实物地质资料薄片数字化方案-国土资源实物地质资料中心

—1—内部参考实物地质资料管理动态与研究2012年第8期（总第41期）国土资源实物地质资料中心主办2012年10月17日编者按：本期《实物地质资料管理动态与研究》刊发的第一篇论文“岩石薄片数字化采集工作方法”，作者根据工作实践，全面总结了岩石薄片数字化工作方法。主要内容包括：论述了工作的技术路线，提出了开展岩石薄片数字化工作的设备要求，结合实例，总结了工作步骤与技术方法，分析了岩石薄片数字化成果的应用前景。刊发的第二篇论文“实物地质资料中心汇交监管平台目录清单接收汇总分析”，作者总结了2012年1-10月实物资料中心应用地质资料汇交监管平台接收实物地质资料目录清单的数量、类型，论述了各省（市、区）实物地质资料目录清单报送情况，分析了存在的问题，提出了加强实物地质资料汇交管理，完善监管平台工作建议。另外，刊发了一则简讯，报道了近期实物资料采集入库的5个矿床的实物资料的类型、数量及其意义。—2—岩石薄片数字化采集工作方法苏桂芬冯俊岭徐艳秋（国土资源实物地质资料中心）提要：根据工作实践，全面总结了岩石薄片数字化工作方法。主要内容包括：论述了工作的技术路线；提出了开展岩石薄片数字化工作的设备要求，结合实例，总结了工作步骤与技术方法，分析了岩石薄片数字化成果的应用前景。截止2011年底，国土资源实物地质资料中心（国家实物地质资料库）收采了39303片来自青藏高原1/25万区域地质调查工作的岩石薄片。这些薄片系统反映了青藏高原1/25万区调工作的成果，涵盖了青藏高原地区主要的岩石类型，是了解和研究青藏高原地区地质条件不可多得的第一手实物资料。为了有效保护和充分利用这批珍贵实物资料，自2010年起，实物中心开展了岩石薄片显微照相实验研究与数字化工作。根据近几年研究成果，笔者撰写了此文，总结了技术方法。一、数字化工作技术路线第一，以现有实物薄片和鉴定报告为基础，利用透射偏光显微镜和与其配套的数码照相系统采集信息，结合相关软件的新技术、新方法，依据不同岩石的基本特点有针对性地进行图像采集。第二，应用数码采集系统与计算机相结合，按照仪器使用的相关规则，在显微照相过程中全面实现信息采集加工、处理利用、存储、管理等的全程现代化。第三，以《实物地质资料馆藏管理技术要求》、以及火成岩、沉积岩、变质岩三大岩类的《岩石分类和命名方案》和《透明矿物薄片鉴定手册》等规范为基础，对岩石鉴定报告与薄片反映的内容进行对比研究，分析岩石组合类型，结合区域分布范围，采集微观现象。第四，全面了解岩心扫描、标本照相等实物数字化的技术方法，将薄片显微照相形成的地学信息数据库完整化，提高实物资料服务的效益与质量。—3—二、设备与人员基本要求1、电脑的要求采集终端电脑操作系统，使用Windowsxp及以上版本，电脑显示屏要求不小于22寸。电脑内存4G以上，且显存512兆以上。为了保存大量采集图像，硬盘建议在300G以上。2、显微镜的选择采集岩石薄片显微图像的显微镜，要求与鉴定岩石薄片显微镜技术指标一致，为高级透射偏光显微镜，且必须是三目，即有可连接照相机（或摄像头）的设备。显微镜必备物镜4个，即2x、4x、10x、40x，根据图像采集情况，可适当更换相应物镜镜头。3、摄像头的选择由于采集软件编写受照相机或摄像头开发底包限制，所以应用照相设备为Canon550、摄像头为加拿大的pixelink。4、人员要求岩石薄片显微图像采集人员应具备岩矿鉴定工作经验或具备光性矿物学理论、结晶学及矿物学理论和岩矿鉴定基础的专业人员。三、采集准备工作内容和方法1、岩石薄片鉴定报告数字化目前采集的岩石薄片均为青藏高原1/25万区调图幅薄片，由于是早期工作成果，其岩石薄片鉴定报告多以手写为主，采集入库前须进行重新录入转为电子文件。录入鉴定报告之前，首先制作图幅鉴定报告整理表。通过整理表可以确定图幅工作的剖面条数及每条剖面中鉴定报告的数量，并为以后记录采集图像数量做准备（即张数）。与此同时，还要依据国标把每一份鉴定报告命名的岩石（即鉴定名称），进行三大岩石类型划分，为网络检索、查询做好第一手资料。以昂达尔错幅为例，鉴定报告整理表见表1。—4—表11/25万昂达尔错幅岩石薄片鉴定报告统计及岩石类型整理表序号野外编号张数野外名称鉴定名称岩石类型1PIIb-1砾岩砂屑微晶灰岩沉积岩2PIIb-2石英砂岩变质海绿石细粒长石石英砂岩沉积岩3PIIb-3长石石英砂岩变质细粒海绿石岩屑石英砂岩沉积岩4PIIb-4长石石英砂岩变质细粒海绿石长石石英砂岩沉积岩5PIIb-5变质细粒海绿石长石石英砂岩沉积岩6PIIb-6长石砂岩变质中细粒长石石英砂岩沉积岩7PIIb-7石英砂岩变质细粒海绿石长石石英砂岩沉积岩8PIIb-8石英砂岩变质海绿石细砂岩（变质海绿石岩屑石英细砂岩）沉积岩9PIIb-9石英砂岩变质海绿石细粒石英杂砂岩沉积岩10PIIb-10长石砂岩变质细粒海绿石长石石英细砂岩沉积岩说明：表中，野外编号为野外工作时编制的标本号；野外名称为野外采集标本时定名；鉴定名称是依据岩石分类和命名方案，通过室内鉴定给出的室内镜下标本薄片定名。每个薄片对应一份鉴定报告。报告内容以尊重原报告内容为主。根据不同单位鉴定报告的格式及结合我中心特点，设计了新的鉴定报告电子模板：电子文件为Word格式，题头名称为区调岩矿鉴定报告；表格数据项有原报告内容7项——即剖面名称、薄片编号（选择野外编号）、野外定名、鉴定名称、结构构造、显微镜下描述及鉴定人；按照馆藏技术要求，增加数据项有档号、图幅名称、入库编号、显微照片和录入人、录入时间等6项。具体格式见表2。表2区调岩矿鉴定报告档号000044图幅名称1：25万昂达尔错幅剖面名称双湖区多普勒欠晚三叠世扎那组地层实测剖面薄片编号PIIb-1野外定名砾岩入库编号鉴定名称砂屑微晶灰岩结构构造砂屑结构基底式胶结显微照片：显微镜下观察及描述：砂屑呈次圆状，圆状，粒径一般在0.4-0.6mm，最大达0.8mm，成份为微晶方解石组成的微晶灰岩，含量45%，填隙物为微晶方解石，部分铁白云石代，铁质析出，含量55%。鉴定人：李存臣录入人：张星录入时间：2012.02—5—每一条剖面内有若干个薄片，将剖面上每一个薄片的鉴定报告合并形成一个电子文件，文件名称反映剖面名称和剖面上薄片的数量。如“普勒欠-22”，反映在普勒欠晚三叠世扎那组地层实测剖面上有22个薄片鉴定报告。为确保录入报告的质量，需严格执行三级质量检查。大量的数据不仅要求录入人员认真对待、仔细检查，还应有相关人员的严格核对，为即每条剖面录入完成后，要求录入人对剖面内报告逐页100%自检，并且实行两人一组进行100%互检，管理人员对每个图幅录入报告数量，进行30-50%的抽检。2、存储位置定位选定独立工作盘，按照不同图幅，用简化明了的文字建立一级文件夹，如“晚昂达尔错幅”、“邦多幅”、“措麦幅”等（见图1）。图1一级文件夹在一级文件夹内不仅有对应的上述整理表，还要建立“采集”、“扫描件”、“数字化”、等二级文件夹（见图2）。图2二级文件夹在二级数字化子文件夹内，存放录入完成的鉴定报告文档（见图3），如“1、普勒欠-22”、“2、戈梗-13”—6—图3数字化文件夹中存放的文件在二级采集子文件夹内建有若干个三级文件夹，用于按剖面存放薄片图像采集文件（见图4）。每个剖面建立一个文件夹，文件夹名称反映剖面名称和剖面上已采集薄片的数量，如“普勒欠-18”，反映在普勒欠晚三叠世扎那组地层实测剖面上采集了18个薄片的显微图像。图4采集文件夹及其子文件夹—7—在二级采集子文件夹和三级文件夹之下还需建有四级文件夹，四级文件夹名称反映所采集的薄片的野外编号（见图5）。如，“PIIb-2”表示存放野外编号为PIIb-2的薄片图像。图5薄片文件夹（四级文件夹）四、岩石薄片显微图像采集过程及技术要点1、利用采集软件选择薄片文件夹由于显微图像的选取是以鉴定报告为依据的，因此采集之前必须在数字化的子文件夹内选择要采集的数字化后的剖面岩石薄片鉴定报告，打开后最小化于电脑桌面。同时点击软件图标进入采集初始界面，点击主菜单下的“图像采集”子菜单，弹出浏览文件夹对话框，选择独立工作盘内相关图幅，进入保存采集图片的文件夹（即上述四级文件夹，见图6）。—8—图6选择图像存储文件夹2、图像选取及采集要求（1）图像预览选中要采集岩石薄片号的文件夹，单击“确定”按键，弹出连续拍摄对话框，点击“开始预览”按键，出现预览区域，在预览查看设置区域，进行全图/局部图切换，观察焦点框的位置，转动显微镜粗及细准焦螺旋调节图像的清晰度，至效果最好后点击“显示全图”，进行全图显示，开始图片全面预览（见图7）。图7图像预览软件采集界面中图像清晰后全面预览—9—（2）图像采集顺序及说明通过观察，选取薄片图片效果较好的位置做准备，同时找到与薄片号对应的鉴定报告，把拍摄对话框内必填项，即薄片编号（选择野外编号）和已有的鉴定名称、结构构造从数字化的鉴定报告内粘贴过来，分析岩矿鉴定报告内容，按照从整体到局部的顺序，显微镜物镜从低倍镜大视域到高倍镜清晰点，由面到点逐步深入采集。低倍镜大视域情况下，采集显微镜下具有岩石典型鉴定名称特点、结构构造特色、矿物含量全貌的单偏光图像和正交偏光图像。高倍镜下则为采集具体矿物、古生物、微构造等特征，根据矿物自身特点、古生物等特色，采集人可以视情况自行选择单偏光或正交偏光，根据理解认识能力采集图像。图像采集的总体原则是，既要有全貌又要具体特点，逐字解读逐段分解鉴定报告，真实反映薄片下岩石显微组构、矿物含量、粒度组合及蚀变、古生物、微构造等相关信息且与鉴定报告描述内容保持一致性。（3）单幅图像选择及采集采集窗口的左下角有图像说明信息框，选定鉴定报告适当内容，双击后进行信息的录入粘贴，通过电脑观察，确定物镜倍数移动显微镜载物台上薄片选择采集图像位置，调节显微镜焦距到最清晰处，点击单幅采集按键，变换偏光背景，进行单幅图片的采集，软件自动生成含有该图片信息的txt文件。在采集对话框内有薄片采集图像单帧的总张数（图8），要求把此记录于图幅整理表内，以便统计整理使用。图8单幅图像采集信息完整的单幅图像采集采集图像数量信息—10—在显微镜下进行图像的截取时，每一幅图都有其相应的特点，通过不同的方法采集，反映其特征属性内容。每采集一张显微图片都要填写薄片物镜倍数、光性和图像说明参数。完成单幅图像的采集，形成jpg格式，保存图片和信息于四级文件夹内（图9）。图9图像文件（4）图像采集技术要求每个岩石薄片按照视域大小及偏光等的不同，要求最少形成6张图片，即基础图片为物镜2x、4x和10x的正交偏光、单偏光图像各一张。与此同时，要求常见矿物石英、长石高倍镜下必须有正交偏光图像采集；黑云母、角闪石等具有多色性矿物，必须有单偏光采集图像；副矿物小颗粒则要求最低10x物镜下清晰采集图像。由于不同岩性薄片的显微特征各不相同，因此在采集过程中，工作人员可按照对鉴定报告的理解及显微镜下特色，增加显微图像的采集张数，还可以根据镜下观察显微特征，补充鉴定报告中未描述内容的采集。岩石薄片的使用，每一次应留有记录。显微镜下的观察，必然有一定的目的和应用方向，因此应留下相关的图像采集与说明描述；采集的图片只能顺序增加，不能覆盖，此软件还应预留出为今后不同工作方向采集显微图像的空间。3、图像整理检查打开软件窗口，点击左上角文件“打开”子菜单，弹出打开图片对话框，进入已采集数据的四级文件夹，全选文件夹内所有图片到软件界面，有显示图片大小的下拉列表—11—框，选择合适的百分比，使图片的缩放显示到适中（图10）。检查内容主要包括：记录的拍照岩石薄片显微图像张数的准确性；对照岩矿鉴定报告内容，检查数据项所填内容的正确性；观察每张图片采集的清晰度；对应检查图片物镜倍数、偏光性质所选的准确性；检查采集图片内容与图像说明的吻合情况，即图片与文字描述的相符性。图10图像检查要求完成一条剖面薄片的全部显微图像采集后，逐个进行薄片的检查整理，与岩石薄片鉴定报告数字化一样，执行三级质量检查。自检100%，互检100%，全面检查，30-50%抽检，监督检查自