中國地質調查局地質調查技術標準

DD2022—1.3

巖心數字化技術規程

第3部分:光譜掃描

Codeofpracticeforcoredigitalization

Part3:Spectralscanning

自然資源部中國地質調查局

2022年2月

DD2022—1.3

巖心數字化技術規程

第3部分：光譜掃描

1范圍

本文件規定了巖心光譜掃描的準備工作、光譜數據及圖像采集、光譜數據處理、資料整理、質量

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）的巖心光譜數據獲取與處理工作。熱紅

外波段（8000nm～14500nm）可參照執行。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構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巖心數字化技術規程第1部分：總則

DD2022—1.2巖心數字化技術規程第2部分：表面圖像數字化

3術語和定義

總則界定的以及下列術語和定義適用于本文件。

3.1

光譜數據解譯interpretationofspectraldata

從采集的巖心光譜數據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節分辨能力的參數，通常用光譜帶寬表示，即輻射測量通道之光譜響應

曲線峰值的1/2處所對應的波長間隔。

[來源：GB/T33988—2017，3.3]

3.4

標準白板standardwhiteboard

光譜測試中作為參照標準的光學性能穩定的反射板，其反射特性近似為朗伯反射體。

[來源：DD2014—13，3.5，有修改]

1

DD2022—1.3

3.5

光譜標樣spectralstandardsample

光譜特征穩定、表面均勻的用于監測巖心光譜掃描儀穩定性的已知樣品。

4基本要求

4.1開展巖心光譜掃描工作前，應收集鉆孔（井）巖心所屬工作區相關地質資料，并通過綜合分析和

研究，基本了解工作區待測巖心各巖性單元的礦物類型及其標準光譜曲線特征。

4.2巖心光譜掃描以鉆孔（井）為單元進行，掃描完成后應提交相應的技術資料。

4.3巖心光譜掃描采用的光譜儀應滿足以下主要技術指標：

——波段范圍：涵蓋400nm～2500nm；

——光譜分辨率：400nm～2500nm應優于10nm；

——圖像分辨率：不低于100DPI；

——定位精度：應優于0.1mm；

——光譜數據采集探頭：應適應直徑40mm～200mm口徑的巖心；

——信噪比：應優于500∶1（反射率為50%的條件下測試）。

4.4根據巖性變化情況及研究需要確定掃描間隔，一般為5cm，重點鉆孔、重要層位和關鍵段巖心

可加密至2cm～5cm；巖性單一的巨厚層巖性段，可放寬至10cm～25cm。重點鉆孔、重要層位和關

鍵段巖心的選取應符合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準備工作

5.1設備準備

5.1.1所選光譜儀應滿足4.3規定的技術指標。光譜儀應由具有計量資質的單位對儀器的波長、輻射

響應等特性以及標準白板的反射特性等進行標定。

5.1.2開展巖心光譜掃描之前，應采用光譜標樣對光譜儀、光源等進行檢查，如儀器性能出現異常，

應重新對儀器進行標定。

5.1.3保持標準白板的清潔度，避免與其它物體接觸。當標準白板表面附著塵埃或光譜特征出現較明

顯退化時，應清潔或更換。

5.2場地準備

5.2.1巖心光譜掃描工作應選擇無強磁場、無腐蝕性氣體、遠離火（熱）源的室內場所，不應將儀器

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，場地溫度應確保在5℃～35℃之間。

5.2.3采用熱紅外波段時，場地溫度應確保在20℃～25℃之間，波動不大于3℃。

5.3人員準備

5.3.1巖心光譜掃描至少應配備2名經過專業培訓的技術人員，其中1人應具有實時監測光譜曲線和

圖像質量的能力。

5.3.2技術人員在光譜掃描過程中應穿著暗色弱反射衣物。

5.4巖心準備

2

DD2022—1.3

5.4.1巖心整理與清潔

5.4.1.1按照DD2022—1.1中6.2的要求進行巖心整理與清潔。

5.4.1.2采集光譜數據前要確保巖心表面干燥、無覆蓋，地質現象清晰可見。

5.4.1.3巖心盒（箱）材質宜為塑料或木制，顏色應為暗色或原木色，如巖心盒（箱）顏色不規范，

應更換巖心盒（箱）后再采集光譜數據。

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光譜數據及圖像采集

6.1儀器預熱

巖心光譜掃描儀啟動后預熱，待儀器性能和光源穩定后再開始掃描。

6.2標準參考板測量

采用可見光—短波紅外波段時，應使用標準白板進行測量，具體要求如下：

a)根據巖心孔徑和巖心盒（箱）底部厚度，測算巖心表面中軸線高度。將標準白板放置于光譜

儀探頭正下方，并確保與巖心表面中軸線的高度一致。

b)對標準白板的光譜進行測量，結果應滿足儀器技術參數要求。

c)每更換一盒巖心，應測量一次標準白板。

d)測量時應由專業人員戴防護手套進行操作，避免污染標準白板。每次測量后需保存數據。

e)便攜式光譜儀標準白板測量參照執行。

6.3相機及光譜儀光源調試

6.3.1將巖心盒放置到工作臺上，使巖心盒內巖心擺放方向與光譜掃描行進方向平行。按照DD

2022—1.2中6.2.4給出的操作方法，根據巖心的顏色和明暗度調節相機光圈或相機軟件參數，使巖

心圖像接近巖心的自然形態，地質現象清晰可見。

6.3.2通過調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：光譜儀光源調試過程中，必須佩帶護目鏡及防護手套，防止被光源灼傷！

6.4光譜儀參數設置

在采集軟件上設置相應的掃描參數，設置的參數包括：文件名稱、巖心盒（箱）號、巖心盒（箱）

隔槽數量、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_鉆孔（井）號”命名，如“河北黑山鐵礦_ZK01”；

b)巖心盒（箱）號：填寫阿拉伯數字，如“001”，即為第一盒（箱）巖心；

c)巖心盒（箱）隔槽數量：填寫阿拉伯數字，如“03”，即表示該巖心盒（箱）有3個隔槽；

d)巖心盒（箱）隔槽寬度：填寫阿拉伯數字，單位為毫米，如“65”，即表示隔槽寬度為65

mm；

3

DD2022—1.3

e)巖心盒（箱）長度：填寫阿拉伯數字，單位為厘米，如“100”，即表示巖心盒（箱）長度

為100cm；

f)巖心盒（箱）起始深度：填寫阿拉伯數字，精確到小數點后兩位，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：填寫阿拉伯數字，單位為厘米，如“5”，即表示每隔5cm采集一次數據。

6.5光譜數據采集

完成參數設置后，開始光譜數據采集，具體如下：

a)采集光譜標樣的光譜數據時，應觀察曲線是否平滑，是否有明顯跳躍或劇烈抖動現象，與近

期光譜曲線相比是否發生明顯變化。若出現異常，需重新定標；

b)采集巖心的光譜數據及圖像時，現場技術人員應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導致測試點偏離巖心中軸線，則需要重新擺放好巖心位置后對這盒

巖心再次掃描；

c)現場技術人員應實時觀察光譜曲線和圖像質量，曲線是否平滑，是否有明顯跳躍或劇烈抖動

現象，圖像是否清晰、色調是否正常，若出現異常，應查明原因（參考板污染、光源位置錯

動等），并詳細記錄；

d)采集過程中應觀察機械移動平臺的工作狀態，如有異響、卡頓等現象時，應停機檢查。排除

故障，重新定標后采集數據；

e)采集完一盒（箱）巖心數據后，按照6.4重新設置參數，采集光譜標樣的光譜數據后，進行

下一盒巖心光譜采集。

7光譜數據處理

7.1深度數據校正

7.1.1光譜數據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，宜以回次為單元進行深度

校正。

7.1.2根據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

際掃描間距進行深度數據校正。

7.1.3計算各回次（箱）的實際采取率，計算公式為：

·························································(1)

?

?2??1

式中：?=

P—實際采取率；

L—現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)

?0

式中：?=?

S—實際掃描間距，單位為厘米（cm）；

4

DD2022—1.3

S0—初始設定的掃描間距，單位為厘米（cm）；

P—實際采取率。

7.1.5計算各回次（箱）光譜數據采集點的實際深度，計算公式為：

······················································(3)

1

式中：?=?+???

H—光譜數據采集點的實際深度，單位為厘米（cm）；

H1—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—該回次光譜數據采集點的順序數。

7.2無效數據剔除

巖心盒（箱）、油漆等為無效數據，應進行剔除。選擇各類非巖心物質的光譜特征參數作為參考

數據，計算光譜數據與參考數據的相似度，一般大于90%視為無效數據（干擾嚴重時可根據實際情況適

當調整）。

7.3光譜數據解譯

7.3.1用光譜求導、去包絡線等方法增強巖心光譜特征的差異對比性。

7.3.2根據實測光譜曲線與標準礦物曲線相似度，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，計算礦物的分

布和相對含量。

7.3.4礦物的種類至少應提取到亞族。

8數據整理與組織

8.1巖心圖像數據

應對巖心光譜掃描過程中形成的圖像數據進行整理與組織，具體要求見DD2022—1.2的8.1。

8.2巖心光譜數據

8.2.1光譜數據文件應建立三級文件夾整理。包括：項目所有鉆孔（井）巖心的光譜數據，單個鉆孔

（井）的光譜數據，單個鉆孔（井）的原始光譜反射率數據（L0）、單個鉆孔（井）處理后的光譜反

射率數據（L1）、單個鉆孔（井）解譯后的礦物數據（L2）。

8.2.2一級文件夾存放項目所有鉆孔（井）的光譜數據，文件夾以“項目編碼_SPE”命名。

示例：DD2020009項目的巖心光譜數據，命名為“DD2020009_SPE”。

8.2.3二級文件夾存放所測鉆孔（井）所有的光譜數據，以“鉆孔（井）號_SPE”命名。

示例：鉆孔ZK01的光譜數據，命名為“ZK01_SPE”。

8.2.4三級文件夾為鉆孔（井）的原始光譜反射率數據（L0）文件夾、單個鉆孔（井）處理后的光譜

反射率數據（L1）文件夾和單個鉆孔（井）解譯后的礦物數據（L2）文件夾，共同存儲在二級文件夾

內，命名規則分別為“鉆孔（井）號_L0_SPE”、“鉆孔（井）號_L1_CSV”和“鉆孔（井）號

_L2_CSV”。

示例：ZK01的巖心原始光譜數據，命名為“ZK01_L0_SPE”。

8.2.5光譜原始數據包括光譜原始數據和儀器定標數據。

5

DD2022—1.3

8.2.6光譜數據格式應為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將紙介質版巖心光譜掃描記錄表統一整理，

并裝訂成冊。同時，補充填寫現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、是否有重復記錄等。

8.3.2完成每個鉆孔（井）的光譜掃描工作后，應及時將紙質版記錄的內容錄入電子表格。

9質量檢查

9.1總體要求

9.1.1數據掃描完成后，需要對數據質量進行檢查，并填寫質量檢查記錄表（見附錄B）。

9.1.2檢查方式、比例應符合DD2022—1.1中9.1的要求。

9.1.3質量檢查內容應包括資料的完整性、規范性和準確性。

9.1.4每次檢查發現的問題，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據是否齊全。

9.2.2檢查原始圖像與光譜數據（L0）、處理后的光譜數據（L1）、解譯后的礦物數據（L2）等是否

齊全。

9.2.3檢查每一項數據是否完好，有無數據丟失、數據壞點等。

9.3規范性檢查

9.3.1檢查各類文件的格式是否規范。

9.3.2檢查各類文件命名是否規范。

9.3.3檢查各類文件夾的整理與組織是否符合要求。

9.4準確性檢查

檢查巖心光譜掃描記錄表中記錄的信息與實際鉆孔（井）巖心的相關信息是否一致。

10報告編寫與資料提交

10.1報告編寫

編寫巖心光譜掃描報告，報告提綱見DD2022—1.1的10.1。

10.2資料提交

提交的資料包括：

a)巖心光譜掃描技術報告（紙質和電子版）；

b)包含巖心光譜掃描原始數據、處理數據和解譯數據的數據集及元數據；

c)包含數字化過程記錄、質量檢查記錄的各類記錄表（紙質和電子版）。

6

DD2022—1.3

A

A

附錄A

（規范性）

巖心光譜掃描記錄表

巖心光譜掃描記錄表見表A.1。

表A.1巖心光譜掃描記錄表

案卷題名檔號

項目名稱項目編碼

鉆孔（井）號掃描人員

單位名稱

掃描儀型號掃描日期年月日

巖心盒起始深度終止深度回次進尺實測巖心長度

序號備注

（箱）號mmcmcm

7

DD2022—1.3

附錄B

（規范性）

質量檢查記錄表

質量檢查記錄表見表B.1。

表B.1質量檢查記錄表

檔號（或項目編

鉆孔（井）號

碼）

案卷題名

操作人員檢查人

檢查類型□自檢□互檢□抽檢

光譜掃描時間檢查時間

檢查內容結果

各類表格中必填項數據是否填寫完整完整或×××項內容缺少

數據完整性各類數據是否齊全各類數據齊全或×××