5.4　技术路线图

5.4.1　需求分析

1. 国家资源需求

随着中国经济的持续快速发展，对矿产资源需求不断增加，大宗矿产（如铜和富铁等）对外依存度持续升高，原有的优势矿产（如锡和钽等）变成紧缺矿产，新兴战略资源钴对外依存度超过90%。资源供给严重不足，不仅制约中国持续发展，而且危及国家经济安全。在中国，基岩裸露的低山区露头矿、半露头矿和浅表矿发现难度越来越高，向中高山-浅覆盖区下部找矿成为一种越来越受重视的选择。因此，在中高山-浅覆盖区开展快速找矿勘查极大概率地成为破解中国矿产资源困境、增加资源储备的重要途径。

2. 国内行业需求与未来发展需求

中国矿业产值占国内生产总值（GDP）的比例达7%，是国民经济中的一个重要行业。当前，随着国力的增长，中国矿业公司正积极走向海外。在国际矿业市场，矿业巨头掌握全球资源命脉。例如，国际上三家铁矿石供应商（BHP billion、Rio tinto、CVRD）高度垄断全球富铁矿石，2009年和2020—2021年他们曾迫使中国接受矿石大幅度涨价，中国矿业公司盈利空间高度压缩。着眼于当前及未来，矿业公司之间的竞争已不仅仅是产品的竞争，而是整个产业链的竞争。只有掌握各类关键矿石资源和勘查技术装备，才能提高矿业公司核心竞争力。全球矿业已经向智慧勘探方向发展，大数据、人工智能、云计算、移动互联等现代信息技术与矿业发展开始融合，智慧勘探、智慧矿山、矿业物联网等快速兴起。同时，人们也越来越关注矿业带来的环境污染问题，低碳化、绿色矿业、无废料矿山、洁净矿山等相继提出，各国对矿业制定了更加严格的环保条例。未来矿业越来越向绿色、安全、智能、高效方向发展。在附加各项要求的同时，如何降低勘查费用成为制约矿业公司未来找矿勘查投入的主要问题。可知，随着矿业转型升级的深入推进，对新技术的需求越来越大，对依靠核心技术提升创新能力的要求也越来越高。

矿山企业受市场影响，有其自身无法克服的缺陷，政府能对市场与矿山企业的缺陷予以规避，将企业与国家的当前利益和长远利益、局部利益与整体利益结合起来，保障中国矿产企业持续健康发展。加快矿产勘查与开发方法和技术升级，可以为中国矿产企业建立竞争优势。

5.4.2　发展目标

从国内生产总值来看，中国已是全球第二大经济体，并且经济规模仍在不断增长，在可预期的未来中国矿产资源需求将长期处于高位。为保障经济健康发展和国家战略安全，降低对外高度依赖矿产因国际供需波动对中国的影响，开展大宗矿产和关键矿产找矿、增加资源储量十分必要。在传统找矿勘查区域发现矿产难度越来越高的情况下，向中高山-浅覆盖区找矿成为未来增加中国矿产资源储量的重要途径。目前，全球矿业处于低谷期，正是加快矿业政策调整和技术、装备研发实现直道超车的机遇期。中国已启动了深地资源勘查开采重点专项，中高山-浅覆盖区非煤固体矿产快速找矿勘查与深地勘查形成有效互补，并且考虑到中高山-浅覆盖区找矿更易突破，应将其作为未来找矿的首要战略选择。在科技创新推动下，未来中高山-浅覆盖区找矿勘查愿景将向快速、低成本、智能、绿色、安全的方向发展，各种无人机、直升机、小型固定翼飞机会成为野外数据采集的重要平台，并且实现一般化学成分的便携式仪器野外现场直接分析测试，人工智能、大数据、云计算、物联网等现代信息技术与矿产勘查实现融合，数据自动化处理和自主决策开始出现，智慧勘探逐步摆脱人类干涉开启真正智能。中国中高山-浅覆盖区非煤固体矿产快速找矿中长期发展主要集中在以下3个方面：

（1）成矿规律和找矿理论研究持续创新。区域成矿规律研究更加详细，成矿带的立体构成、多时代叠加演化得到细致解剖。主要矿种的矿床模型研究将进一步深化，找矿模型更易操作使用，找矿标志更加全面和易识别。

（2）研发用于大型-超大型矿产识别的系列关键技术及装备。自主知识产权找矿勘查设备研发需跨学科、跨部门合作，由政府推动在大型或超大型矿产识别的遥感识别关键技术及装备、浅表红外矿化识别关键技术及装备、航空重磁电放地球物理关键技术与装备、地面地球物理勘查技术及装备、地球化学勘查关键技术与装备、快速钻探控制关键技术及装备等方面加大投入。未来找矿勘查仪器设备向轻便化、自动化、智能化、高精度、多功能发展，信息采集技术向高效率、高信噪比、多方位发展，数据处理技术向多种数据融合、可视化和立体化发展，解释技术向人工智能化发展。

未来找矿勘查将会越来越解放人力，野外作业的无人机、直升机、小型固定翼飞机等平台将会多样化发展，而其中综合性矿产勘查无人机的设计与制造将处于十分突出的位置。飞行作业的频繁性要求中国空管方面尽快制定相应合理管理法规、条例，便于飞行作业能够及时开展，并且不影响国家安全。

（3）研究形成中高山-浅覆盖区非煤固体矿产快速找矿勘查技术方法体系。需要突破一系列信息提取、弱信息增强、信息融合、智能化分析技术，开发数据处理软件集成系统，提出新型找矿勘查方法，对勘查方法进行组合和优化，创建中高山-浅覆盖区高效、快速找矿技术及集成。

实现上述中长期目标，离不开专业型人才，未来需要培养找矿勘查技术复合型人才及研发管理人才。国家需要在跨部门合作机制、技术应用鼓励机制及政策体系方面出台配套管理政策，确立重点项目，在中国中高山-浅覆盖区开展快速找矿勘查技术与装备应用示范。要向世界推广中国找矿勘查技术与装备，未来还需要至少培育1～2家设备研发、生产企业，使之进入世界知名企业行列。

5.4.3　关键技术与装备

中国在未来中长期需要突破系列关键技术，研发多种快速找矿勘查装备，开展中高山-浅覆盖区非煤固体矿产快速找矿勘查应用示范。

1. 地质找矿理论与方法

在地质找矿理论与方法方面需要重点研发的任务如下：深化中高山-浅覆盖区成矿规律研究，完善与深化找矿勘查模型、矿床组合模型研究，加强矿物微区找矿矿物学研究，开展蚀变矿物、副矿物找矿矿物学与大比例尺地质填图找矿预测技术研究。

2. 遥感、红外光谱与雷达

在遥感、红外光谱与雷达方面的重点研发任务如下：多源遥感综合找矿信息智能化分析技术、隐伏区遥感找矿信息提取技术；航空/航天高光谱矿区蚀变矿物填图和矿体探测技术；近红外光谱识别岩石中蚀变矿物技术、中红外/热红外光谱识别矿物和岩石技术、钻孔岩心红外光谱/成像光谱扫描进行三维蚀变矿物填图技术；激光雷达三维建模与立体地质解译技术、极化雷达/干涉雷达岩性识别与构造解译技术。在装备方面，需要改进国产便携式红外光谱采集仪和岩心红外光谱扫描仪，使之达到国际领先水平；开发出具有自主知识产权的地质光谱分析软件；研制出具有自主知识产权的高光谱成像光谱仪；开发出高光谱数据处理集成软件系统。

3. 地球化学

在地球化学方面的重点研发任务如下：矿物地球化学勘查技术，进一步发展和完善土壤和岩屑多元素勘查地球化学技术，冰积物、冲积物重砂矿物找矿技术，高精度测氡技术，浅覆盖区找矿同位素示踪技术，浅覆盖区找矿核素示踪技术。在装备方面，需要研制现场快速高精度测氡仪器和便携式高精度现场分析测试装备。

4. 地球物理

在地球物理方面的重点研发任务如下：航空放射性能谱（铀、钍、钾）测量技术、高精度放射性能谱（铀、钍、钾）测井技术、大功率正交场源张量可控源音频大地电磁法、大功率音频大地电磁法、坑内大功率激电探测、大功率测井技术、浅覆盖区隐伏矿地球物理弱信息提取技术、地球物理数据处理的全自动技术、地球物理找矿异常解释的全自动化技术。在装备方面，需要研制新型高精度航空电磁测量装备、新型高精度航磁测量装备、新型高精度航空重力测量装备、新型地球物理测井装备、实现测井装备智能化、开发出航空-测井地球物理数据处理集成软件系统、实现数据处理软件系统智能化。

5. 钻探

在钻探方面的重点研发任务如下：中心取样快速钻探技术、声波振动快速取样钻进技术、轻便取样钻机、铝合金钻杆、连续油管钻探技术及装备。研发便携式多功能浅钻、定向钻装备，样品自动采集—碎样—分样系统，与快速测试装备无缝连接，实现快速钻探和识别含矿异常。

6. 航空与无人机平台

在航空与无人机平台方面的重点研发任务如下：综合性矿产勘查无人机设计制造技术；航空物探、航空化探和航空高光谱数据采集平台系统研究，提高采集精度，降低采集成本，实现快速采集。

7. 综合信息找矿技术与智慧勘探

在综合信息找矿技术与智慧勘探方面的重点研发任务如下：充分结合移动互联、人工智能、大数据、云计算等现代信息技术，研发信息挖掘新技术，形成具有自主知识产权的解释处理软件，实现部分数据处理和解译的现场化、自动化。研究地质、遥感、物探、化探等不同学科的多元信息融合技术。

8. 快速找矿技术集成创新

对快速找矿技术进行集成研究，探索最优的快速找矿技术组合，构建综合找矿信息三维地质模型，快速发现地表或近地表矿体，形成一套中高山-浅覆盖区快速勘查技术体系。

5.4.4　快速找矿示范工程建议

提出“面向2035紧缺战略性矿产找矿勘查”重大科技专项建议。

（1）在新区找矿，通过深化不同区带成矿规律研究，结合航空地球物理-遥感矿化信息高精度识别技术及大数据智能预测技术，在中高山-浅覆盖区开展靶区优选和立体找矿。

（2）在已有矿山周围找矿，针对不同类型矿床及矿床组合的特点，研发提出矿床组合模型，结合地球物理、地球化学、红外光谱、钻探技术和蚀变矿物学等技术创新，开展隐伏矿体精准定位。

（3）突破瓶颈，自主研发国际先进找矿勘查仪器设备。

5.4.5　技术路线图的绘制

面向2035年的中国中高山-浅覆盖区非煤固体矿产快速找矿勘查技术路线图如图5-1所示。