易科泰地矿样芯扫描成像分析技术方案

易科泰地矿样芯扫描成像分析技术方案

——SpectraScan高光谱成像解决方案

      在地矿勘查、样芯质地分析工作中，需要对大量样芯进行高效、无损的扫描，以获取准确的矿物学信息。高光谱成像技术具有高空间和光谱分辨率，是地质样品精确分析的有力助手。易科泰基于自主研发的各类室内外扫描平台、遥感平台，结合国际先进的高光谱技术，组成了一套全方位多环境可用的SpectraScan高光谱成像解决方案，助力用户深度挖掘目标信息。

       Spectrascan方案灵活，扩展性极强，可选配多种类型的高光谱成像单元，可实现0.4-12.3μm光谱全波段覆盖；定制化的扫描平台可完 美适应从实验室到野外环境乃至航空作业的多样需求，极大的满足了地质勘探、矿物分析、土壤研究、沉积物样芯分析等领域研究人员的各类需求。

· 高光谱成像分析技术：高光谱传感器类型多样，可实现可见光到长波红外的全波段覆盖；

 Spectrascan方案中可选配的高光谱传感器类型

· UV激发荧光高光谱成像分析技术：可适配多类型高光谱传感器，采用UV激发光，有效成像分析沉积物和矿产资源中发荧光的特殊物质；

UV激发荧光高光谱成像分析系统；UV激发矿物荧光成像

· Thermo-RGB成像分析技术：可同时获取高清红外热成像数据及RGB数据；

· LIBS元素分析技术：单次测量即可得到元素周期表中几乎所有元素信息，能够高效进行样品表面或者剖面元素分布成像测量，可结合高光谱技术进行矿物建模分析，也可用于验证高光谱技术的对于样芯检测的准确性。

FireFly元素分布成像快速分析系统及结果

定制化室内及野外扫描平台： 扫描平台类型多样，可根据用户需求与各类传感器技术组成不同的方案，如一站式多样芯成像分析系统，定制实验室扫描平台，一次搭载VNIR、SWIR、MWIR 和 LWIR 等多款高光谱相机，同时可选配Thermo-RGB相机、显微级高光谱成像镜头，分辨率蕞高可达10μm，清晰识别微小矿物成分，一次扫描即可全方位记录数据。

实验室多样芯扫描成像分析平台，配备SpectraScan高精度专 利移动扫描平台，扫描精度优于1mm，扫描面积可定制；支持无线操控，支持组合命令，自动运行

 不同类型的室内扫描平台，从左至右依次为：传送带版、小面积台式版、大面积高通量版

实验室单样芯扫描成像分析平台，日记录量>100m，适合小规模岩芯记录工作，可根据用户需求定制不同类型不同规格的单样芯成像系统；

野外扫描成像分析平台，涵盖了陆地便携式扫描平台和航空遥感平台，陆地扫描平台轻便、可折叠，适用于旋转扫描大范围固定目标；有人机或高载重无人机遥感平台可搭载大型高光谱传感器，进行高通量、大尺度的高光谱地面数据采集

 不同类型的野外扫描平台，(a) RS室外旋转扫描平台；(b) PhenoPlot轻便型移动扫描平台；(c)大型有人机遥感平台；(d)Ecodrone® UAS 8pro无人机遥感平台（载重量超过20kg）

案例1：矿物蚀变检测

       热液蚀变是一个复杂的地质过程，它不仅塑造了地球的岩石圈结构，还为人类提供了丰富的矿产资源和地热能源，通过热液的运移和反应，可以富集并形成金属矿床、非金属矿床等重要矿产资源。

       德国弗莱贝格资源技术研究所的研究人员对某盆地铜矿床的钻孔岩心进行了高光谱成像研究，并与元素分析方法相结合，分析岩石样本中的主要矿物成分。结果显示，与氧化铁、高岭石、硫酸盐和碳酸盐相关的光谱特征被成功地识别和绘制，高光谱成像技术可以帮助研究者确定不同的热液蚀变标志，清楚地区分出两种矿物学上截然不同的蚀变风格(赤铁矿和碳酸铁)，为地质学家提供了更多的信息和工具来更好地理解地球内部的结构和演化过程。

微X射线荧光成像(µXRF)数据对高光谱成像(HSI)数据进行验证对照：(a) 样品1的HSI数据 (b)样品1的µXRF数据 (c)样品2的HSI数据 (d) 样品2的µXRF数据  

左图：(a)岩芯131三个不同深度样品的定量x射线粉末衍射结果；(b)KI（高岭石指数）分布图；(c)铜含量；右图：岩芯131不同部位的光谱曲线及RGB、Fe2+、Fe3+分布图

参考文献：Géring L, et al. Spectral characterisation of hydrothermal alteration associated with sediment-hosted Cu–Ag mineralisation in the central European Kupferschiefer[J]. Solid Earth, 2023.

案例2：土壤有机质检测

       土壤有机质检测对评估土壤肥力、监测土壤污染、精 准农业等至关重要，高光谱成像技术具备高通量、快速、无损等特点，能够显著提升检测效率及精度，有助于精 准地管理土壤资源，促进农业可持续发展，维护生态平衡。

       巴西马林加州立大学农学系的研究人员提取巴拉那州8个不同深度的土壤样品，采用高光谱成像技术对土壤有机质含量进行预测分析，结果显示基于高光谱数据的预测结果与化学分析方法获取的土壤SOM（有机质）含量相关系数达到0.75，验证了高光谱成像技术是高效准确检测土壤有机质的有力手段。

左图：数据采集及处理流程图；右图：PLSR模型的统计参数及基于该模型的土壤有机质预测结果

参考文献：Reis A S, et al. Detection of soil organic matter using hyperspectral imaging sensor combined with multivariate regression modeling procedures[J]. Remote Sensing Applications: Society and Environment, 2021.

       北京易科泰生态技术有限公司长期致力于生态-农业-健康领域仪器的研发、应用与推广，为岩矿勘探、矿石检测、土壤检测、海洋湖泊沉积物分析等研究提供从实验室到野外，从地面到无人机遥感全方位解决方案。