这种“找矿黑科技”，中国科学家只用 15 年，就走完了外国 50 年的路
【导语】2025年4月22日，国家卓越工程师、中国自然资源航空物探遥感中心首席科学家熊盛青在世界地球日主题场上发表演讲，题为《航空物探遥感带你“透视”地球》。他回顾了我国航空物探遥感技术从引进到自主创新的历程，并展示了该技术在找矿勘探、地球结构研究等领域的重要应用。演讲中，熊盛青强调，航空物探与遥感技术如同给地球做“CT”，不仅揭示了地球内部的复杂构造，还为我国的矿产资源勘探和防灾减灾提供了强有力的科技支撑。未来，我国将(jiāng)继(jì)续(xù)完(wán)善(shàn)地(de)球(qiú)观测技术体系，推动航空物探技术的进一步发展。
2025 年 4 月 22 日，国家卓越工程师、中国自然资源航空物探遥感中心首席科学家熊盛青在2025说“多维地球 寰宇共生”世界地球日主题场带来演讲《航空物探遥感带你“透视”地球》，讲述我国在该领域从技术引进到自主创新的发展历程，展现航空物探遥感在找矿勘探、地球结构研究、珠峰测高等领域的重要应用。
以下是熊盛青的演讲节选：
地球是人类赖以生存的家园。在人类历史发展进程中，从未停止过对地球的探索。从“钻木取火”的蒙昧时(shí)代到“青铜铁器”的文明曙光，从化石燃料的蒸汽时代到大数据人工智能的迅速爆发，认识地球、开发地球、保护地球都是(shì)永(yǒng)恒(héng)不(bù)变(biàn)的(de)主题(tí)。
“向(xiàng)地(de)球(qiú)深(shēn)部(bù)进(jìn)军(jūn)”是(shì)时(shí)代(dài)赋(fù)予(yǔ)我(wǒ)们(men)的(de)重(zhòng)要(yào)课(kè)题(tí)。但(dàn)是(shì)，“上(shàng)天(tiān)不(bù)易(yì)，入(rù)地(de)更(gèng)难(nán)”，人(rén)类(lèi)至(zhì)今(jīn)钻(zuān)探(tàn)的(de)深(shēn)度(dù)不(bù)过(guò) 12289 米(mǐ)，不(bù)足(zú)地(de)球(qiú)平(píng)均(jūn)半(bàn)径的(de)千(qiān)分(fēn)之(zhī)二(èr)，而(ér)肉(ròu)眼(yǎn)观(guān)测(cè)范(fàn)围更是有限。用高科技手段是探测地球、发展地球系统科学的必由之路。今天我们就来介绍下两种快速探测地球的物理方法——航空物探与遥感技术。
图片来源于熊盛青演讲PPT
PART1 航空物探：给地球做“CT”
什么是航空物探遥感？我们先从大家比较熟悉的遥感技术说起。
遥感，就是把专业相机装载在卫星或飞机上，给地球“拍照”，通过对地球进行系统的观测和监测，构建数字地球。
如今，数以千计的遥感卫星像“天眼”一样，时刻看护着我们的地球。它们在支撑服务自然资源管理、生态环境保护、自然灾害预警监测等方面发挥着重要作用。
图片来源于熊盛青演讲PPT
遥感的特长是观测地球表面，但要快速“透视”地球，就要依靠另一种高科技了，它就是航空物探，学名叫航空地球物理。“透视地球”的目的是向地球内部要空间、要资源、减灾害。
下面展示的是(shì)一(yī)幅(fú)覆(fù)盖(gài)全国(guó)的(de)航(háng)磁(cí)图(tú)。这(zhè)是(shì)我(wǒ)国(guó)首(shǒu)次(cì)陆(lù)海(hǎi)统(tǒng)编(biān)、种(zhǒng)类(lèi)最(zuì)多(duō)、精(jīng)度(dù)最(zuì)高(gāo)的(de)大(dà)区(qū)域航(háng)磁(cí)系(xì)列(liè)图之一，是我国航空物探领域 70 多年调查和研究成果的集成。
图上的色彩分布揭示了地球内部磁性特征与复杂地质构造，红色区域代表磁场比较强，越往蓝色演变，说明磁场越弱。
图片来源于熊盛青演讲PPT
这些磁场线条的绘制，都是航空物探的功劳。
简单来说，航空物探是利用飞机搭载物理探测仪器，通过飞行，像耕地一样，画出一条又一条的飞行测线，获取工作区域的磁力、重力、电磁和放射性等信号，专业上叫作地球物理场信息。科研人员通过对地球物理场信号的处理和解释，推断地球的内部构造特征，从而找到矿产资源的有利富集区，如同医生给病人做 CT ，寻找“病灶”。
图片来源于熊盛青演讲PPT
七十多年来，我国依据航空物探异常发现的矿床数以千计，我们可以骄傲地说，全国约 90% 的铁矿都是通过航磁异常发现的，比如大冶铁矿深部富矿体、山东齐河富铁矿、新疆东天山铜镍矿、秦岭华阳川地区铀矿……
我们还通过航空物探解译出了地球内部的岩浆岩、断裂构造、火山机构等地质密码，为揭秘地球内部结构、防灾减灾提供了系统的科学研究成果。
PART2 技术封锁下的突围
我国航空物探技术从上世纪五十年代初开始起步，至今经历了三代技术发展历程。
第一代技术主要是从前苏联引进的，解决了“有”和“无”的问题。第二代技术则是国外引进和自主研发相结合，在航磁探测仪器和定位技术上相继取得突破，进入高精度测量阶段。前两代技术支撑发现了一大批国民经济建设和人民生活的急需矿产资源。
但(dàn)与(yǔ)国(guó)际(jì)相(xiāng)比(bǐ)，我(wǒ)国(guó)的(de)整(zhěng)体(tǐ)技(jì)术(shù)还(hái)比(bǐ)较(jiào)落(luò)后(hòu)，一(yī)直(zhí)到(dào)上(shàng)个(gè)世(shì)纪(jì)八九十年代，主要的仪器装备还要依靠进口。那时候，我们投入巨资、费尽周折才引进的设备，在国外却不是最先进的，甚至是即将淘汰的。
西方国家长期对我们封锁技术，哪怕是合作勘查，都(dōu)不(bù)让(ràng)我(wǒ)们(men)上(shàng)飞(fēi)机(jī)，也(yě)不(bù)让(ràng)我(wǒ)们(men)接(jiē)触(chù)仪(yí)器(qì)，更(gèng)不(bù)让(ràng)我(wǒ)们(men)参(cān)与(yǔ)数(shù)据(jù)处(chù)理(lǐ)。在(zài)出(chū)国考察访问时，仪器设备只能远观，不能靠近。这种技术上被人设防的感觉像一块越来越大的石头，压在每一位航空物探人的心里。
我们深(shēn)深(shēn)体(tǐ)会(huì)到(dào)，核(hé)心(xīn)技(jì)术(shù)受(shòu)制(zhì)于(yú)人(rén)是(shì)最(zuì)大(dà)的(de)隐(yǐn)患(huàn)，因(yīn)为(wèi)这(zhè)是(shì)买(mǎi)不(bù)来(lái)、要(yào)不(bù)来(lái)、讨(tǎo)不(bù)来(lái)的(de)。要(yào)冲(chōng)破(pò)垄(lǒng)断(duàn)，没(méi)有(yǒu)捷(jié)径可(kě)走(zǒu)，必(bì)须(xū)靠(kào)自(zì)己(jǐ)来(lái)攻(gōng)克(kè)。从(cóng)那(nà)时(shí)起(qǐ)，我(wǒ)们(men)就(jiù)坚(jiān)定(dìng)了(le)信(xìn)念(niàn)：航(háng)空(kōng)物(wù)探(tàn)领(lǐng)域的(de)科(kē)技(jì)自(zì)立(lì)自(zì)强(qiáng)，我(wǒ)们(men)必(bì)须(xū)有(yǒu)！
2006 年(nián)，航(háng)空(kōng)地(de)球(qiú)物理勘查技术被列入国家优先支持发展的重点高科技领域，国内 25 家单位、51 个团队、近 500 名科研人员，开启了自主研制的“大会战”和“攻坚战”。从“追赶 50 年差距(jù)”到(dào)“国(guó)产(chǎn)装(zhuāng)备(bèi)国(guó)际(jì)一(yī)流(liú)”，我(wǒ)们(men)仅(jǐn)用(yòng)不(bù)到(dào) 20 年(nián)。
以(yǐ)航(háng)空(kōng)重(zhòng)力(lì)仪(yí)为(wèi)例(lì)，我(wǒ)国(guó)自(zì)主研(yán)制(zhì)的(de)仪(yí)器(qì)精(jīng)度(dù)达(dá) 0.6 毫(háo)伽(jiā)。毫(háo)伽(jiā)是(shì)个(gè)什(shén)么(me)概(gài)念(niàn)？地(de)球(qiú)的(de)平(píng)均(jūn)重(zhòng)力加速(sù)度(dù)约(yuē)为(wèi) 9.8m/s2，1 毫(háo)伽(jiā)仅(jǐn)为(wèi)平(píng)均(jūn)重(zhòng)力(lì)加(jiā)速(sù)度(dù)的(de)百(bǎi)万(wàn)分(fēn)之(zhī)一(yī)。我(wǒ)们(men)的(de)航(háng)空(kōng)重(zhòng)力(lì)仪(yí)精(jīng)度(dù)甚(shén)至(zhì)优(yōu)于(yú)西(xi)方(fāng)禁(jìn)运(yùn)指(zhǐ)标(biāo) 0.1 毫(háo)伽(jiā)。
这(zhè)微(wēi)小(xiǎo)的(de) 0.1 毫伽背后，是科研人员无数个不眠之夜的心血。我国也由此成为继美、加、俄之后，第四个掌握航空重力核心技术的国家，有了它，我国又新增了一种探测地球和找矿的重要手段，在 2020 年珠峰测高中发挥了重要作用。
活动现场图
如今，我国已经实现了技术装备的国产化，建立了第三代高分辨综合航空地球物理勘查技术体系，具备了全地域、多尺度、高精度的综合勘查能力，整体达到了国际一流水平。
未来，我国将进一步发展和完善“星—空—地—海—井”地球观测、探测、监测技术体系，发展以无人机集群化、超高分辨率和智能化为特色的第四代航空物探技术，打通产业化的最后一公里，在找矿主战场上接受实战检验。