野外快速测试分析仪器、自动钻探和定向钻探、智慧勘探等方向的技术仍在迅速发展，并且相关专利和论文数量不断攀升。相关机构继续发布论文并布局专利，产业快速推进。未来非煤固体矿产快速找矿勘探智能化和自动化程度越来越高。中国也需尽快研发相关新型仪器设备，筛选具有应用前景的方法技术或技术组合，优化和规范相关技术环节，形成一套具有先进科学性和广泛实用性的找矿策略。