铀资源勘查技术国际科技前沿动态

秦明宽，刘祜，叶发旺，李怀渊，朱鹏飞，李博，程纪星，宋继叶，冯延强

1 核工业北京地质研究院，北京 100029

2 核工业航测遥感中心，河北 石家庄 050002

“双碳”目标背景下，我国核能产业迎来了重大发展机遇期，为满足核能产业快速发展对铀资源保障的重大需求，需要不断发现和探明更多的铀资源，相应地对铀资源勘查技术进步提出了更高要求［1］。当前，世界新一轮科技革命和产业变革突飞猛进，学科交叉融合不断发展，铀资源领域的技术创新突破亦不例外，及时掌握该技术领域内国际前沿动态，对推动我国铀资源勘查技术创新和找矿突破具有重要意义。为此，笔者聚焦铀资源无人机探测、铀资源高精度多维探测、基于大数据的铀资源勘查与预测评价、高效低成本探测等4 个技术方向，系统性调研了国际前沿动态，梳理了最新进展和成果，以期对我国铀资源勘查技术发展有所帮助或借鉴。

1 铀资源无人机探测技术

铀资源无人机探测技术是以无人机为平台，搭载遥感、放射性和磁等探测设备，实现对目标区铀成矿环境及放射性异常信息快速探测的技术方法。与传统航空测量技术相比，无人机探测技术具有机动灵活、成本较低和安全高效等优点。

1.1 技术发展概况

无人机技术的发展，为航空探测技术提供了新型平台，由此催生了无人机航空探测技术。随着无人机载荷能力的提升，无人机探测技术从最初的照相、摄影和地形测绘等功能，推广应用到资源勘查。针对铀资源勘查，目前国际上研究热点是基于无人机的探测仪器设备研制，主要有无人机载高光谱测量系统、航磁航放、航电测量系统等。其中，无人机载高光谱测量系统，主要研究机构有美国Headwall公司、加拿大ITRES 公司；无人机载航放测量系统研制，主要研究机构有芬兰的Patria 公司、乌克兰的有关机构；无人机载航磁测量系统，主要研究机构有美国桑迪亚国家实验室、英国Magsurvey 公司、加拿大Fugro 公司、Scintrex 和GEM 公司、德国MGT 公司等［2］。

1.2 主要进展与成果

经多年攻关，无人机探测技术日趋成熟，国外先后研制出了无人机载高光谱测量系统、无人机载航放测量系统、无人机载航磁测量系统，并开始应用于资源勘查实践［3-5］。

1.2.1 无人机载高光谱测量系统

国外无人机载高光谱测量系统发展迅速，机构较多， 主要有美国SOC 公司、 德国Cubert公司， 加拿大ITRES 公司、芬兰SPECIM 公司等［6］。加拿大ITRES 公司研制出了光谱响应区间涵盖到短波红外的无人机载高光谱测量系统，其MicroSASI产品光谱段介于1 000～2 500 nm之间，光谱分辨率10 nm，光谱通道数达到了256 个［7］。美国Headwall 公司研制的Micro-Hyperspec-SWIR 系列无人机载高光谱产品［8］，光谱响应区间也涵盖可见光-近红外-短波红外谱段（400～2 500 nm），光谱分辨率亦达到10 nm。与传统航空高光谱测量系统相比，这两款无人机载高光谱测量系统性能基本相当，信噪比高，已在岩性和蚀变填图中推广应用［9］。

1.2.2 无人机载航放测量系统

国外基于NaI 探测器研制出了多种无人机载航放测量系统。芬兰Patria 公司研制的Patria mini-UVA 无人机载放射性测量系统，采用碲锌镉（CZT）、GM 管和NaI（TI）探测器，起飞重量285 kg，最大飞行速度240 km·h-1，续航时间6 h；俄罗斯研制了基于Χ/γ 射线探测载荷和超级卡姆S-350（Supercom S-350）平台的无人机载放射性测量系统，工作温度-30/+50 ℃，续航时间4 h，通信距离70 km，最大航程360 km，升限3 600 m。在开展铀资源放射性异常调查的同时，还可用于调查突发情况下的核辐射事件，探测放射性污染源和放射性烟羽的流动，监测地面和空中的放射性生态污染。

此外，美国空军与桑迪亚国家实验室联合开发了“Valley of Death”大气取样和γ辐射跟踪无人机系统（UAVs）［10］，西班牙研发出了可探测α、β和γ射线的无人机载放射性探测系统，乌克兰研制了基于激光雷达、多光谱和NaI 晶体的VTOL 无人机综合放射性测量系统。

1.2.3 无人机航磁测量系统

加拿大、英国、澳大利亚、德国和俄罗斯等国开发了多款技术成熟的无人机航磁测量系统，并得到实际应用。代表性产品有：英国Magsurvey 公司研制的Prion UAV 系统；加拿大Fugro 公司研制的Georanger 系统、Universal Wing 公司研制的UAV 航磁系统和Scintrex 研制的CS-VL 系统［11］；德国MGT 公司研制的MGTUAS 无人机航磁系统等。这些先进设备的探测器主要采用光泵磁力仪，灵敏度达到0.000 7 nT√Hz（rms），而重量不足3 kg。2019 年，法国Skyharbour Resources 公司采用无人机载航磁测量技术开展了Moore 铀矿勘查工作，推断解译了铀矿体深部的发育构造，为钻探工程部署提供了依据。

目前，国际上原子磁力仪和超导磁力仪的研发工作正在进行中，这种磁力仪的灵敏度较光泵磁力仪又有大幅提高，但现阶段主要处于实验室测试阶段，尚未在航空磁测工作中得到工程化应用［12］。

2 铀资源高精度多维探测技术

高精度探测技术是指与以往探测技术相比，探测地质目标体的精度更高、预测的成矿远景区或者靶区更为准确的探测技术。多维探测是指探测技术的方法或者手段从多个维度，包括空中、地面及井中。

2.1 技术发展概况

目前国际上铀资源高精度多维探测技术的研究热点主要集中在三个方面：1）航空高精度探测仪器装备研制；2）高精度探测技术研发；3）直接测铀技术研究。

2.1.1 航空高精度探测仪器装备及技术

在铀资源勘查领域，国际上航空探测技术研究热点主要是仪器设备的小型化、数字化和无人值守的自动化，研究前沿方向包括航磁张量梯度测量系统，主要研究机构有英国Anglo American 公司与德国 IPHT（Institute for Physical High Technology）公司［13］；高分辨率多参数伽马能谱测量系统，主要研究机构有加拿大Pico 公司和Radiation Solutions Inc（RSI）公司；大功率多参数航空电磁测量系统，主要研究机构包括法国CGG 公司、加拿大Geotech 公司、丹麦Aarhus 大学及荷兰Fugro 公司等。

2.1.2 高精度探测技术研发

针对铀资源的地面高精度探测技术，国际上研究热点主要体现在3 个方面：1）解决成矿环境的高精度地球物理勘探方法，其前沿方向为三维反演和多参数联合反演方法，主要研究机构有加拿大Geosoft 公司、澳大利亚Encom Technology PtyLtd 公司、泰国Mahidol 大学、美国俄勒冈州立大学等；2）直接预测成矿远景或者靶区的穿透性地球化学方法，研究前沿方向为纳米地球化学测量方法，主要研究机构有德国Rulf Geo 公司、捷克地球物理研究所和瑞典兰德大学等；3）快速识别与铀成矿相关蚀变矿物的方法，研究前沿方向为岩心高光谱扫描方法［14-16］，主要研究机构有美国地质调查局、澳大利亚澳联邦科工组织、西澳地调局、加拿大遥感中心和印度孟买理工学院等。

2.1.3 直接测铀技术研究

铀资源井中探测技术研究热点主要是直接测铀技术，其次为伽马能谱直接测铀技术。研究前沿方向为瞬发裂变中子测铀技术，研究机构主要包括俄罗斯全俄自动化研究所，美国GeoInstruments 公司和澳大利亚Geoscience Associates Australia 公司等。

2.2 主要进展与成果

基于多年研究，国外铀资源高精度多维探测技术在高精度航空物探仪器设备、高精度反演方法和井中直接测铀技术等领域取得了重要进展和成果，主要体现为以下几个方面：

2.2.1 航空探测仪器设备性能大幅提高

在航磁设备方面，Anglo American 公司与IPHT 公司联合研发出了基于超导量子干涉技术的MagSQUID 航磁张量梯度测量系统，该系统信噪比高，噪声水平达到1～2 fT/Hz，可以测量极微弱的磁场；在航放设备方面，加拿大RSI公司研制出了采用ADS 模块探测器和FPGA/DSP 处理器的RS-500 型航空伽马能谱测量系统，可以输出2014 道数字能谱，提高了晶体探测器的灵敏度，基本实现了无测量死时间；在航电设备方面，Geotech 公司研制出了探测深度300～500 m 的VTEM 时间域航空电磁测量系统和探测深度大于1 500 m 的ZTEM 航空大地电磁测量系统，丹麦Aarhus 大学开发了探测深度80～100 m 的SkyTEM 直升机时间域航空电磁测量系统，加拿大Pico 公司研制出了探测深度350 m 的P-THEM 直升机时间域航空电磁测量系统［17］。

2.2.2 三维反演技术趋于成熟并应用于生产实践

针对重磁数据的三维反演技术，Geosoft 公司开发出了Oasis Montaj 处理软件，Encom Technology PtyLtd 公司研发了Encom 软件，UBC公司研发了磁矢量三维反演（MVI），并都已商业化推广应用。

针对大地电磁数据的三维反演技术，泰国Mahidol 大学Weerachai Siripunvaraporn 团队开发了基于高斯-牛顿算法的WSINV3DMT 三维大地电磁反演程序，美国俄勒冈州立大学Gary D.Egbert团队开发了基于非线性共轭梯度算法的ModelEM三维大地电磁反演程序，UBC公司研究了MT3Dinv航空大地电磁三维反演程序，并已在实际勘探中取得较好应用效果［18-19］。

2.2.3 研发出了多种穿透性地球化学方法

德国和捷克研究人员建立了通过采集气体样品，分析其中铀及其共伴生元素进行找矿的纳米地球化学测量技术［20］；俄罗斯和瑞典研究人员建立了利用选择性半透膜或聚苯乙烯薄膜捕集极细的铀及其共伴生金属微粒进行找矿预测的纳米地球化学测量技术；澳大利亚A.Mann 等研究发展了活动金属离子法（MMI）；美国J.R.Clarke 等提出了酶提取法［21-22］。

2.2.4 高光谱识别与铀相关的蚀变矿物成效显著

印度孟买理工学院地球科学系学者对成像与非成像高光谱岩心编录在铀矿勘查中的应用有效性进行了研究，结果表明绢云母与镁绿泥石与铀富集相关［14］，U 在690 nm 吸收峰和Nd 在746 nm、801 nm 的吸收峰较尖锐，具有很窄的波段宽（20～30 nm），690 nm 吸收峰深度与铀浓度具有很好的线性正相关性（R2=0.84）。此外，加拿大学者对阿萨巴斯卡盆地雪茄湖不整合面铀矿床的钻孔岩心进行HySpex 高光谱扫描和矿物填图，精细地识别了铀矿化地段蚀变矿物。2011 年，加拿大与澳大利亚专家对澳林匹克坝IOCG 矿床300 m 岩心进行了可见-近红外光谱自动钻孔岩心编录，通过对矿床蚀变赤铁矿和多硅白云母的识别，准确地区分了含矿与不含矿段。

2.2.5 瞬发裂变中子测井仪研制成功并得到应用

俄罗斯、美国和澳大利亚等国研究者先后攻克了瞬发裂变中子（PFN）测铀技术，研制出由氘氚（D-T）中子发生器、超热中子与热中子探测器等组成的井中直接测铀仪器设备。其中，俄罗斯全俄自动化研究所研制的ANHK-60型脉冲中子测井仪，检出限达到100 ×10-6，中子发生器产额108 n·s-1，脉冲频率20 Hz，探测器测量时长2 500～3 000 µs，工作寿命200 h。目前已发展至第二代，美国基于以往成果研制了APFN+中子测井仪，D-T 中子发生器工作寿命达1 000 h，目前未见商业应用。

2.2.6 伽马能谱直接测铀技术研究取得新进展

基于HPGe 探测器开展样品中238U 核素含量的探测技术已发展成熟并得到应用。2016至2021 年，利用室温条件下CeBr3闪烁体探测器开展238U 含量测量的研究工作取得进展；与此同时，国外Ortec、Canberra 等公司研发了适用于浅孔的HPGe 伽马能谱仪，其中Ortec 公司研制的CFG-PSHP4 同轴P 型HPGe 探测器，采用液氮冷却方式，可用于矿山、尾矿场以及浅钻孔中铀含量的直接测量，但该探测器目前最大测量深度为30 m；2022 年Bertrand 等人提出了一种基于“1.5×1.5”LaBr3（Ce）闪烁体探测器进行钻孔中铀品位及铀镭平衡关系测量的伽马能谱探测技术，该技术通过增加测量时间可以实现对低品位铀含量的测量。

3 基于大数据的铀资源勘查与预测评价技术

基于大数据的铀资源勘查与预测评价技术就是在以往勘查资料和研究成果基础上，引入大数据与人工智能技术，实现对铀资源的勘查指导与成矿的预测评价。

3.1 技术发展概况

基于大数据的铀资源勘查与预测评价技术尚处于探索阶段，国际上也未形成较为成熟的技术。目前研究前沿方向为智能化预测评价方法，研究热点是大数据库、云平台及智能预测模型的构建以及智能预测算法，研究机构主要有德国布来梅大学，美国的 Geospatial One-Stop、加拿大的GeoConnections 等单位［23］。

3.2 主要进展与成果

由于尚处于技术雏形阶段，所以基于大数据的铀资源勘查与预测评价技术所形成的成果主要以数据库的形式居多，预测评价方法仍多以人机交互的方式，尚未形成较成熟的智能化技术方法。

3.2.1 构建完成多个全国性的大数据库

以地质、遥感、水文和地球化学等数据资料为基础，采用分布式存储，元数据目录集成化管理的方式，美国地质调查局构建了GM_Geological 数据库；欧盟成员国采用统一大数据集成架构、专题数据模型和接口标准，完成了欧洲遥感数据库［24］、地球化学数据库、1/100 万地质“一张图”等专题数据库建设；澳大利亚以“玻璃地球”计划为依托，构建了地质、遥感、航空物探和钻孔等数据的全国数据库。

3.2.2 三维地质建模及三维定量评价技术快速发展

三维地质建模是实现三维定量预测评价的基础，国外开发了多款三维地质建模软件，如SKUA、Geovariance 和Minesight 等。在此基础上，开发了克里格插值、序贯高斯模拟和多点地质统计模拟等定量预测评价技术。与传统定量评价技术相比，三维定量评价技术预测的资源量与实际更为接近。

国际上如美国明尼苏达州、纳米比亚埃龙戈省、加拿大阿尔伯塔省和澳大利亚新威尔士州等，在三维地质建模、地质数据集成和资源预测等方面均取得重要成果。加拿大地质调查局完成了阿尔伯塔全省60 万km2的三维地质模型，包括省级地质模型和不同精度的局部地质模型，并对重要矿床开展了预测评价工作。纳米比亚罗辛铀矿床的三维地质模型充分揭露了成矿的白岗岩体与地层、断裂构造的穿插关系［25］。另外，美国地质调查局构建了美国境内的岩石圈三维模型，该模型对美国新墨西哥州、怀俄明州的铀矿床成因、成矿时代和不同深度的岩性特征进行了解译和评价［26］。

3.2.3 人工智能算法快速发展

支持向量机、随机森林和人工神经网络算法等人工智能算法的出现，为基于大数据的铀资源勘查与预测评价技术发展提供了技术支撑。

随着数据挖掘的广泛应用和发展，不同领域都总结提出了数据挖掘的不同流程。其中最具有代表性的是欧盟推出的六大环节（业务理解、数据理解、数据准备、建模、评估、部署）的 CRISP-DM 流程。当前美国纽约的Visual Capitalist 公司提出了人工智能和大数据开启下一波矿产发现浪潮概念模型［27］，探讨了利用大数据发现隐伏矿床可能性。IBM 公司在加拿大渥太华矿产开发论坛上推出大数据和AI 的智能找矿探索平台，但仍处于探索和尝试应用阶段［28］。

可以肯定的是，目前的铀矿预测中的大数据挖掘还远远达不到人工智能的程度。大数据挖掘方法在地球科学的应用尚处于起步阶段，数据挖掘技术的发展和引入，使得铀矿勘查数据进行空间位置分析、关联分析、聚类分析、分类分析和回归分析成为可能，可以实现异常识别、矿产预测和地质背景判别，从而支撑矿产勘查预测等生产实践活动。

4 高效低成本探测技术

顾名思义，高效低成本探测技术就是相比以往铀资源探测技术而言找矿效率更高、成本更低的探测技术。然而，高效低成本是相对概念，是相对的高效和相对的低成本，是效率和成本之间的平衡结果。因为二者之间本身就存在着矛盾，想要高效，若使用最先进的技术手段，有可能成本就会增加；反之，如果无限制压低成本，使用老旧技术，则效率也不会提高。所以，对于高效低成本探测技术而言，就是探索出效率与成本之间的最佳技术组合，而不是一味地单独追求其中某一个技术方面。另外，所谓的高效和低成本是相对于铀资源各个勘查阶段内的对比，因为地质目标任务不同，所以不同勘查阶段之间的成本是不具有可比性的。

4.1 技术发展概况

由于国外人力成本相对较高，所以高效低成本探测技术的发展一直受到高度重视，主要反映在钻探技术和勘查技术两大方面。对于钻探技术而言，研究热点主要为无岩心钻探技术和取心工艺两个方面，研究前沿方向体现在3 个方面：1）移动便捷、适用多工艺（泥浆与空气钻进）、操控集成、高钻进效率的钻探设备；2）高效的钻杆钻具；3）多工艺综合钻探施工工艺（方案），研究机构以专业钻探装备和钻具生产厂家为主，主要有美国Boart Longyear 公司、Schramm 公司、Atlas Copco 公司、加拿大的Geotech Drilling 和日本的利根公司等。此外，发达国家立轴式岩心钻机已经被Boartlongyear、Atlas Copco 等少数跨国企业研制的全液压动力头钻机所取代，绳索取心钻进、空气反循环钻进或多工艺复合钻进等先进钻探工艺在铀资源大国已经广泛应用。美国、澳大利亚等西方国家部分勘查项目无岩心钻探工作比例超过60 %［29-31］；中亚哈萨克斯坦通过持续发展高效钻探技术已将钻探效率提高到平均每台钻机每月能完成5～6 个勘探孔（孔深约550 m），纯钻探成本降低至约25～40美元·m-1［32-34］。

对于勘查技术而言，研究热点主要为高效的探测仪器装备和智能化的处理解释技术，研究前沿方向包括节点式地震仪、多通道多功能电磁仪、轻型自动化放射性测量仪等仪器设备和地震数据智能化处理解释技术。其中节点式地震仪研究机构主要有法国Sercel 公司、英国的STRYDE 公司、INOVA 公司、Geophysical Technology， Inc.（GTI）公 司 、GEOSPACE Technologies 公司、FairfieldNodal 公司、Wireless SEISMIC 公司等，多通道多功能电磁仪研究机构主要有美国CG 公司和Zonge 公司、加拿大Phoenix 公司和德国Metronix 公司等，轻型自动化放射性测量仪研究机构主要有加拿大RSI 公司和NUVIADynamics 公司、美国ORTEC 公司和Durrige 公司、德国Alpha GUARD 公司等；地震数据智能化处理解释技术研究机构主要有斯坦福的SEP、科罗拉多矿业学院的CWP 和Delft 等以及法国CGG，以色列Paradigm，美国Landmark、Omega、Schlumberger 和荷兰Jason 等专业地震软件公司。

此外，在高效低成本勘查技术应用方面，航空探测技术也是常用的手段，特别是对于研究区范围较大的情况下，其效率和成本更具明显优势。基于前述已对航空探测技术进行了较为系统的阐述，故此处不再赘述。

4.2 主要进展与成果

基于长期对高效低成本探测技术的研究，国际上在铀资源勘查的钻探设备、钻探工艺、高效的探测仪器装备和智能化的处理解释技术等领域取得重大进展，主要体现在以下几个方面。

4.2.1 研制出功能多样、运输便利、自动化和智能化的钻探设备

欧美国家岩心钻机主要为全液压动力头钻机，采用轻便式模块化结构或车载一体化结构，自动化程度高，可满足多种钻探工艺需求。

针对难进入地区，研发了模块化轻便全液压钻机。 Geotech drilling 公司研制的HYDRACORE 系列钻机，采用模块化设计，单个模块重量不超过1 200 磅（544 kg），便于直升机吊装和快速组装，满足绳索取心和空气钻进两种工艺，绳索取心最大钻深能力达到1 300 m（B 口径）。Atlas Copco 公司研制的Diamec U8型钻机，采用便携式模块化结构，最大钻深能力2 000 m（B 口径），由第三代计算机控制（APC），在野外现场仅需一人操作，显著地减轻了钻工体力劳动，减少机台钻工人数［35］，节约了成本。

为提高钻机搬运及移动效率，研制出了采用履带装载或卡车装载的车载多功能钻机。Boart Longyear 公司研制的LF 系列钻机，能在同一钻孔中使用金刚石绳索取心钻探、空气反循环连续取样钻探、空气潜孔锤取样复合钻进工艺，并配备钻杆自动夹持拧卸和摆放功能［36］，极大地提高了钻探工作效率，降低了工人的劳动强度。

4.2.2 开发出高效轻型的钻杆钻具

高效轻型的钻杆钻具主要技术革新表现为绳索取心钻具的内管钻具结构和薄壁绳索钻杆两个方面。

以Boart Longyear 公司的Genuine QTM系列绳索取心钻具为例，其内管钻具结构有速降球卡式、快速泵入球卡式、快速泵入弹卡式和常规弹卡式四种类型，用于提高内管投放的快速性和定位可靠性，缩短了投放及打捞的辅助时间［37-39］。

Boart Longyear 公司研制的薄壁绳索取心钻具包括薄壁岩心管、薄壁钻头和薄壁钻杆。以NQ 绳索取心钻具为例，钻孔直径（钻头外径）φ75.7 mm，岩心直径（钻头内径）φ47.6 mm，而同规格的NQTK 薄壁取心钻具在钻孔直径不变的情况下，可获得φ50.6 mm 的岩心直径，钻头壁厚减少1.5 mm。目前轻便式模块化全液压钻机中均配备薄壁绳索取心钻具，相比常规绳索取心钻具，薄壁绳索取心钻具质量更轻，钻头所需钻压低，可配合轻便式模块化钻机以高转速、低扭矩提高坚硬岩层钻进效果和取心质量［40］。

4.2.3 根据不同矿床特点开发出综合钻探施工工艺（方案）

国际上正在勘查开采的铀资源种类较多，因此钻探工程对于不同类型的铀矿采用的钻探工艺也不尽相同。

针对硬岩型铀矿，主要采用绳索取心钻进和空气反循环（RC）钻进工艺。例如，加拿大Athabasca 盆地的铀矿勘查钻探方法主要是绳索取心钻进。NexGen Energy 公司在Arrow uranium deposit 矿区实施的钻探勘查主要采用NQ 口径绳索取心钻进工艺［41-42］。

针对砂岩型铀矿，主要采用提钻式双管取心钻进、无岩心泥浆钻进和空气反循环（RC）钻进工艺。目前，美国和澳大利亚在砂岩型铀矿勘查采用无岩心+取心钻探复合钻进方法，其中无岩心钻探量占比较大，无岩心钻探方法有泥浆钻进和空气钻进，辅以少量取心钻进，取心钻进多采用单动双管取心方法［43-44］。

4.2.4 研制出新型无缆地震采集系统及基于AI 的智能解释技术

地震勘探是地面探测技术中精度最高的地球物理勘查方法，但也是成本最为昂贵的方法。因为除仪器设备本身较为昂贵外，数据采集费用也相对较高，而大量的人力成本是其中重要因素之一。如果能够降低仪器设备成本、大量减少数据采集中劳务人员的数量、提高数据处理过程中自动化和智能化的水平，那么在实现相同目标任务的情况下，将会大幅度地减少地震勘探成本。

基于上述目标，无线节点地震仪应运而生，以法国SERCEL 公司研制的WiNG 系列节点地震仪为代表，采用新一代MEMS 数字检波器，单个重量只有830 g，频带宽度可达0～400 Hz，等效输入噪声仅为15 ng/√Hz。1 ms 采样率下，在25 ℃的环境下可连续工作1 个月，具备卫星导航定位、数据自动存储功能。在野外地震数据采集中，可以实现类似传统有线设备的实时质控。无线节点地震仪的广泛应用，极大地减少了劳动力的使用数量和劳动强度，特别是解决了以往有缆地震勘探中因地形影响而使得部分测点无法埋设地震检波器的问题［45-47］。

在地震数据处理解释技术方面，开发了基于AI 的自动断层和属性解释、地震波初至时间和速度谱拾取等技术方法，发展了面向低频数据的全波形反演、真振幅最小二乘叠前逆时偏移法和时移地震数据的成像和全波形反演等技术，但是这些新技术距离商业化实际应用尚需时日［48］。

4.2.5 研制出多种多功能电磁仪

早期的电磁法仪器只能通过单个测量点逐点采集数据，工作效率相对较低。为提高野外工作效率，仪器开发商推出了多通道多功能电磁法仪，并且还设计出了主机+辅助站的采集模式，实现了一次布站多个测点同时采集数据，极大地缩短了野外施工周期。目前，国际上电磁法仪器产品较多，代表产品有美国CG公司生产的Aether 大地电磁系统、美国Zonge公司生产的GDP-32 多功能电法仪、加拿大Phoenix 公司生产的V8 多功能电法仪、德国Metronix 公司生产的GMS-07e 综合电磁法仪。这些仪器都有6 个及以上通道，可同时采集多个测点，极大地提高了数据采集效率。

4.2.6 研制出多种轻型自动化放射性测量仪

随着科技的发展，研发出了体积相对较小的锗酸铋（BGO）探测器，在提高仪器自动化和数字化程度后，使得伽马能谱测量仪的重量减小到仅1 kg，而仪器性能仍非常高，如加拿大RSI 公司生产的RS 系列便携式能谱仪，采用BGO 探测器，1024 道分辨率，无源自动稳谱，能量采集范围30～3 000 keV［49］。此外，加拿大NUVIADynamics 公司研制了PGIS-2 便携式伽马能谱仪、美国ORTEC 公司研制了Trans-SPEC-100 便携式高纯锗能谱仪。

除能谱仪外，在氡及其子体测量仪器方面也研制出了适用于土壤、大气和水中氡气含量测量的仪器设备。以德国Genitro 公司研制的Alpha GUARD 高精度脉冲电离室测氡仪为代表，适宜土壤、大气和水中的氡气含量测量，测量范围2～2 000 000 Bq·m-3，可用于特殊高异常环境下的氡气测量工作。

5 主要启示与结论

5.1 主要启示

通过对国外铀资源勘查技术前沿动态的调研分析，结合我国新时期铀矿勘查“四新”（新区、新层位、新类型和新深度）突破和“找大矿、找富矿、找经济可采矿”战略目标等高质量发展需求，得到如下四点启示。

1）需高度重视重大勘查仪器设备的研制。重大找矿仪器设备是铀资源勘查技术创新发展的重要基础，是攻深找盲的利器，从国外各种探测技术的发展看，仪器设备占有非常重要的地位。近年来，我国在放射性勘查仪器设备研制方面取得了长足进步，但在一些重大设备研制方面与国际先进水平相比较还存在一定差距，十分必要创新研发模式，打造研制生产-示范应用-市场转化有机衔接新模式，加快推进重大找矿设备或装备的国产化。可以无人机探测技术为突破口，充分发挥国内各领域技术优势，采用以我为主国内大协作的模式，研制出自主品牌的无人机载航磁/航放/高光谱探测仪器设备，实现与国际先进仪器装备的并跑。

2）加强基础理论研究可以更好地带动技术变革。科技创新不可能一蹴而就，往往需要长期的技术积累，也离不开坚实的理论基础，因此应高度重视基础理论研究，加大基础科研项目的支持力度。从国外高精度探测技术的发展历程来看，都经历了较长的研究过程，其中最重要和最关键的难点都是卡在了理论上的突破，所以基础理论的创新是技术创新的基石，没有理论的创新就不会带来技术的革命。

3）应特别重视学科间的交叉融合发展。从当前铀资源探测技术的现状及发展方向看，每一次技术的进步都与其他学科及技术的发展密不可分。从航空探测技术到无人机载探测技术，除了搭载探测器的平台变化外，更为重要的是探测器的小型化、轻型化，而这完全依赖于材料科学和电子科学的发展。类似的例子很多，如无线节点地震仪、新型放射性测量仪和新型钻探设备等等。因此，铀资源探测技术的发展不仅仅依赖于探测技术自身，还与材料科学、计算科学、电子科学、信息科学和通讯技术等的发展密切相关，所以应特别重视学科间的交叉融合发展，才能牢牢把握、占领技术制高点。

4）高精度勘查、高效低成本勘查等技术是国内铀矿勘查领域的重要技术发展方向。针对高精度勘查技术需求，应持续加强三维反演及多参数联合反演技术研究，提高对地质目标体的解译精度；进一步发展先进地震勘探技术，建立适宜砂岩铀矿的地震勘探技术标准；开展瞬发中子测井技术及新型探测器的伽马能谱测井技术研究，突破直接测铀技术。针对高效低成本勘查需求，重点提升适合国内复杂勘查环境的钻探装备技术能力，并根据不同类型铀矿的特点，形成配套的技术标准体系。在勘查信息集成与定量预测技术方向，要加强铀资源数字勘查顶层设计，加强数据治理集成，尽快建立铀资源勘查大数据中心，支撑大数据的高效汇聚、安全存储和深度挖掘，为新一代勘查技术研发提供数据平台支撑。

5.2 主要结论

综合前述铀资源无人机探测技术、铀资源高精度多维探测技术、基于大数据的铀资源勘查与预测评价技术、高效低成本探测技术等4个重点勘查技术方向的国际前沿动态调研分析，得出如下主要结论：

1）航空物探、地面物探和遥感等技术领域适用于资源勘查的核心装备与软件系统仍然由西方部分发达国家以及俄罗斯等国所掌握或主导。

2）国际铀资源勘查技术的发展更多地体现在先进仪器设备的研发上，研制出了无人机载探测仪器设备、高精度航空探测仪器设备、瞬发裂变中子测铀仪、无线节点地震仪、伽马能谱仪和新型钻探设备等等。先进探测仪器设备的研发以企业为主，而探测技术理论的突破则以大学或者研究性机构为主。

3）总体而言，虽然铀资源勘查技术有一定进展和成果，但受近十余年国际天然铀产品市场价格低迷影响，近年来国外铀资源勘查技术的发展相对较为缓慢，针对铀资源勘查的重大技术突破鲜有报道。

4）国际上铀资源勘查技术今后的主要发展方向为高精度、高分辨、高效率、定量化、数字化、自动化和智能化探测。高精度勘查技术、高效低成本勘查技术、先进数字铀矿勘查技术及装备等是国内铀矿勘查领域的重要技术发展方向。