社科在线中国有色桂林矿产地质研究院有限公司 黄理善
随着全球关键矿产资源需求激增、浅部资源日益枯竭，深部矿产勘探与开发已成为保障我国资源安全与产业发展的主要战略方向之一。当前，我国铜、锡、锂、钴、镍等关键矿产对外依存度高，深地、深海、深空（三深）资源是保障供应链自主可控的战略基石或未来方向。其中深地2000米以浅资源量或为现有陆地储量2倍，深海多金属结核、富钴结壳等关键金属储量远超陆地，品位更高。传统矿产勘探以单一方法、人工解释为主，存在覆盖范围有限、探测深度不足、效率低、精度差、风险高、难以适应复杂地质条件等瓶颈。深地、深海、深空资源勘探是地球科学、深空探测、深海工程、人工智能等多学科交叉前沿，一旦突破“卡脖子”技术，可大幅提升国家科技竞争力。
我们团队立足国家深地、深海、深空资源勘探战略需求，创新构建“星空地井”全域一体化深部矿产智能探测技术体系。该体系以卫星—航空—地面—井下全维度探测为框架，融合人工智能、三维地质建模、多源数据协同反演等前沿技术，构建“全域覆盖、多场耦合、智能解析、精准预测”的新一代深部矿产勘探范式，为战略性矿产深部增储、资源高效开发与地质安全保障提供核心技术支撑。
“星空地井”探测技术体系
“星空地井”全域一体化深部矿产智能探测技术体系具体内容包含哪些呢？
我们提出的“星”是指通过卫星遥感全域普查（宏观选区），以高分辨率光学卫星、合成孔径雷达（SAR/InSAR）、卫星重力、卫星磁测为核心，实现百万平方公里级区域快速扫描。
其中卫星遥感，可提取地表矿化蚀变、构造形迹、地形地貌信息，快速圈定成矿远景区。卫星重力/磁测，可反演深部密度、磁性异常，揭示区域构造格架与深部成矿背景。
这种方法的优势是，全域覆盖、快速高效、成本低，为后续航空、地面勘探提供宏观靶区。
而“空”是指用航空多方法精细探测（中尺度定位），可集成航空磁法、航空电磁法、航空重力、航空放射性、无人机高光谱等轻量化、高精度航空物探技术，实现复杂地形（高山、荒漠、丛林等）快速高精度探测。比如，航空磁法可捕捉磁性矿体异常，定位深部磁性矿（磁铁矿、磁黄铁矿等）。航空电磁法能探测地下电性差异，对硫化矿、导电矿体敏感，探测深度可达3000米。航空重力，则可识别高密度矿体与构造，辅助深部矿体边界圈定。航空放射性，可圈定放射性元素异常，指示铀、钍等矿产及热液活动区。无人机高光谱，能厘米级分辨率，高效精准识别地表—浅部矿化蚀变。这种方法的优势是，低空高效、无人化作业、大幅降低野外风险与成本，实现中尺度异常快速定位。
航空电磁法无人机
“星空地井”技术体系中的无人机航磁
“地”指的是地面多方法精细验证（深部刻画），采用地面高精度重力、磁法、电磁法（CSAMT/广域电磁法）、激电法、三维地震勘探等，对航空异常区开展千米级深度精细探测。
其中地面电磁/激电，可穿透强，对硫化矿、浸染型矿体响应灵敏，三维反演可刻画矿体形态、规模、埋深。地面地震，可多波多分量、高密度采集，分辨率达米级，精准揭示深部构造与矿体空间关系。这种方法的优势是，精度高、信息丰富，是深部矿体定位与资源量估算的关键手段。
“井”则指的是井下物探精准成像（盲区探测），集成井中激电、井间电磁、井中地震、随钻测井等技术，实现孔旁、孔间及深部盲区三维成像。其中井中物探，可直接获取钻孔周边数百米范围地质信息，验证地面物探异常，指导钻探优化与资源评价。随钻智能导向，能实时监测地层参数，实现精准钻探，减少无效进尺、降低勘探风险。这种方法的优势是，填补地面探测盲区，为深部矿体验证与矿山安全生产提供直接依据。
最后，要强调的是智能融合，AI+三维地质建模。其中人工智能技术，可构建多源数据（遥感、重、磁、电、震、化探）智能融合模型，实现异常自动识别、噪声压制、联合反演与成矿预测，数据处理周期从“月级”压缩至“日级”。而三维地质建模，则基于多方法数据协同反演，构建地下三维地质—物性—矿体一体化模型，实现深部矿体“透明化”展示与定量评价。
“星空地井”技术体系中的地面电磁法勘探
“星空地井”智能探测包括以下五种核心优势：
全域立体覆盖：从卫星全域普查→航空精细扫描→地面精准探测→井下盲区验证，实现地表—浅部—深部—井旁全空间、全深度探测覆盖。
多方法协同增效：突破单一方法局限性，重—磁—电—震—遥感多场耦合，异常相互验证，大幅提升找矿可靠性与成功率。
智能高效精准：AI驱动数据处理与解释，三维建模实现矿体精准定位与定量评价，效率提升50%以上、成本降低30%。
安全绿色低碳：航空、无人机、井下智能探测实现少人化、无人化作业，降低野外安全风险，减少环境扰动。
深地穿透能力：核心方法探测深度突破3000—5000米，满足深部战略性矿产勘探需求。
那么，未来“星空地井”智能探测发展趋势有哪些呢？
我们认为，其技术发展趋势包括以下四方面。
装备智能化：量子重力梯度仪、超导磁力仪、分布式光纤传感（DAS）等新一代高精度传感器规模化应用，探测精度再提升1—2个数量级。
数据融合深化：数据一体化融合，构建数字孪生地质体，实现勘探—开发—监测全生命周期智能管控。
AI深度赋能：地质领域大模型、深度学习成矿预测算法突破，实现“数据—模型—决策”自主闭环，勘探成功率进一步提升 。
探测极限拓展：向万米级深地、深海资源探测迈进，支撑超深钻探与深海矿产开发。
“星空地井”全域一体化深部矿产智能探测技术，是我们团队面向国家“三深”战略的重大技术创新。该体系以全维度探测、多方法融合、智能解析为核心，彻底改变传统勘探模式，为深部战略性矿产找矿突破提供了全新技术路径。
未来，随着技术持续迭代与“三深”勘探深入推进，该技术必将在关键矿产增储、资源高效开发、地质安全保障等领域发挥不可替代作用，为保障国家资源安全、推动矿业高质量发展、建设科技强国贡献重要力量。
“星空地井”探测海洋（水下）LIBS元素原位分析技术
作者简介：黄理善，正高级工程师，地球探测与信息技术专业，现任中国有色桂林矿产地质研究院有限公司矿产地质研究所副所长，入选国家自然资源部储量评审专家、自然资源部青年科技人才、中央企业创新联合体专家委员，获中国有色金属学会杰出工程师、广西创新争先个人等称号。长期致力于国家战略性矿产资源勘探与开发、未来空间产业矿产资源探测技术研究与应用工作，研发无人机航磁与高光谱、海洋高光谱及地球物理电磁多参数探测等技术装备。主持国家重点研发计划项目课题、自然资源部新一轮找矿突破行动科技支撑计划课题、中央企业未来空间产业技术领域项目任务、广西重点研发计划项目等国家级、省部级科研任务60余项。获得省部级科技进步奖、找矿一等奖7项、二等奖3项；授权发明专利7项、软件著作权4项，发表学术论文40篇。
