技术创新→找矿突破，来看看院士专家怎么说

王学求研究员介绍，化探是勘查矿产资源特别是寻找隐伏矿、难识别矿的重要方法。勘查地球化学自20世纪30年代诞生以来，在发现斑岩型铜矿以及铀矿、金矿等方面取得很大的成功。随着科学技术的进步，地球化学勘查技术也在不断进步。

王学求研究员告诉记者，勘查地球化学界所指的覆盖区，一般限定在覆盖厚度为300米以浅的地区，分为三类：一是原地风化的残积、坡积覆盖区，如我国南方地区的砖红土区、黑龙江的森林覆盖区。实践中，这类覆盖区一般是覆盖厚度小于50米的地区。二是外来运移的覆盖区，如风成沙、黄土区、冲积平原等，此类覆盖区是覆盖厚度小于100米的地区。第三类覆盖区是沉积岩或火山岩盖层，限定在覆盖厚度小于300米的地区。

在我国，覆盖区主要包括森林覆盖区、半干旱草原区、干旱戈壁沙漠区、高寒草原区、黄土区、冲积平原、高寒冻土区、红土植被区、沼泽覆盖区9种类型。这些覆盖区以厚度小于100米计算，总面积为220万平方千米。我国开展的区域化探扫面工作，目前完成了一半覆盖区，但效果有待提高。另有一半还未进行扫面，需要进一步开展化探技术研究等工作。

王学求研究员介绍，勘查地球化学的理论基础是成矿物质在成矿过程中于围岩中留下元素运移轨迹，或是成矿以后在岩石、土壤、水系沉积物、水、植物以及气体中形成各种类型的地球化学分散模式。根据这些元素运移轨迹或分散模式，能够发现和追踪新的矿床。

但是，覆盖区化学勘查的理论基础与传统出露区的勘查理论基础不同。出露区地球化学勘查理论基础是基于含矿围岩和矿体的次生风化以及元素侧向迁移。对覆盖区而言，该理论并不适用。覆盖区地球化学的理论基础是元素穿透上方土壤和沉积物盖层的垂向迁移，因此被称作穿透性地球化学。

因此，覆盖区地球化学的化学元素迁移机理与出露区的化学元素迁移机理也不相同。目前，勘查地球化学界主流的覆盖区穿透性勘查技术有4种：一是土壤微细粒勘查技术；二是金属活动态测量技术；三是气体及地气测量技术；四是生物地球化学技术。这几类技术各有特点，使用较为成功的是土壤微细粒勘查技术。

“我国化探找矿自2000年以来，勘查重点转向覆盖区和深部矿的战略资源勘查。”王学求研究员指出，以我国金矿地球化学勘查技术来说，2000年以前，我国化探找金主要贡献是在出露区：一是在华北地台北缘，二是在小秦岭到熊耳山，三是在黔西南地区。2000年以后，化探找金最大进展是在覆盖区：一是在西秦岭川西北到甘南的高寒草原覆盖区发现5处超大型金矿；二是在西部荒漠戈壁区，特别是甘肃北山地区发现3处中大型金矿。西部覆盖区金矿找矿突破获得2020年度国土资源科技成果一等奖。

据介绍，西秦岭高寒草原覆盖区一般地表被2米~5米的黄土覆盖，地表为草原景观。由于类卡林型金矿的微细粒的微米到纳米金迁移到地表时，常被有机硅胶包裹，因此常规化探方法难以发现异常。使用有效分解有机硅胶的微细金化探技术后，可显著提高异常识别率。根据化探异常，我国发现了以刷经寺为代表的5个超大型金矿。

据介绍，微细粒勘查技术对找离子吸附型稀土矿效果显著。近几年，我国在区域上采用细粒级水系沉积物测量，矿区异常查证上采用土壤剖面测量，在南方红土植被覆盖区寻找重稀土离子吸附型稀土矿也取得新进展。由中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所牵头完成的有关项目在云南首次发现了大型离子吸附型稀土矿。该项工作已在云南红河哈尼族彝族自治州发现重稀土元素超常富集区，圈定4处稀土找矿靶区，圈定6处异常中心。经钻探验证，发现了4个离子吸附型稀土矿。初步推断，稀土潜在矿石量约9.46亿吨、稀土氧化物潜在资源约100万吨，重稀土氧化物潜在资源约13.7万吨。此项工作入选2022年度地质调查十大进展之一。

王学求研究员强调，浅覆盖区地球化学找矿技术对新区找矿意义重大。要重点发展土壤微细粒勘查技术、土壤活动态测量技术、土壤气体测量技术、生物地球化学技术等，通过这些地球化学勘查技术发现异常后，建立不同矿种的靶区优选指标。目前，经过验证，上述技术对金、铜、稀土、锂、铀等目标矿种找矿行之有效。

代晶晶研究员介绍，20世纪70年代开始，矿物光谱理论与遥感技术逐渐应用于矿产勘查领域。针对新一轮找矿突破战略行动，遥感技术具有以下优势：首先，随着找矿工作的不断推进，露头矿大多已经被发现，隐伏、半隐伏矿成为地质找矿的一个难题。大量研究表明，虽然岩浆—热液矿床中的隐伏矿体规模有限，但在成矿过程中产生的地表蚀变范围规模巨大，其蚀变特征能被遥感技术捕捉到。因此，遥感技术可以为寻找隐伏、半隐伏矿提供重要技术支撑。其次，我国西部高海拔、华南深切割地区等地形地貌较为复杂的地区，地质找矿工作受到很大阻碍，遥感技术可以发挥“千里眼”作用，为后续找矿部署提供重要依据。最后，新一轮找矿突破战略行动需要更为经济、绿色、快速、高效的技术手段。遥感技术成本较低，且具有高密度、全覆盖、高效、环保等优势，一直是国外大型矿业公司和地质调查单位的重要手段之一。

遥感找矿主要的科学问题有哪些？代晶晶研究员归纳为两点：首先，每种类型的矿床在形成过程中都会产生许多矿物，开展遥感找矿的基础是要了解各种矿物的光谱特征及形成机理。每种矿物都有其独一无二的光谱特征，比如，含稀土矿物在可见光波段具有吸收特征；常见的热液蚀变矿物在短波红外波段具有吸收特征；热红外波段则对造岩矿物和矽卡岩矿物探测效果较好。这些矿物光谱和成矿作用有何联系、哪些矿物的光谱特征可以指示成矿作用，更是需要深入探讨的科学问题。其次，针对多矿种、多尺度遥感找矿如何构建有效的技术方法体系、选择什么样的遥感数据源、运用什么样的技术方法与算法，也是影响遥感找矿成败的重要因素。

代晶晶研究员指出，遥感技术可以在多种类型的矿床和矿种的勘查中发挥重要作用，目前可以用于寻找铜、金、银、铁、铅、锌、锂、铍等矿产资源。她重点介绍了4种类型矿床的遥感找矿实践。

第一种类型是斑岩—浅成低温热液铜多金属矿床。此类型矿床找矿的关键是蚀变，因此要对研究区的蚀变矿物的光谱特征进行深入了解，构建基于短波红外光谱特征的找矿模型。以西藏多龙矿集区为例，通过对地表主要蚀变信息的光谱特征研究，运用 ASTER多光谱数据和高分5号高光谱数据开展蚀变矿物信息提取，定位了多个蚀变岩帽，这些蚀变岩帽和目前的矿床非常吻合。基于多龙矿集区遥感找矿的认识，我国在西藏班怒成矿带的其他区域发现了一批铜矿点、矿化点。

第二种类型是矽卡岩矿床。此类矿床找矿勘查的关键是矽卡岩的分带研究。针对矽卡岩矿床的分带，重点要研究矽卡岩矿物的光谱特征。常见矽卡岩矿物如石榴子石、辉石的热红外光谱特征可以指示主量元素的含量，从而指示成矿环境，指导矽卡岩分带。基于此，我国建立了甲玛矽卡岩系统的热红外高光谱勘查模型，为矽卡岩矿床找矿勘查提供技术参考。

第三种类型是伟晶岩型稀有金属矿的遥感找矿。在此类矿床的遥感找矿过程中，含矿伟晶岩的识别是关键。四川甲基卡地区岩矿光谱测试分析表明，遥感技术可以区分含锂伟晶岩、不含锂伟晶岩和围岩。基于对光谱的认识，指导圈定了一系列找矿远景区，大部分发现了锂辉石。这套找矿方法已推广运用到川西其他地区和新疆阿尔金西段，取得了良好应用效果。

第四种类型是盐湖锂、镁矿矿床。基于对西藏扎布耶盐湖不同锂浓度的光谱特征分析，运用遥感和深度学习算法反演了扎布耶盐湖不同年度的锂浓度，探索开展了盐湖水菱镁矿的遥感找矿研究工作。

代晶晶研究员建议，针对新一轮找矿突破战略行动，建议遥感技术以3个尺度开展工作。一是针对成矿带，运用卫星遥感数据，特别是我国近些年发射的高光谱卫星数据来选择找矿远景区。二是在重点研究区，运用航空或是无人机遥感数据进行选点或圈定靶区。三是在矿田尺度，建议运用地面或岩芯光谱仪开展地表或岩芯精细的蚀变矿物填图，分析成矿环境，圈定热液中心，为后续找矿部署提供技术依据。

谈到遥感找矿应用前景与主攻方向，代晶晶研究员认为，遥感技术在新一轮找矿战略突破行动中大有可为，但还需要攻克一些技术难题。例如，要加强高精度短波红外及热红外仪器的研发；攻克浅覆盖区遥感弱信息的提取和剥离技术；深化矿物光谱机理及其找矿指示意义研究；推进星—空—地—深一体化遥感找矿勘查体系示范与应用。在她看来，随着遥感技术的不断发展，必将在新一轮找矿突破战略行动中作出更大贡献。