中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)CodeofpracticeforcoredigitalIDD2022—1.3前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語和定義 4基本要求 5準(zhǔn)備工作 5.1設(shè)備準(zhǔn)備 5.2場地準(zhǔn)備 5.3人員準(zhǔn)備 5.4巖心準(zhǔn)備 6光譜數(shù)據(jù)及圖像采集 6.1儀器預(yù)熱 6.2標(biāo)準(zhǔn)參考板測量 6.3相機(jī)及光譜儀光源調(diào)試 6.4光譜儀參數(shù)設(shè)置 6.5光譜數(shù)據(jù)采集 7光譜數(shù)據(jù)處理 7.1深度數(shù)據(jù)校正 7.2無效數(shù)據(jù)剔除 7.3光譜數(shù)據(jù)解譯 8數(shù)據(jù)整理與組織 8.1巖心圖像數(shù)據(jù) 8.2巖心光譜數(shù)據(jù) 8.3巖心光譜掃描記錄表 9質(zhì)量檢查 9.1總體要求 9.2完整性檢查 9.3規(guī)范性檢查 9.4準(zhǔn)確性檢查 10報告編寫與資料提交 10.1報告編寫 10.2資料提交 附錄A（規(guī)范性）巖心光譜掃描記錄表 附錄B（規(guī)范性）質(zhì)量檢查記錄表 參考文獻(xiàn) DD2022—1.3本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件為《巖心數(shù)字化技術(shù)規(guī)程》的第3部分?！稁r心數(shù)字化技術(shù)規(guī)程》已經(jīng)發(fā)布了以下部分：——第1部分：總則；——第2部分：表面圖像數(shù)字化；——第3部分：光譜掃描。本文件由自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局提出并歸口。本文件起草單位：中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心、自然資源實物地質(zhì)資料中心、中國地質(zhì)調(diào)查局南京地質(zhì)調(diào)查中心。本文件主要起草人：張博、李建國、修連存、劉宏、王家松、張弘、程銀行、殷靚、朱強(qiáng)、史維鑫、楊彬、劉宏偉、苗晉杰、回廣驥、郭東旭。本文件由自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局負(fù)責(zé)解釋。DD2022—1.3巖心是了解地下地質(zhì)信息的基礎(chǔ)資料，通過巖心數(shù)字化技術(shù)，可以無損（或微損）、連續(xù)、快速、高密度地獲取巖心表面及內(nèi)部的各類信息，如圖像、礦物、元素、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、物性等，實現(xiàn)實體巖心的數(shù)字化保存與高效利用，為地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)資源勘查、生態(tài)環(huán)境評價、地質(zhì)科學(xué)研究和防災(zāi)減災(zāi)等提供技術(shù)服務(wù)和數(shù)據(jù)支撐?！稁r心數(shù)字化技術(shù)規(guī)程》是指導(dǎo)巖心保管單位和項目承擔(dān)單位開展巖心數(shù)字化工作的基礎(chǔ)性和通用性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。鑒于各類巖心數(shù)字化技術(shù)的工作原理、方法和要求不同，《巖心數(shù)字化技術(shù)規(guī)程》擬由7部分組成?！?部分：總則。確立開展巖心數(shù)字化工作需遵循的總體原則和基本要求?！?部分：表面圖像數(shù)字化。為采集巖心表面圖像信息工作確立可操作、可追溯、可證實的程序及要求。——第3部分：光譜掃描。為采集巖心光譜反射率及礦物信息工作確立可操作、可追溯、可證實的程序及要求。——第4部分：X射線熒光元素測試。為采集巖心元素信息工作確立可操作、可追溯、可證實的程序及要求?！?部分：多尺度CT掃描。為采集巖心內(nèi)部孔隙、裂隙等結(jié)構(gòu)信息工作確立可操作、可追溯、可證實的程序及要求?！?部分：微區(qū)掃描電鏡成像。為采集巖心微觀區(qū)域礦物、元素、結(jié)構(gòu)等信息工作確立可操作、可追溯、可證實的程序及要求?！?部分：物性參數(shù)測量。為采集巖心電阻率、磁化率等物性參數(shù)信息工作確立可操作、可追溯、可證實的程序及要求。巖心光譜掃描技術(shù)，可通過獲取一定波長范圍內(nèi)的巖心光譜信息，反演相應(yīng)的礦物成分及分布規(guī)律，劃分蝕變分帶，進(jìn)而研究流體運(yùn)移作用。通過規(guī)范地開展巖心光譜數(shù)字化工作，可以獲取巖心的光譜礦物信息并建立數(shù)據(jù)庫，基于網(wǎng)絡(luò)在線服務(wù)，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程查詢、借閱巖心光譜礦物數(shù)據(jù)，促進(jìn)全國巖心數(shù)字化資源的共享利用。本標(biāo)準(zhǔn)的制定將進(jìn)一步規(guī)范巖心光譜掃描工作，對提升巖心光譜數(shù)字化水平具有重要意義。DD2022—1.31巖心數(shù)字化技術(shù)規(guī)程第3部分：光譜掃描本文件規(guī)定了巖心光譜掃描的準(zhǔn)備工作、光譜數(shù)據(jù)及圖像采集、光譜數(shù)據(jù)處理、資料整理、質(zhì)量檢查、報告編寫與資料提交等的基本要求和操作方法。本文件適用于可見光－短波紅外波段（400nm～2500nm）的巖心光譜數(shù)據(jù)獲取與處理工作。熱紅外波段（8000nm～14500nm）可參照執(zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。DD2022—1.1巖心數(shù)字化技術(shù)規(guī)程第1部分：總則DD2022—1.2巖心數(shù)字化技術(shù)規(guī)程第2部分：表面圖像數(shù)字化3術(shù)語和定義總則界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1光譜數(shù)據(jù)解譯interpretationofspectraldata從采集的巖心光譜數(shù)據(jù)中提取礦物信息的過程。3.2光譜反射率spectralreflectivity物體對某一波長電磁波的反射輻射通量與其入射輻射通量之比。[來源：GB/T14950—2009，4.101]3.3光譜分辨率spectralresolution表征對輻射隨波長變化細(xì)節(jié)分辨能力的參數(shù)，通常用光譜帶寬表示，即輻射測量通道之光譜響應(yīng)曲線峰值的1/2處所對應(yīng)的波長間隔。[來源：GB/T33988—2017，3.3]3.4標(biāo)準(zhǔn)白板standardwhiteboard光譜測試中作為參照標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)性能穩(wěn)定的反射板，其反射特性近似為朗伯反射體。[來源：DD2014—13，3.5，有修改]2DD2022—1.33.5光譜標(biāo)樣spectralstandardsample光譜特征穩(wěn)定、表面均勻的用于監(jiān)測巖心光譜掃描儀穩(wěn)定性的已知樣品。4基本要求4.1開展巖心光譜掃描工作前，應(yīng)收集鉆孔（井）巖心所屬工作區(qū)相關(guān)地質(zhì)資料，并通過綜合分析和研究，基本了解工作區(qū)待測巖心各巖性單元的礦物類型及其標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線特征。4.2巖心光譜掃描以鉆孔（井）為單元進(jìn)行，掃描完成后應(yīng)提交相應(yīng)的技術(shù)資料。4.3巖心光譜掃描采用的光譜儀應(yīng)滿足以下主要技術(shù)指標(biāo)：——波段范圍：涵蓋400nm～2500nm；——光譜分辨率：400nm～2500nm應(yīng)優(yōu)于10nm；——圖像分辨率：不低于100DPI；——定位精度：應(yīng)優(yōu)于0.1mm；——光譜數(shù)據(jù)采集探頭：應(yīng)適應(yīng)直徑40mm～200mm口徑的巖心；——信噪比：應(yīng)優(yōu)于500∶1（反射率為50%的條件下測試）。4.4根據(jù)巖性變化情況及研究需要確定掃描間隔，一般為5cm，重點(diǎn)鉆孔、重要層位和關(guān)鍵段巖心可加密至2cm～5cm；巖性單一的巨厚層巖性段，可放寬至10cm～25cm。重點(diǎn)鉆孔、重要層位和關(guān)鍵段巖心的選取應(yīng)符合DD2022—1.1第5章的要求。4.5宜采用圖像與光譜礦物同步掃描的方式開展工作。5準(zhǔn)備工作5.1設(shè)備準(zhǔn)備5.1.1所選光譜儀應(yīng)滿足4.3規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。光譜儀應(yīng)由具有計量資質(zhì)的單位對儀器的波長、輻射響應(yīng)等特性以及標(biāo)準(zhǔn)白板的反射特性等進(jìn)行標(biāo)定。5.1.2開展巖心光譜掃描之前，應(yīng)采用光譜標(biāo)樣對光譜儀、光源等進(jìn)行檢查，如儀器性能出現(xiàn)異常，應(yīng)重新對儀器進(jìn)行標(biāo)定。5.1.3保持標(biāo)準(zhǔn)白板的清潔度，避免與其它物體接觸。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)白板表面附著塵?；蚬庾V特征出現(xiàn)較明顯退化時，應(yīng)清潔或更換。5.2場地準(zhǔn)備5.2.1巖心光譜掃描工作應(yīng)選擇無強(qiáng)磁場、無腐蝕性氣體、遠(yuǎn)離火（熱）源的室內(nèi)場所，不應(yīng)將儀器置于振動、潮濕和陽光直射的地方。5.2.2采用可見光—短波紅外波段時，場地溫度應(yīng)確保在5℃~35℃之間。5.2.3采用熱紅外波段時，場地溫度應(yīng)確保在20℃~25℃之間，波動不大于3℃。5.3人員準(zhǔn)備5.3.1巖心光譜掃描至少應(yīng)配備2名經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的技術(shù)人員，其中1人應(yīng)具有實時監(jiān)測光譜曲線和圖像質(zhì)量的能力。5.3.2技術(shù)人員在光譜掃描過程中應(yīng)穿著暗色弱反射衣物。5.4巖心準(zhǔn)備DD2022—1.335.4.1巖心整理與清潔5.4.1.1按照DD2022—1.1中6.2的要求進(jìn)行巖心整理與清潔。5.4.1.2采集光譜數(shù)據(jù)前要確保巖心表面干燥、無覆蓋，地質(zhì)現(xiàn)象清晰可見。5.4.1.3巖心盒（箱）材質(zhì)宜為塑料或木制，顏色應(yīng)為暗色或原木色，如巖心盒（箱）顏色不規(guī)范，應(yīng)更換巖心盒（箱）后再采集光譜數(shù)據(jù)。5.4.2待掃描巖心信息記錄5.4.2.1開展巖心光譜掃描前，應(yīng)先錄入待掃描鉆孔（井）的基本信息，具體見DD2022—1.1附錄A。5.4.2.2將每盒巖心的起始深度、終止深度、回次信息、各回次實際長度等信息記錄在紙質(zhì)版和電子版“巖心光譜掃描記錄表”（見表A.1）中，便于后期深度校正。6光譜數(shù)據(jù)及圖像采集6.1儀器預(yù)熱巖心光譜掃描儀啟動后預(yù)熱，待儀器性能和光源穩(wěn)定后再開始掃描。6.2標(biāo)準(zhǔn)參考板測量采用可見光—短波紅外波段時，應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)白板進(jìn)行測量，具體要求如下：a)根據(jù)巖心孔徑和巖心盒（箱）底部厚度，測算巖心表面中軸線高度。將標(biāo)準(zhǔn)白板放置于光譜儀探頭正下方，并確保與巖心表面中軸線的高度一致。b)對標(biāo)準(zhǔn)白板的光譜進(jìn)行測量，結(jié)果應(yīng)滿足儀器技術(shù)參數(shù)要求。c)每更換一盒巖心，應(yīng)測量一次標(biāo)準(zhǔn)白板。d)測量時應(yīng)由專業(yè)人員戴防護(hù)手套進(jìn)行操作，避免污染標(biāo)準(zhǔn)白板。每次測量后需保存數(shù)據(jù)。e)便攜式光譜儀標(biāo)準(zhǔn)白板測量參照執(zhí)行。6.3相機(jī)及光譜儀光源調(diào)試6.3.1將巖心盒放置到工作臺上，使巖心盒內(nèi)巖心擺放方向與光譜掃描行進(jìn)方向平行。按照DD2022—1.2中6.2.4給出的操作方法，根據(jù)巖心的顏色和明暗度調(diào)節(jié)相機(jī)光圈或相機(jī)軟件參數(shù)，使巖心圖像接近巖心的自然形態(tài)，地質(zhì)現(xiàn)象清晰可見。6.3.2通過調(diào)整光譜儀光源高度或角度，使光源聚焦到參考板上表面所在高度位置。警示：光譜儀光源調(diào)試過程中，必須佩帶護(hù)目鏡及防護(hù)手套，防止被光源灼傷！6.4光譜儀參數(shù)設(shè)置在采集軟件上設(shè)置相應(yīng)的掃描參數(shù)，設(shè)置的參數(shù)包括：文件名稱、巖心盒（箱）號、巖心盒（箱）隔槽數(shù)量、隔槽寬度、巖心盒（箱）長度、巖心盒（箱）起始深度、掃描間距等。要求如下：a)文件名稱：以“工作區(qū)_鉆孔（井）號”命名，如“河北黑山鐵礦_ZK01”；b)巖心盒（箱）號：填寫阿拉伯?dāng)?shù)字，如“001”，即為第一盒（箱）巖心；c)巖心盒（箱）隔槽數(shù)量：填寫阿拉伯?dāng)?shù)字，如“03”，即表示該巖心盒（箱）有3個隔槽；d)巖心盒（箱）隔槽寬度：填寫阿拉伯?dāng)?shù)字，單位為毫米，如“65”，即表示隔槽寬度為65mm；DD2022—1.34e)巖心盒（箱）長度：填寫阿拉伯?dāng)?shù)字，單位為厘米，如“100”，即表示巖心盒（箱）長度f)巖心盒（箱）起始深度：填寫阿拉伯?dāng)?shù)字，精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位，單位為米，如“3.14”，即該盒（箱）巖心的起始深度是3.14m；g)掃描間距：填寫阿拉伯?dāng)?shù)字，單位為厘米，如“5”，即表示每隔5cm采集一次數(shù)據(jù)。6.5光譜數(shù)據(jù)采集完成參數(shù)設(shè)置后，開始光譜數(shù)據(jù)采集，具體如下：a)采集光譜標(biāo)樣的光譜數(shù)據(jù)時，應(yīng)觀察曲線是否平滑，是否有明顯跳躍或劇烈抖動現(xiàn)象，與近期光譜曲線相比是否發(fā)生明顯變化。若出現(xiàn)異常，需重新定標(biāo)；b)采集巖心的光譜數(shù)據(jù)及圖像時，現(xiàn)場技術(shù)人員應(yīng)注意采集探頭的位置是否偏離巖心中軸線，若由于巖心擺放位置不當(dāng)導(dǎo)致測試點(diǎn)偏離巖心中軸線，則需要重新擺放好巖心位置后對這盒巖心再次掃描；c)現(xiàn)場技術(shù)人員應(yīng)實時觀察光譜曲線和圖像質(zhì)量，曲線是否平滑，是否有明顯跳躍或劇烈抖動現(xiàn)象，圖像是否清晰、色調(diào)是否正常，若出現(xiàn)異常，應(yīng)查明原因（參考板污染、光源位置錯動等），并詳細(xì)記錄；d)采集過程中應(yīng)觀察機(jī)械移動平臺的工作狀態(tài)，如有異響、卡頓等現(xiàn)象時，應(yīng)停機(jī)檢查。排除故障，重新定標(biāo)后采集數(shù)據(jù)；e)采集完一盒（箱）巖心數(shù)據(jù)后，按照6.4重新設(shè)置參數(shù)，采集光譜標(biāo)樣的光譜數(shù)據(jù)后，進(jìn)行下一盒巖心光譜采集。7光譜數(shù)據(jù)處理7.1深度數(shù)據(jù)校正7.1.1光譜數(shù)據(jù)的深度信息與實際深度存在誤差。鉆孔（井）巖心整體采取率不低于85%時，宜以巖心盒（箱）為單元進(jìn)行深度校正；鉆孔（井）巖心整體采取率低于85%時，宜以回次為單元進(jìn)行深度校正。7.1.2根據(jù)巖心光譜掃描記錄表（見表A.1）記錄的信息，以回次（箱）為單元計算實際采取率、實際掃描間距進(jìn)行深度數(shù)據(jù)校正。7.1.3計算各回次（箱）的實際采取率，計算公式為：式中：P—實際采取率；L—現(xiàn)場測量的各回次巖心實際長度，單位為厘米（cm）；H1—各回次（箱）的起始深度，單位為厘米（cm）；H2—各回次（箱）的終止深度，單位為厘米（cm）。7.1.4計算各回次（箱）的實際掃描間距，計算公式為：····························································(2)式中：S—實際掃描間距，單位為厘米（cm）；DD2022—1.35S0—初始設(shè)定的掃描間距，單位為厘米（cm）；P—實際采取率。7.1.5計算各回次（箱）光譜數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的實際深度，計算公式為：(3)式中：H—光譜數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的實際深度，單位為厘米（cm）；—各回次（箱）的起始深度，單位為厘米（cm）；S—實際掃描間距，單位為厘米（cm）；n—該回次光譜數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的順序數(shù)。7.2無效數(shù)據(jù)剔除巖心盒（箱）、油漆等為無效數(shù)據(jù)，應(yīng)進(jìn)行剔除。選擇各類非巖心物質(zhì)的光譜特征參數(shù)作為參考數(shù)據(jù)，計算光譜數(shù)據(jù)與參考數(shù)據(jù)的相似度，一般大于90%視為無效數(shù)據(jù)（干擾嚴(yán)重時可根據(jù)實際情況適當(dāng)調(diào)整）。7.3光譜數(shù)據(jù)解譯7.3.1用光譜求導(dǎo)、去包絡(luò)線等方法增強(qiáng)巖心光譜特征的差異對比性。7.3.2根據(jù)實測光譜曲線與標(biāo)準(zhǔn)礦物曲線相似度，確定礦物種類。7.3.3提取吸收深度、吸收波長位置、半高寬、不對稱性、特征面積等光譜特征參數(shù)，計算礦物的分布和相對含量。7.3.4礦物的種類至少應(yīng)提取到亞族。8數(shù)據(jù)整理與組織8.1巖心圖像數(shù)據(jù)應(yīng)對巖心光譜掃描過程中形成的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行整理與組織，具體要求見DD2022—1.2的8.1。8.2巖心光譜數(shù)據(jù)8.2.1光譜數(shù)據(jù)文件應(yīng)建立三級文件夾整理。包括：項目所有鉆孔（井）巖心的光譜數(shù)據(jù)，單個鉆孔（井）的光譜數(shù)據(jù)，單個鉆孔（井）的原始光譜反射率數(shù)據(jù)（L0）、單個鉆孔（井）處理后的光譜反射率數(shù)據(jù)（L1）、單個鉆孔（井）解譯后的礦物數(shù)據(jù)（L2）。8.2.2一級文件夾存放項目所有鉆孔（井）的光譜數(shù)據(jù)，文件夾以“項目編碼_SPE”命名。8.2.3二級文件夾存放所測鉆孔（井）所有的光譜數(shù)據(jù)，以“鉆孔（井）號_SPE”命名。8.2.4三級文件夾為鉆孔（井）的原始光譜反射率數(shù)據(jù)（L0）文件夾、單個鉆孔（井）處理后的光譜反射率數(shù)據(jù)（L1）文件夾和單個鉆孔（井）解譯后的礦物數(shù)據(jù)（L2）文件夾，共同存儲在二級文件夾內(nèi)，命名規(guī)則分別為“鉆孔（井）號_L0_SPE”、“鉆孔（井）號_L1_CSV”和“鉆孔（井）號_L2_CSV”。8.2.5光譜原始數(shù)據(jù)包括光譜原始數(shù)據(jù)和儀器定標(biāo)數(shù)據(jù)。DD2022—1.368.2.6光譜數(shù)據(jù)格式應(yīng)為CSV或TXT。8.3巖心光譜掃描記錄表8.3.1以鉆孔（井）為單位，按照記錄深度由淺到深的順序?qū)⒓埥橘|(zhì)版巖心光譜掃描記錄表統(tǒng)一整理，并裝訂成冊。同時，補(bǔ)充填寫現(xiàn)場記錄過程中漏記的欄目，并核對記錄深度、回次信息、巖心長度等是否有誤、是否有重復(fù)記錄等。8.3.2完成每個鉆孔（井）的光譜掃描工作后，應(yīng)及時將紙質(zhì)版記錄的內(nèi)容錄入電子表格。9質(zhì)量檢查9.1總體要求9.1.1數(shù)據(jù)掃描完成后，需要對數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行檢查，并填寫質(zhì)量檢查記錄表（見附錄B）。9.1.2檢查方式、比例應(yīng)符合DD2022—1.1中9.1的要求。9.1.3質(zhì)量檢查內(nèi)容應(yīng)包括資料的完整性、規(guī)范性和準(zhǔn)確性。9.1.4每次檢查發(fā)現(xiàn)的問題，要及時記錄，查找原因，視情況校正或重新開展巖心光譜掃描工作。9.2完整性檢查9.2.1檢查鉆孔（井）概況表、巖心光譜掃描記錄表中的必填項數(shù)據(jù)是否齊全。9.2.2檢查原始圖像與光譜數(shù)據(jù)（L0）、處理后的光譜數(shù)據(jù)（L1）、解譯后的礦物數(shù)據(jù)（L2）等是否齊全。9.2.3檢查每一項數(shù)據(jù)是否完好，有無數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)壞點(diǎn)等。9.3規(guī)范性檢查9.3.1檢查各類文件的