岩芯扫描仪及在海洋科学研究中的应用

.岩心编录描述和取样（讲课提纲）引言长期以来，浅海地区都是利用表层取样和柱状取样进行海洋地质调查和研究，研究深度有限。

20世纪80年代，我国开始在近海海域进行钻探取样，使海域第四纪研究深度大大增加。

到目前为止，研究陆架区海洋第四纪沉积和地层的最深钻孔是渤海BC1孔（孔深240.5m），时间跨度最长的钻孔是南黄海QC2孔，达到古地磁Olduvai亚时顶界以下（约1.70Ma）。

海域超过100个全取心的浅钻为研究我国陆架海域中更新世以来的沉积和地层奠定了基础。

不容讳言,海区的多数钻孔还不能在整个钻孔中采取未经扰动的岩心,加上岩心保管及地质编录和取样中仍然存在着不少问题,从而大降低了原始地质资料的可靠性。

作为课题人员，尚无力改变钻探取心的落后状态，但通过地质编录确认岩心的可靠度则是责无旁贷的。

地质观察是基础这是地质工作的至理名言。

是以探索发现、解释自然为目标的地质科学的性质所决定的。

它曾经是20世纪60年代，地质部门在“设计革命化”中提出的最重要的要求之一。

它针对了当时出现的地质观察薄弱，原始资料质量降低而提出来的。

对于海洋地质工作而言，“地质观察是基础”也是颠扑不破的真理。

海洋地质学的发展历史说明，它的任何进展都是由于技术进步——人的手和眼的延长，使观察能够更加深入细致。

发展新技术，谋求长柱状样和合格的钻孔岩心一直是近年来我国海洋科学技术发展的重点项目。

可惜至今未取得突破性进展。

大多数海洋地质调查仍然袭用着旧的取样设备。

目前为止，海洋地质调查中最常规的可以直接观察到地质现象的只有各种取样器采取的样品——表层取样、柱状岩心、钻孔岩心。

浅海钻孔岩心，按现行的工程承包价，每进尺一米，获得的岩心靠港价格大概是10000-20000元/米（意味着用100元的人民币来裱糊岩心切面，可以裱糊15－30层）。

国家每年耗费大量资金在浅海打钻，所获得的有限岩心是弥足珍贵的。

1 岩心地质编录1.1岩心地质编录的目的：岩心的地质编录，是将岩心所固有的原始数据进行科学的、客观的记录和编排；使用规化的地质术语描述岩心的观察结果；登记所有的样品编号、采取位置、分析目的。

X-射线岩心扫描
张旭东
【期刊名称】《录井工程》
【年(卷),期】1994(000)001
【摘要】阿伯丁岩石成象中心(ARIC)最近应用一种新的X-射线扫描技术对最长的完整岩心(6.1m)进行了评价,该中心称,由于扫描可消除常规岩心分析的偶然性,岩心也不用劈短,劈开,所以这项用于测试高压油井储集岩的技术可为石油公司节省资金、时间,提高资料质量。

通过预测诸如真地层倾角,主沉积构造特征,均质相及钻井损害等地质特征,这项技术还能确保简易准确地选出岩塞进行进一步的特殊分析。

【总页数】1页(P42-42)
【作者】张旭东
【作者单位】辽河录井公司
【正文语种】中文
【中图分类】P631.81
【相关文献】
1.利用扫描电镜/能谱仪和 X-射线衍射仪鉴别假“冰毒” [J], 张光浪;闫军红;徐连生
2.利用X-射线计算机断层扫描透水性混凝土孔隙连续指数 [J], 王玉文;邱自萍
3.冷场扫描电镜结合X-射线光电子能谱解析表面活性剂对含聚油泥稳定结构的影
响 [J], 李美蓉;王琦;张建;祝威;李清方
4.X-射线岩心扫描系统对海洋沉积物成分测定质量的综合评价和校正 [J], 张喜林;
范德江;王亮;廖永杰;姚政权
5.利用X-射线计算机断层扫描透水性混凝土孔隙连续性 [J], 王玉文;邱自萍
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岩心扫描仪控制系统的研制
殷靓;修连存
【期刊名称】《现代科学仪器》
【年(卷),期】2015(000)003
【摘要】设计一个岩心扫描仪的控制系统,完成对岩心扫描仪自动样品台的控制、对岩心高度的测量以及对光源等设备的控制.实现以USB2.0与上位机进行通信,使上位机能够稳定、准确的对系统进行控制,进行高速的数据传输.核心处理器采用混合信号ISP FLASH微控制器C8051F020,以CY7C68013为接口控制器的控制系统.编写接口控制器的固件程序、驱动程序、驱动信息文件以及下位机的程序.【总页数】5页(P32-36)
【作者】殷靓;修连存
【作者单位】南京地质调查中心江苏南京210016;南京地质调查中心江苏南京210016
【正文语种】中文
【中图分类】TH763
【相关文献】
1.基于岩心扫描仪的多物距岩心图像的配准
2.岩心光谱扫描仪数据处理应用研究
3.岩心元素扫描仪的设计
4.岩心光谱扫描仪研制现状与进展
5.岩心光谱扫描仪研发与产业化通过初步验收
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30大气强烈扰动的气象高能环境称作风暴，如热带气旋、温带气旋和冬季风暴，已被认为是影响滨岸和浅海沉积的主要因素。

海相环境中的风暴事件沉积大多产生于风暴浪基面附近至高潮线之间的沉积区域。

风暴驱动波浪改造原地质条件，在海洋和盆地中形成的沉积岩被称为风暴岩或风暴沉积。

20世纪60至70年代，地质学家对现代陆源风暴沉积进行了大量的研究，70至80年代进入第一次研究热潮，重点是丘状交错层理（Hummocky Cross Stratification，HCS）的形态和起源。

同时期风暴流理论逐渐建立，成为50年代浊流理论成立后的又一个划时代突破。

过去风暴沉积证据在不同沉积环境下被识别、解释和分析，相应的技术手段包括传统的岩石学分析、微化石分析、地球化学分析、室内模拟分析，以及最新使用的探地雷达技术和矿物发光特性分析。

根据最近的文献报告，风暴活动与全球气候变化的关系已成为前沿方向。

本研究总结这些技术手段，以期建立风暴沉积模型，迎合未来减少极端热带气旋的破坏和经济损失的急切需求，拓宽风暴沉积在地质领域的宽度和广度[1]。

1 海相风暴沉积研究技术方法现代风暴事件机制有较详细直观的现场观测数据，而古代风暴沉积研究无法提供此条件，使用水槽实验和数值模拟在区域尺度上的限定条件下建立预期的沉积模型，与根据风暴沉积物建立的风暴地质模型相印证，可以为风暴沉积应用研究提供帮助。

1.1 现场观测技术 据已有的现代风暴潮观测统计数据，自1880年至2015年有700多次的浪涌事件，其中大多数发生在北大西洋西部，其次是大洋洲、北太平洋西部和北印度洋北部。

这些通常依靠永久性潮汐计和大量移动式测量仪进行水位观测和高水位现场调查。

新技术机载和卫星测高仍处于开发阶段中，并用于测量大范围的风暴潮淹没现象。

目前为止包含所有的风暴潮观测结果大部分被收集于全球风暴潮数据库SURGEDAT中。

其他方面，三维地面激光扫描仪通过收集选定区域在风暴前后的位置数据，可以检测风暴引起的岸面形态变化。

一维视觉岩心图像扫描系统的研究开题报告一、研究背景和意义岩心是勘探地质学中常用的重要工具，通过对岩心的观察和分析可以了解到地层的结构和组成成分等重要信息。

目前，岩心分析主要靠人工观察和分析，这种方法费时费力，且存在主观误差。

为了更加高效地进行岩心研究，需要开发出一种自动化的岩心图像扫描系统。

二、研究内容和方法本课题旨在开发一种一维视觉岩心图像扫描系统，实现对岩心图像的快速处理和分析。

具体研究内容包括以下几个方面：1.系统硬件设计：设计一种具有高分辨率的岩心图像采集装置，实现岩心图像的快速采集。

2.图像处理算法设计：设计一种适用于岩心图像的图像处理算法，包括图像去噪、边缘检测、特征提取、分类等步骤。

3.系统软件实现：实现图像处理算法并开发出一套可视化的软件系统，方便用户进行岩心图像的快速处理和分析。

本课题将采用以下方法进行研究：1.收集相关文献资料，研究现有的岩心图像扫描系统和图像处理算法。

2.设计硬件和软件系统，编写岩心图像采集和处理的程序。

3.对系统进行测试和优化。

三、预期成果通过本课题的研究，预期有以下成果：1.一种高效可靠的岩心图像扫描系统。

2.适用于岩心图像的图像处理算法，包括去噪、边缘检测、特征提取、分类等步骤。

3.一套可视化的软件系统，方便用户进行岩心图像的处理和分析。

四、研究时间安排1.第1-2个月：调研相关文献，学习岩心图像采集和处理的相关知识。

2.第3-4个月：设计硬件系统，实现岩心图像的采集。

3.第5-6个月：设计图像处理算法，实现岩心图像的去噪、边缘检测、特征提取、分类等步骤。

4.第7-8个月：实现软件系统，建立可视化界面。

5.第9-10个月：进行系统测试和优化，撰写论文并进行答辩。

五、预算及资源申请本课题需要的主要设备、材料和软件包括：1.岩心图像采集装置：2万/台，需要1台。

2.计算机和相关软件：10万/套，需要1套。

3.其他材料费用：5万。

总计17万元。

海洋科学中的海洋数据采集与分析技术研究海洋科学是研究海洋及其相关现象的学科，涉及广泛的领域，包括海洋生物学、海洋地质学、海洋化学等。

在海洋科学研究中，海洋数据采集与分析技术起着至关重要的作用。

本文将探讨海洋数据采集与分析技术的研究进展及其在海洋科学中的应用。

一、海洋数据采集技术1. 海洋观测设备海洋观测设备是海洋数据采集的重要工具，包括浮标、浮标探头、浮标传感器等。

浮标可以通过浮力维持在海洋表面，通过传感器采集海洋温度、盐度、流速等数据，并通过无线通信技术将数据传输到岸上。

这些设备可以长时间在海洋中进行观测，为海洋科学研究提供了宝贵的数据支持。

2. 海洋卫星遥感技术海洋卫星遥感技术是一种通过卫星对海洋进行观测和数据采集的技术。

利用卫星搭载的遥感仪器，可以获取海洋表面温度、海洋色素浓度、海洋风场等数据。

这些数据可以提供海洋环境的全球范围观测，为海洋科学研究提供了重要的数据来源。

3. 海洋声学技术海洋声学技术是一种利用声波在海洋中传播的特性进行数据采集的技术。

通过在海洋中放置声纳设备，可以获取海洋中的声波反射、散射等信息，从而推断海洋中的物理、化学和生物特性。

海洋声学技术在海洋生物学研究中尤为重要，可以用于鱼群分布、海洋哺乳动物迁徙等方面的研究。

二、海洋数据分析技术1. 数据处理与清洗海洋数据采集得到的原始数据通常需要进行处理和清洗，以去除噪声和异常值，提高数据的质量和可靠性。

数据处理技术包括数据滤波、插值、平滑等方法，可以有效地提取有用的信息。

2. 数据可视化与分析海洋数据通常具有大量的维度和复杂的关联关系，为了更好地理解和分析数据，需要将数据进行可视化。

数据可视化技术可以将数据以图表、地图等形式展示，帮助研究人员发现数据中的规律和趋势。

同时，数据分析技术如聚类分析、回归分析等也可以帮助研究人员深入挖掘数据背后的信息。

3. 数据挖掘与机器学习海洋数据中蕴含着丰富的信息，通过数据挖掘和机器学习技术，可以从海洋数据中发现隐藏的模式和规律。

深海地形探测的原理深海地形探测的原理深海地形探测是海洋科学中的重要研究方向，其目的是了解深海地貌的形成、演化过程，揭示海底地壳结构和构造，以及寻找深海资源。

下面将从浅入深地介绍深海地形探测的原理。

高频声纳测深仪高频声纳测深仪是深海地形探测的常用工具之一。

它利用声波在水中的传播特性，通过发射声波信号并测量其返回时间，进行地形测量。

原理如下：•发射声波信号：高频声纳测深仪会发射一系列的声波信号，这些信号会在水中传播，当遇到海底或其他障碍物时，会发生反射、折射等现象。

•接收回波信号：声纳接收器会接收到从障碍物反射回来的声波信号，这些回波信号的强度和时间可以反映出障碍物所在位置和形状。

•计算测深：通过测量声波信号的传播时间，可以根据声速计算出距离。

结合接收到的回波信号，就可以确定海底地形的高度或其他特征。

多波束测深仪多波束测深仪是一种更先进的深海地形探测工具。

相比高频声纳测深仪，它使用了多个声波发射器和接收器，提供了更加精确的地形图像及悬崖、峡谷等细节。

其原理如下：•多波束发射：多波束测深仪通过同时发射多个声波信号，每个信号以不同的方向传播。

这些声波信号会在不同的位置发生反射、折射等现象。

•多波束接收：多波束测深仪上配备了多个接收器，分别接收从不同方向返回的声波信号。

这些回波信号会被分析仪器进行处理，并生成深海地形图。

•地形重建：多波束测深仪利用回波信号的强度和时间信息，通过波束形状的重叠区域确定深海地形。

侧扫声呐侧扫声呐是一种用于深海地形探测的便携装置。

它基于声纳技术，通过发射声波信号来获取海底地貌图像。

其原理如下：•发射声波：侧扫声呐会向不同方向发射声波信号，这些声波会穿过水体并与海底或其他障碍物发生相互作用。

•接收回波：当声波信号遇到障碍物时，会发生反射并返回原点。

侧扫声呐上的接收器会接收到这些回波信号。

•生成地形图像：通过计算回波信号的时间、幅度等信息，侧扫声呐可以生成地形图像。

图像中的明暗或颜色变化反映了海底地形的高低或特征。

海洋技术在海洋科研探测中的应用海洋，占据了地球表面约 71%的面积，是一个充满神秘和未知的广阔领域。

对于人类来说，海洋不仅拥有丰富的资源，还对地球的气候、生态和环境起着至关重要的作用。

为了更好地了解海洋、探索海洋的奥秘，海洋技术的发展和应用成为了关键。

海洋科研探测中，卫星遥感技术发挥着重要作用。

通过卫星搭载的各种传感器，我们能够大范围、长时间地监测海洋表面的温度、海冰分布、叶绿素浓度等信息。

这些数据对于研究海洋环流、气候变化以及海洋生态系统的动态变化具有重要意义。

例如，通过监测海洋表面温度的变化，科学家可以了解海洋热量的分布和传递，进而研究全球气候变化对海洋的影响。

声学技术在海洋科研探测中也不可或缺。

声呐系统就像是海洋中的“耳朵”，它可以发射声波并接收回波，从而探测海洋中的物体、地形和生物。

多波束测深声呐能够绘制出精确的海底地形图，让我们了解海底的地貌特征，如山脉、峡谷、海沟等。

而声学多普勒流速剖面仪则可以测量海流的速度和方向，帮助我们研究海洋中的环流模式和能量传递。

海洋观测浮标和潜标是另一种重要的海洋技术手段。

这些设备可以长期漂浮或固定在海洋中，实时收集海洋环境的数据，如温度、盐度、压力、海流等。

浮标通常位于海洋表面，通过卫星通信将数据传输回陆地；潜标则可以深入到海洋内部，获取深海的信息。

它们为海洋科学家提供了连续、长期的观测数据，有助于我们理解海洋的物理、化学和生物过程的季节性和年际变化。

海洋地质勘探技术对于了解海底的地质结构和矿产资源分布至关重要。

地震勘探技术通过向海底发射地震波，并接收反射回来的波，来绘制海底地层的结构和构造。

这种技术可以帮助我们发现海底的油气田、热液矿床等资源，同时也有助于研究板块构造、海底火山活动等地质现象。

海洋生物探测技术的发展也为海洋生态研究带来了突破。

水下机器人和潜水器配备了高清摄像机和采样设备，可以近距离观察和采集海洋生物样本。

基因测序技术的应用使得我们能够对海洋生物的基因进行分析，了解它们的物种多样性、进化关系和适应环境的机制。

XRF岩心扫描估算海洋沉积物有机碳含量的适用性
吴兰军;黎刚
【期刊名称】《热带海洋学报》
【年(卷),期】2022(41)2
【摘要】X射线荧光光谱仪(XRF)的沉积物岩芯扫描技术可以无损、快速获得高分辨率的溴(Br)计数信息,可用来估算海洋沉积物中有机碳含量,但是其准确性及各种校正方法的效果还需要深入研究。

文章选择两根在有机质来源构成上有明显差异的阿拉伯海和南海的沉积柱,系统开展了沉积物有机碳(total organic carbon,TOC)含量与Br计数的相关性分析,深入剖析了沉积物含水量、Br计数校正方法等对利用Br计数估算沉积物TOC含量的影响及评估该方法的适用性。

对于有机质含量较高的海洋沉积物而言,Br计数与TOC含量之间存在较好的相关性,且其相关性与是否校正Br计数没有显著关系。

在陆源有机质输入量比较大的沉积物样品中,则需谨慎采用Br计数来估算沉积物的总有机碳含量。

【总页数】9页(P112-120)
【作者】吴兰军;黎刚
【作者单位】中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室;南方海洋科学与工程广东省实验室(广州);中国科学院大学
【正文语种】中文
【中图分类】P736.21
【相关文献】
1.利用精确控温电热消解器测定海洋沉积物有机碳含量的研究
2.页岩有机碳含量的扫描电镜估算方法
3.基于XRF岩心扫描的中国西部湖泊沉积物元素地球化学特征
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