刘德长：以遥感科技为祖国“探索寻矿”

文|马晓光

今年5月30日是第十个全国科技工作者日，“奋进‘十五五’ 科技谱新篇”的主题在全国各地引发热烈回响。回望“十四五”，我国科技创新成果丰硕；展望“十五五”，科技自立自强与资源安全保障的使命愈发紧迫。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》明确提出“加强战略性矿产资源规划管控”“提升国家战略物资储备保障能力”“实现高水平科技自立自强”，将能源资源安全置于国家战略的核心位置。新一轮找矿突破战略行动，对科技创新提出了更为迫切的需求。

在核工业北京地质研究院，一位老科学家依然坚守在科研一线。他叫刘德长，二级研究员，博士生导师，我国著名的遥感地质学家，现任中国遥感应用协会专家委员会副主任兼秘书长、中国科协决策咨询首席专家。面对“深部-覆盖区”两大找矿难题，他心中酝酿着一个科学构想——通过高光谱遥感技术找矿理论的突破和深度开发，为保障国家矿产资源安全提供核心技术支撑。

半个世纪的遥感报国路：从北大学习班到“后遥感应用技术”

刘德长，1938年生于陕西三原县，1965年西北大学地质系研究生毕业，师从我国著名的大地构造学家张伯声院士。毕业后分配到第二机械工业部第三研究所从事铀矿构造研究，曾主持撰写了《中国铀矿构造与成矿演化》专著。1975年参加北京大学全国第一届遥感学习班，从此与遥感结缘。1976年，他负责成立遥感地质组，开启了核工业系统遥感地质研究的先河。1978年，他担任核工业系统腾冲遥感实验队构造组组长，与来自16个部委的700多名专业技术人员一起，完成了我国遥感发展史上的一座里程碑式试验。

此后，他担任核工业北京地质研究院航测遥感研究中心主任，兼核工业遥感信息与图像分析技术重点实验室主任。之后担任核工业国家级遥感重点实验室学术委员会常务副主任等职。先后获国家级、部级科技进步奖共32项，著有《中国铀矿构造与成矿演化》、《后遥感应用技术研究》、《铀矿地质遥感与铀矿构造研究》等专著5部，主编了“中国遥感早期应用与发展回忆录”，在国内外期刊上发表论文160余篇。被评为核工业系统“有突出贡献的中青年专家”、核工业系统“劳动模范”，享受国务院特殊津贴。

随着地质勘查工作的深入，出露地表的矿明显减少，勘查目标转向地下深处的隐伏矿床。刘德长敏锐地意识到，单靠遥感技术本身很难解决复杂的地质找矿问题。2002年，他创新性地提出了“后遥感应用技术”的新理念”，并强调应将遥感信息的应用“从技术层面提升到科学层面”。通过信息综合和技术集成，对遥感的发现进行延伸研究，并注入地质专业知识，使数字和信息转化为创新认识，来指导实践和决策。陈述彭院士生前曾高度评价这一探索，认为它为遥感技术的深度开发指明了方向。

“断隆成矿”：一个理论突破带来的找矿实践

基于后遥感应用技术，刘德长和他的团队对鄂尔多斯盆地北部东胜铀矿床进行了深入研究。他们利用遥感信息与重力、航磁、地震等其他地学信息相结合，对断裂构造从浅部到深部的特征及其变化进行了精细分析。研究发现，东胜铀矿区存在一条关键的断裂构造带——准格尔召-泊江海子-本害敖包北西西向控矿构造带。这一断裂构造经历了多次构造反转，不同时期有不同的活动性质。中侏罗世燕山运动时期以压性逆断层为主；早白垩世反转以正断层活动为主，对砂岩型铀成矿十分有利。

更关键的是，刘德长在遥感图像上发现研究区存在一个特殊的“泊江海子环形构造”。研究表明，该环形构造是地表隆起、深部局部凹陷的特殊含油气构造。这一发现引出了一个重要的科学论断：深部的油气和流体可能通过断裂构造运移到浅部，参与了铀的成矿作用。同时，经遥感图像分析，认为鄂尔多斯盆地北部的东胜地区实为一断隆构造。

通过对这些现象的深入研究，刘德长提出了砂岩型铀矿“断隆成矿”的新观点。认为中国特殊大地构造背景上造就的砂岩型铀矿床，很难是国外那种形成于稳定大地构造背景之上，与断裂和深部物质无关，单纯浅部成矿作用下形成的砂岩型铀矿床，而是与断裂和深部作用密切相关。从这种观点出发认为，在中国克拉通盆地砂岩型找铀矿，不仅要重视研究地层和层间氧化带，还要重视研究构造和油气等深部还原性物质，而后者过去在国外传统理论影响下，往往被忽视或重视不够。依据这一观点，在鄂尔多斯盆地进行了成矿预测，之后在其预测区勘探出多处铀矿床。

“光-能谱集成”：让遥感在森林覆盖区发挥更大作用

我国的森林覆盖面积约247万平方公里，占国土面积的四分之一。这些地区地质勘查程度低，找矿潜力巨大，但常规地质方法受制于植被遮蔽，难以有效开展工作。如何“穿透”植被，看到林下的地质真相？

刘德长提出的“光-能谱集成技术”给出了答案。光谱数据（高光谱遥感）主要反映地物表面的光谱信息，能识别矿物但穿不透植被，而放射性伽马能谱不受植被影响，能穿透植被但不能识别矿物，二者集成会形成完美互补，实现“看穿”林下的地质勘查能力。

这一技术思路在植被覆盖区铀矿勘查中得到了成功应用。刘德长团队利用光-能谱集成技术在连山关、庐枞等地区开展了“光-能谱集成技术研究”，有效识别了植被覆盖区的岩体、火山岩层和找矿标志，这一方法不仅适用于铀矿，也可推广至森林覆盖区金、铜等其他战略性矿产资源的勘查。

高光谱遥感：从“看见”到“识别”的革命

相对于多光谱遥感技术，高光谱遥感实现了从“地质信息鉴别”到“矿物学信息直接识别”的跨越。利用高光谱技术可以充分直接识别与地质作用和矿产形成密切相关的蚀变矿物，如绢云母、高岭石、绿泥石、方解石等——这些矿物恰恰是找矿的最直接标志。

刘德长团队在甘肃北山柳园-方山口地区，采用航空高光谱成像仪进行了蚀变矿物填图。他们利用SASI（短波红外）高光谱数据，成功提取了该区域的多种蚀变矿物分布信息，快速、准确地圈定了成矿远景区。

刘德长还将铀矿遥感的找矿思路向其他矿产领域开拓。他利用核工业北京地质研究院“遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室”的CASI/SASI/TASI高光谱成像系统（可获得1-2米空间分辨率的高光谱数据），在岩石裸露区建立了从“理论-方法-途径-样区-案例”的完整高光谱遥感直接找矿的闭环技术体系。其成果先后被评为国防科技二等奖和有色金属工业科学技术二等奖。

“十五五”的科学构想：让高光谱遥感为深部找矿破局

当前，我国正处于新一轮找矿突破战略行动的关键时期，铀、金、铜等战略性矿产资源的增储上产任务艰巨。历经数十年高强度勘查，我国地表及浅部易寻矿床已近枯竭，找矿工作正向“覆盖区”和“深部”两大主战场全面转移。

基于半个世纪的深厚积淀，刘德长心中正酝酿着一个科学构想——“高光谱遥感找矿战略突破深度开发技术方案”。这一构想旨在突破高光谱遥感技术在“森林覆盖区”和“深部”两大找矿难题的理论与技术瓶颈，建立一套“空-地-深”一体化立体找矿框架，构建从数据采集到智能预测的完整创新链。

构想的两个核心科学问题：一是森林覆盖区地质环境和蚀变岩石露头的精准识别与找矿指示机制，重点研究无人机高光谱技术与无人机放射性伽马能谱技术的集成；二是基于岩心高光谱数字化的深部矿化信息三维表征与精准预测，重点研究利用高光谱扫描技术对岩心进行快速、无损、高精度的数字化，构建深部矿化信息的三维可视化模型。

这一构想的实现，有望在广大的森林覆盖区和地下深处打开找矿新局面。目前，刘德长正积极推动建立适用于森林覆盖区的“无人机高光谱+无人机伽马能谱”协同探测技术系统和岩心的高光谱数字化智能管理与深部预测衔接技术研究。

在刘德长身上，我们看到了一种可贵的科学家精神——把个人理想融入国家发展，把毕生所学献给祖国需要。从1975年踏入遥感领域，整整半个世纪，他从未停止探索的脚步。

2026年是“十五五”开局之年，也是新一轮找矿突破战略行动的关键之年。刘德长用半个世纪的坚守告诉我们：科学家精神就是“功成不必在我，功成必定有我”的担当；科技自立自强，就是“把论文写在祖国大地上”的实践。在全面推进中国式现代化的新征程上，这样的科学家精神，永远是我们最宝贵的财富。正如他在一次采访中所说：“遥感技术是人类的第二眼睛，我们要用它为祖国看穿大地、找到宝藏。”