科技赋能地质发展之一 走近找矿“黑科技”

湖南日报全媒体记者 于淼 通讯员 苏媛 麻婧

近日，湖南省地质院下属的湖南省矿产资源调查所在临武县鸡脚山矿区通天庙矿段探获超大型蚀变花岗岩型锂矿床，共提交锂矿石量4.9亿吨，氧化锂资源量131万吨，推动着湖南进一步构建新能源万亿级产业链。

工欲善其事，必先利其器。“家里有矿”还不够，运用科技创新挖矿同样重要。

近年来，省地质院在“一体两翼三支撑”战略布局指引下，推动科技赋能地质工作，搭建科创平台，运用科创成果推进人才、装备、数字地质建设，培育地质新质生产力。“十四五”以来，发现亿吨级锰矿、探获金资源量300.2吨、锂资源量380万吨，探获了10余种紧缺战略性矿产，7个矿种已顺利完成目标任务，金矿完成比例为92.3%。

科技如何助力找矿工作？记者在地质工作一线发现了不少找矿“黑科技”，让找矿工作效率更高、精度更高、更加绿色。

绿色设备“飞”到矿上去

“以前钻取岩芯的设备要地质工作人员肩挑手扛，运到‘野生’的矿上，不仅笨重，还会对矿山的自然环境造成破坏。”省地质院地质工程室工程师谷惠东介绍，如今用上自主研发的新钻机，找矿工作轻松了许多。

在永州水埠头锰矿矿区，记者见到了地质人眼中的“装备新星”——ZY-800P便携式模块化钻机。这台钻机由省地质院自主研发，创新采用分体式模块化设计，突破传统勘探对地表植被的破坏式作业，提供了“低扰动、高效率”的绿色勘探方案。

记者看到，这台“探地神器”占地面积只有25平方米，由一根长长的“管子”和长方体组合而成。“长管”可以深入到地下1500米的地方，好似一个注射器插入地下，将所需的岩心取上来。如此操作，只会在矿上留下半径为0.1米的圆圈，减少了对当地生态的破坏，也较好恢复。

（无人机和模块化钻机。通讯员供图）

（无人机和模块化钻机。通讯员供图）

这台“探地神器”还有一些“好朋友”，如QK63重载无人机。谷惠东介绍，新型钻机总重仅1吨，还可以拆解为12个模块。QK63重载无人机一次可载着300公斤的设备飞行，飞行时间达2小时，还可以滞空。如此一来，仅需几次，就可以将钻机设备“飞”到目的地，工作效率约提高了30%，在永州锰矿、万古金矿都有它们的身影。

另外一个“好朋友”则是全自动数字化岩心综合扫描仪。

这台仪器看起来好似一台大型复印机，但它的对象是无法用肉眼观测的岩芯。钻机提取到岩芯后，放入扫描仪中，在光学、激光、X射线或光谱技术的扫描下，岩心就变成二维或三维的数字模型，地质工作人员可快速获取颜色、纹理、内部结构、矿物成分等信息，从而进行储层性质、地层演化等方面的分析，既不破坏岩心的完整性，还提高了数字化的效率，提取、决策十分方便。

“万古金矿通过全自动数字化岩心综合扫描仪，快速扫描岩心获取地层信息，促进金矿资源的勘探突破。”谷惠东介绍，如今这台机器已出口到沙特，助力着大洋彼岸的地质工作。

（岩芯扫描仪。通讯员供图）

追踪矿石的奥秘

走进湖南省地质实验测试中心的同位素超净实验室，这里没有矿山大型机械运作的轰鸣声，只有轻微的仪器运转声。借助这些精密的高科技仪器，科研人员解读着隐藏在岩石中的古老奥秘。

在光学实验室内，省地质实验测试中心的吕串博士正使用偏光显微镜，观察一块看似普通的岩石薄片。当镜头对准样本，屏幕上突然浮现出奇特的螺旋花纹，仿佛一张来自2亿年前的“老照片”。

（湖南省地质实验测试中心的同位素超净实验室。通讯员供图）

“这些花纹其实是远古海洋微生物的外壳化石，”吕串指着屏幕说，“就像树的年轮记录岁月，岩石的显微结构保存着地球年轻时的记忆。偏光显微镜技术融合了晶体光学与岩相学原理。它将岩石矿物局部放大几倍到几百倍，通过偏光显微镜，科学家能分辨不同矿物的“光学指纹”，读懂故事。”这种经典的岩矿鉴定方法，至今仍是地质调查中不可或缺的基础技术手段，为区域地质演化研究提供重要微观证据。

矿区的岩石经过偏光显微镜观察后，地质工作人员已得到了岩石的“初始身份证”，想要进一步了解它的“简历”，还需要准分子激光剥蚀系统的帮忙。

“以前想要测量一块岩石有哪些元素，需要分别做实验，所需仪器多，流程也长。但有了准分子激光剥蚀-等离子体质谱联用系统，就可以实现从锂到铀全元素谱的微区原位分析。”省地质实验测试中心科技质量室副主任王子杰介绍，依托该技术，研究团队建立了完善的微区分析体系，应用于矿物微量元素地球化学、同位素年代学等前沿研究。

通过结合“地质时钟”—同位素地质年代学和“同位素身份证”—金属稳定同位素示踪技术，科研人员还能判别湖南某些钨矿是否来自地球深处“火山喷泉”的馈赠。省地质实验测试中心的孔婷博士介绍，同位素技术能够帮助科研人员精确厘定成矿时代，解析矿床形成条件和物质来源，为矿产勘查提供重要的理论依据和技术支撑。

“我们正在构建湖南特色矿产的微观特征数据库，”省地质实验测试中心同位素超净实验室主任彭君说，“结合人工智能和大数据技术，未来这些地质信息将形成智能知识图谱，不仅服务于矿产勘查，也能为地质教育与科普传播提供沉浸式的学习体验。”