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地质勘测研究先进技术及其应用概述（一）

2020.4.20

一、CoreScanner样芯元素分析与CT技术

CoreScanner芯体元素分布与密度扫描分析系统由瑞典ITRAX公司研制生产，集成了X-光扫瞄成像技术（CT）、XRF元素分析技术及光学扫描成像技术等，可以对海洋湖沼等沉积样芯、地球地质样芯等的X-光数码成像样芯密度分布分析和元素浓度分布分析，用于海洋勘测研究、地球地质勘测研究、地质资源勘测研究、地质年轮及环境气候年轮分析等领域，高解析度、非接触和非损伤性扫描分析，可以对大量样芯及形成几百万年的剖面样芯进行快速分析，是目前世界最先进的海洋湖泊沉积样芯及地球地质样芯分析系统。其主要功能特点为：

结合了XRF技术、X-光密度扫描技术（CT）及高分辨率彩色扫描成像技术等国际先进技术
样芯数字化技术，样芯数字化彩色扫描图像、数字化密度分布图像（CT）、数字化元素浓度分布图像及磁化率等形成数字化样芯，全面反映样芯理化特性乃至形成历史等、环境变迁史、地质史等
XRF元素分析技术（Al-U）直接给出元素实际浓度及样芯剖面浓度分布，高精确度、高灵敏度（ppm级）、高稳定性
检测分析效率高，10分钟即可完成100cm样芯的分析，样芯装载后全自动运行
非接触式扫描分析，不破坏样芯
可超负荷工作，每年可工作几千小时

英国海洋沉积样芯研究机构（采集保存了全球各地海洋领域的深海沉积样芯（截至2009年已采集了1400个不同海洋区域的沉积样芯），最深达1249米，用于海洋勘测调查、油气资源调查、海洋资源评估、环境污染研究、海底缆线等建设及海洋战略性研究，并与欧盟、北美、日本等合作和信息分享。由澳大利亚、德国、法国、日本、英国、美国等合作实施的“海洋钻探项目”(Ocean Drilling Program，ODP)于2003年结束后，又有美国挑头组成“IODP（Integrated Ocean Drilling Program）项目”继续开展该项工作。Itrax CoreScanner为上述项目提供了强大关键的、快速高解析度的研究分析平台，甚至已发现从本世纪一直到三叠纪2.27万年以前的深海样芯。德国地质科学研究中心（German Research Center for Geosciences）利用Itrax CoreScanner对350米长的深海沉积样芯进行了每秒1mm解析度的扫描分析。

Itrax CoreScanner主要技术指标：

XRF、X-光数码扫描成像、光学成像及磁化率（备选）扫描技术
XRF技术可分析包括从Al到U的绝大多数元素沿芯体的含量分布，多种元素同时检测，对于绝大部分金属元素精度可达ppm级；常见的元素浓度分布分析包括Al、Si、S、Cl、K、Ca、Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Br、Rb、Sr、Zr、Ba和Pb等
系统软件具备强大的数据分析功能，不仅可以分析展示不同元素浓度的分布，还可给出不同元素比率的分布，如Ca/Fe、Si/Ti、Si/Sr、Ca/Sr、Fe/Rb、Cu/Rb、Zr/Rb、Mn/Ti、Ba/Ti、Br/Ti、Br/Cl、Inc/coh等，这些比率分布具有重要的科学意义，如Br/Cl意味着富含有机质的沉积层等
X-光数码扫描成像技术，用于芯体层级层积显微分析和结构显微分析，分辨率可达20微米
扫描数码RGB线阵镜头用于样品表面光学成像，以便选取进一步扫描分析的样芯范围，并与X-光密度成像和元素含量进行比较分析
样芯（或样芯板片）步进扫描，步进级可以从100微米到厘米级，最大样芯长度为1.8m
计算机软件控制，可以无人看守自动扫描分析，可一次扫描分析几个样芯（总长度不超过1.8m）
1米长的样芯按1cm步进扫描分析仅需5分钟；按200微米的步进级扫描分析约需3个小时
具激光剖面三角测量系统，用于测量芯体表面形状以控制XRF元素分析仪相对于样芯表面的位置（保障检测仪与样芯表面保持同样的距离），因而系统不仅可检测表面平滑的样芯，也可检测表面粗糙的样品