多模态Libs激光元素岩心扫描仪

一、产品简介

多模态LIBS激光元素岩心扫描仪主要面向地质勘查、矿产资源勘探、地质科研、岩心数字化归档、岩土工程分析等领域客户。针对传统岩心检测设备传感器单一、元素分析精度不足、数据维度少、无法连续自动化扫描等行业痛点，结合地质研究与光电光谱技术优势，开展产学研协同创新，填补了国内多技术融合型非破坏性岩心智能扫描设备的领域空白。

该仪器是国内首款以LIBS激光诱导击穿光谱技术为核心的岩心扫描仪，突破了传统单一传感器岩心记录仪的局限，集成了LIBS、RGB、3D、高光谱、Raman、XRF等多种核心技术。仪器攻克了多模态数据时空配准、LIBS基体效应校正、AI多模态岩性分类三大行业技术壁垒，真正实现岩心“形貌-元素-矿物”全维度自动化分析。

产品广泛应用于水文地质研究、海洋地质研究、岩土研究、石油和天然气研究、矿产勘探等领域，为地质勘查与科研单位提供从数据采集到智能解析的一体化闭环解决方案。

二、技术原理

2.1 LIBS技术原理

LIBS（Laser-Induced Breakdown spectroscopy，激光诱导击穿光谱）是一种基于原子发射光谱的元素分析技术。通过超短脉冲激光聚焦于岩心样品表面，在焦点处产生瞬时高温高密度等离子体；等离子体冷却过程中，激发态原子和离子跃迁回基态，发射出包含元素特征信息的发射光谱；通过高分辨率光谱仪采集并解析这些特征谱线，即可实现岩心样品中元素组成的快速识别与定量分析。

2.2 多模态融合技术原理

多模态LIBS激光元素岩心扫描仪突破传统单一传感器局限，采用多模态数据融合技术架构，将多种传感器数据进行像素级空间配准与融合解释：

• 3D激光轮廓扫描：4096像素

• RGB线扫描成像：彩色线扫描相机

• 点式VNIR-SWIR光谱：350-2500nm

• LIBS元素分析：光谱范围190-1050nm

• 高光谱成像（选配）

• Raman（选配）

• XRF（选配）

三、产品技术优势

3.1 核心技术优势

• 同步采集：多传感器实时同步采集并实时显示三维、可见光、LIBS等原始数据

• 多传感器：统一嵌入式接口，探头自由搭配，软件自动识别

• 批量处理：支持多岩心盒批量扫描，自动切换样品位置

• 同轴/旁轴协同：支持同轴核心与旁轴模块同步扫描，自动完成数据配准

• 多格式数据导出：兼容Excel、PDF、GeoTIFF、LAS等通用及专业测井格式，满足不同使用场景需求，兼容3D建模和可视化软件

3.2 系统核心功能

• 岩心高清数字化：整箱秒级成像，建立永久数字档案。采用高分辨率线阵扫描成像技术，单次进样即可完成整箱岩心无缝拼接，获取亚毫米级表面纹理

• 三维形貌重建：激光结构光扫描，精准提取表面轮廓、裂隙发育程度、破碎带分布及岩心缺失体积，为储层非均质性评价和岩心完整性评估提供立体量化依据

• 矿物智能识别：基于深度学习光谱解译算法，支持超过300种矿物自动识别与分类，输出矿物空间分布热力图，实现从“肉眼岩性描述”到“定量矿物填图”的跨越

• 元素快速分析：LIBS元素分析引擎，毫秒级响应实现主量元素（Si/Al/Fe/Ca等）与微量元素（Cu/Zn/Pb/稀土等）快速识别，自动生成元素强度剖面、深度趋势曲线及异常富集段自动标记

• 深度连续剖面：自动生成与测井深度严格对齐的岩心综合柱状图，输出元素含量曲线、矿物含量趋势、蚀变指数变化和异常段自动标记

• 精细平面扫描：靶区锁定后以亚毫米级采样间距进行高密度网格化扫描，生成二维元素强度分布图、矿物相态图及蚀变分带图，实现从“一维找异常”到“二维定矿体”的跨越

• 多模态融合解释：将可见光图像、三维形貌、高光谱、LIBS元素、拉曼分子结构、XRF矿物数据进行像素级空间配准与融合解释，多源数据相互校验，显著提升岩性识别、矿化段划分和元素赋存状态判定的可靠性

3.3 软件功能

仪器配备智能化分析软件，集成15项核心功能：

四、产品应用

4.1 水文地质研究

通过多模态融合分析岩心的元素分布、矿物组成与孔隙裂隙特征，为含水层识别、地下水运移通道分析和水文地质参数计算提供高精度数据支撑。LIBS元素分析可快速识别岩心中的特征元素，辅助判断含水层与隔水层界面。

4.2 海洋地质研究

针对海洋沉积物岩心样品，通过连续自动化扫描获取高分辨率元素与矿物剖面，研究古海洋环境变化、沉积物来源与海洋矿产资源分布。3D形貌重建可分析沉积物层理结构，LIBS可快速检测海底岩心中的金属元素富集段。

4.3 岩土工程研究

通过三维形貌重建与元素分析，评估岩心完整性、裂隙发育程度与岩体强度参数。LIBS元素分析可识别岩体中的软弱夹层与蚀变带，为工程岩体分级、边坡稳定性分析与基础设计提供科学依据。

4.4 石油和天然气研究

通过深度连续剖面与多模态融合解释，分析烃源岩有机碳含量、储层孔隙特征与盖层封盖能力。LIBS可快速检测岩心中的特征元素组合，辅助判断生储盖组合关系，为油气勘探开发提供岩心尺度的高精度数据支撑。

4.5 矿产勘探

通过精细平面扫描与元素异常富集段自动标记，精准圈定矿化边界、细脉走向与浸染晕范围，实现从“一维找异常”到“二维定矿体”的跨越。LIBS可同步检测主量元素（Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、C）与37种微量元素（Li、Be、B、Cu、Pb、Zn、稀土等），为品位估算与矿体建模提供微区尺度证据。

4.6 岩心数字化归档

整箱秒级成像，建立可长期复用、可网络共享的标准化岩心数字档案库。告别传统拍照色差与形变，为岩心资料的永久保存、远程调阅与二次研究提供标准化数字平台。

五、产品数据

5.1 主要技术指标

5.2 探测元素清单

主量元素（8种）：Si、Al、Fe、Mg、Ca、Na、K、C

微量元素（37种）：Li、Be、B、Ag、As、Ba、Co、Cr、Cu、Ga、Mn、Mo、Ni、P、Pb、Rb、S、Sn、Ti、V、Zn、Zr、W、Sb、Hg、Tl、Bi、Se、Sr、Nb、Cd、Ta、Th、U、La、Ce、Y