5.3　关键前沿技术与发展趋势

1. 矿床地球化学前沿技术

矿床地球化学是矿床学研究最重要的组成部分，随着分析测试技术的发展，其在矿床学研究中发挥着越来越重要的作用。近年来，随着分析技术方法的快速发展，非传统同位素分析技术、微区元素及同位素分析技术、高温高压模拟实验技术等方面的研究取得了长足进步，这些技术将在未来矿床地球化学研究中发挥重要作用，主要表现在以下4个方面：

（1）随着非传统同位素分馏机理的不断完善和储库同位素组成的建立，非传统同位素尤其是金属同位素在未来矿床地球化学示踪成矿物质来源和成矿过程中将发挥重要作用。

（2）高精度年代学的发展将为巨量物质富集成矿时限、多金属矿床组合的时间联系以及区带尺度成矿演化过程及其深部动力学背景等诸多方面的研究带来新的增长点。

（3）实验地球化学和微区分析技术的发展使未来矿床地球化学将成矿作用的研究从定性的、对始态和终态的物质组成的研究转向定量精细刻画整个成矿过程。

（4）微区分析技术+Python+人工智能+大数据分析，将推动指针矿物学及其他地球化学指标在找矿勘查中发挥越来越重要的作用。

2. 遥感前沿技术

随着电磁波广谱探测装备的研制，以及大数据和智能化计算机技术的普及，遥感找矿技术发展过程从目视解译正在逐步过渡到智能化识别。当前正在发展以互联网技术、5G无线通信技术为纽带，首先利用卫星遥感和雷达技术进行选区，其次利用机载遥感和雷达实现区中选带，再次利用地貌遥感实现带上选点，最后用岩心光谱扫描识别地下蚀变带，形成天空地智能化遥感立体勘查技术。遥感找矿技术总体发展趋势如下：

（1）由单一遥感信息提取和目视解译的识别技术逐步发展到综合高分力、超光谱、雷达、太赫兹、中红外和远红外/热红外遥感多元识别技术。

（2）由红外光谱逐渐发展到成像光谱。

（3）由地表识别技术逐步发展到揭“盖层”技术。

总之，对遥感找矿来说，地质为根本，装备为工具，信息提取是灵魂。利用有用的电磁波谱范围内的信息识别技术，识别隐藏在遥感大数据中的找矿信息。

3. 地球物理前沿技术

地球物理方法较多[重-磁-电-震-放射性-热流]，仪器设备多种多样，应用领域很宽广（能源-矿产-地下水-各类工程探测与检测-地灾-国防安全等）。虽然应用领域不同，但是地球物理各方法的前沿技术主要集中在仪器设备制造、数据采集、处理和解释4个方面。总体来说，仪器设备向高精度、多功能、自动化、智能化、轻便化发展；采集技术向高效率、高密度（2D-3D）、高信噪比、多方位（海陆空地）发展；处理技术向多参数联合、可视化和立体化发展；解释技术向多方法、多尺度、多参数约束和大数据、人工智能化发展。

在矿产资源快速找矿和勘查评价领域，需要针对不同的地质目标或矿床类型，依据经济有效性原则和具体地质地貌等条件选择适宜的方法技术和方法技术组合。

在中高山区地形复杂地区，宜采用相对轻便的方法技术，航空地球物理（重-磁-电-放射性及遥感）技术适用于高效普查，无人机航磁、地面甚低频电磁法、放射性能谱法、伪随机电磁法和高精度磁法适用于专项重点剖面检查。

在浅覆盖区，可采用传统的地面或航空重磁电技术开展普查和大比例尺查证，针对不同的目标地质体，采用金属矿产地震技术、大功率激电探测、频谱激电法（SIP）、磁电流法、电磁法（如广域电磁法、可控源音频大地电磁法、音频大地电磁法、大地电磁法、瞬变电磁法等）、高密度电法、密集台阵技术，通过综合精测剖面探测，配合地质化探缩小找矿靶区及目标地质体范围、确定目标地质体的空间分布，指导钻探工程验证。

4. 智慧勘探与智慧矿山技术

智慧勘探充分利用人工智能、大数据、云计算等技术进行地质信息处理挖掘，圈定异常靶区，指导钻探验证。智能勘探能够全面评估各种数据，决策更加科学。它在油气勘探方面率先应用，目前在非煤固体矿产快速找矿方面刚刚兴起，尚未形成可靠的软件系统。智慧勘探涉及的主要技术包括知识模型、协同研究、业务微循环、信息技术、探测技术、通信（网络）技术、智能数据库技术、找矿决策、智能钻探、虚拟存储技术、大数据、云计算等。华东有色地勘局于2013年自主研发了“智慧勘探”系统，该系统是中国在智能勘探方面首次全面开发的尝试。

智慧矿山利用物联网、云计算、虚拟现实、数据挖掘等技术实现矿山生产流程的智能化决策和管理。智慧矿山可有效解决矿山开采中的效率、安全和效益问题，它以煤炭行业为先导，尚处于系统解决方案讨论与模块开发阶段，在金属矿山方面刚被提及，尚无系统解决方案。智慧矿山涉及的主要技术包括虚拟现实、物联网、感知矿山、信息化、数据挖掘、定位、大数据、自动化、云计算、信息系统、三维可视化、扁平化管理。

智慧勘探与智慧矿山是未来矿业发展新的契机。人工智能、云计算、大数据、物联网和虚拟现实技术是共性和前沿的信息科学技术，而基于大数据的信息挖掘、知识发现、专家系统是跨专业研究的交叉热点。