1、最普遍的依然是钻井，分层进行岩石矿物分析，成本较小，技术要求较低，适用范围广；
2、储量较大的，比如煤矿铁矿，就可以根据地层的倾角，找到你想探测的那个地层的露出在地表的部分，然后对这部分进行年代和成份测量。年代可以大体判断含有该种矿物的可能性，比如石炭纪——二叠纪中的山西组——太原组地层含煤的可能性就非常大，不过纯度一般；成份测量就不用解释了，当然这只适用于非稀有矿物，没什么成本，常与方法1结合起来判断；
3、人工地震探测，使用炸药爆破产生的长波长震动波，波在传递时遇到矿物外部裂缝与内部晶体的分子级缝隙时，会产生相应的干涉与衍射，根据反射波传回的信息进行数据分析。当然，一个震源是不够的，往往是围一圈炸药，哐！数据出来，自动分析。这个技术缺点在于波长太长（相对于分子级10^-10），深度过大的话数据分析难度太大，成本一般，已经基本普及，但是技术要求更高，依赖于高性能计算机；
4、微波探测，原理同3，改进了波长的缺陷，精度与深度增加，成本技术也增加了，目前适用范围还不是太广；
5、红外光照射，原理是光电效应，直接测量确定元素组成，需要与3、4结合使用，特点未知。
3、4、5属于“物探”，物理探测，对于一些特殊矿物还可以通过测量弹性、磁性等等来探测。
期中4、5方法应用在玉兔号，那么4在应用时怎么解决单一震源的问题呢，答案是它在行进中测量，利用多普勒效应便可以获得多组数据了~方法5今天新闻联播演了！已经有了成果但没介绍具体原理。
目前我接触到了就是这些方法了，当然可能有的更先进的仪器可以把他们结合起来应用，我在电影《火星任务》里看到过= =
你说的5000米是特指的吗？好像这样的深度目前只能钻探了。

不知道你还上不上你这吧了，我现在对这个问题可以以国际专业水平回答了。。
补充两个方法哈：
1*. 电流法
A处放一个正极（电阻最小）, B C处放俩金属棒，D处放负极。ABCD放一排用导线连起来，D通电，ABC三点接受电信号，然后经过这三点信息的整合得到三维的等电导率（电阻分之一）分布图。根据各种岩石／流体的电导率特性可以判断出来，岩石、水、孔隙的分布。仪器就四根棒子，一个电源，一个分析仪就够了。优势是对流体的测量比较灵敏。
2*. 电磁法
一根长长的杆，两个线圈；或者直接扔俩导线相连的线圈。瞬时通电，线圈自感产生电磁波，在下部岩石中互感产生互感电磁波，传回线圈再次互感产生交变电流，最后再对交变电流进行分析即可～仪器一般是一大根棒子 2m－10m 左右，一般是人扛着，同时背一个纪录分析仪，手持一个GPS；有资金的话可以用小型飞行器甚至直升机哦。优势是可探测的深度较深，是目前国际上使用最普遍的方法。