红外光谱矿物填图技术及其应用

常用的勘查技术手段。2003年，澳大利亚联邦科工研发了HyLogger系列岩芯扫描仪对岩芯进行光谱测试，同时开发了配套的光谱矿物分析软件TSG（The Spectral Geologist），该软件是矿物、岩石、土壤、岩芯以及切片等地质样品波谱分析的行业标准软件。

近年来，国际上红外光谱技术在地质行业的应用发展迅速，出现了澳洲CoreScan公司的HCI系列岩芯扫描仪、挪威Specim公司的HiScan岩芯成像扫描仪、加拿大INRS公司的MSCL岩芯多源探测仪、加拿大Photonic Knowledge公司的Core Mapper岩芯扫描仪等。在光谱岩矿应用领域，也出现了一批为矿业界提供技术服务的咨询公司，如澳洲的Mineral Mapping、Huntington Hyperspectral、CoreScan及HYKS Consulting等。

1.2 国内概况

国内最早的红外光谱探测仪是由中国地质调查局南京地质调查中心研发的国产仪器PNIRS[10]，目前又成功研发了机载成像光谱仪、地面便携式地物波谱仪和地下岩芯扫描仪，构成了光谱对地立体探测技术手段。此外，国内市场还没有出现其他专门针对地质行业研发的红外光谱仪器。国内在红外光谱地质应用方面还处于起步阶段，主要依靠进口PIMA仪和国产PNIRS仪开展少量相关研究工作，其应用深度和广度远落后于澳大利亚等矿业发达国家。

1.2.1 便携式波谱仪

近年来，中国地质调查局南京地质调查中心成功研制了CSD350A型宽谱段地物波谱仪（图1）和BJKF-IV型便携式近红外矿物分析仪。CSD350A型宽谱段地物波谱仪采用光纤传输，分光系统单块光栅，实现了宽谱段分光;采用3个线阵探测器立体交错拼接，实现了宽谱段探测。BJKF-IV型便携式近红外矿物分析仪采用T型分光结构和积分球探测技术，是专门针对蚀变矿物的测量仪器。这两种仪器整体结构紧凑，体积小，重量轻，可便携，适合野外光谱测量，在国内应用最为广泛，达到了国际先进水平[11-14]。

1.2.2 巖芯扫描仪

2012年，由中国地质调查局南京地质调查中心启动了国家仪器重大专项“岩芯光谱扫描仪研发与产业化”项目，针对国际高光谱遥感地质发展方向，面向我国深部找矿、资源勘查等战略需求，成功研发了具有自主知识产权的岩芯光谱扫描仪，包括CMS350A型和CMS350B型全自动数字化岩芯扫描仪（图2），集成了ASD反射光谱仪、高像素数码相机、光源和岩芯盘机械传送台，整个系统由软件控制，实现自动光谱采样。ASD光谱仪的有效波长范围是350～2 500 nm，采用国际标准Spectralon白板作为反射率基准。单个岩芯光谱测点的积分时间设为0.1 s，沿岩芯长度方向测点间隔5 cm[15]。作为自主研发的仪器，不仅节省了引进费用，而且通过实际应用显著改进了其稳定性、可靠性和测量精度。

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