矿物元素

当前，随着油气资源勘探开发纵向深入，研究对象愈发复杂、勘探难度也越来越大，常规、特别是非常规油气勘探开发面临非常严峻的技术挑战。现有录、测井技术，如XRF元素分析、XRD矿物分析、岩屑成像技术、核磁共振等，虽都有特定的优势，但也存在各自的局限性，无法实现储层元素、矿物、形貌、孔隙度等特征的同时表征。因此，在工作效率与技术集成性方面需要一种同时满足制样简单、移动方便、测试精度高、快速定量分析矿物学特征、孔隙裂隙结构特征以及岩石力学性质的智能化、数字化设备。基于上述现状，MaipSCAN（ Mineralogy by Artificial intellgence powered Scanning Electron Microscopy ）应运而生。MaipSCAN是由中科院地质与地球物理研究所与欧波同中国有限公司强强联合自主研发的高度集成化的全新一代数字智能矿物分析系统（图1），主要由高分辨扫描电子显微镜、高灵敏电子信号探测器、X射线探测器及多功能高级测试分析软件组成。图1 MaipSCAN外观图像MaipSCAN应用概况1、 场景多：卓越的抗震功能保障既可以应用于实验室，也可以应用于钻井现场、岩心库等复杂环境。能够实现对岩芯-侧壁岩芯、岩屑、薄片等多种岩石样品的测试分析，尤其是能够将碎小的岩屑样品“变废为宝”充分利用起来，取样成本大大降低。2、 参数全：MaipSCAN可以提供丰富的数据结果，包括岩石的矿物和元素定量数据、高清电子图像、伽马元素、孔隙度、孔隙结构、微裂缝（弱面指数）、弹性参数及脆性指数等多个勘探开发关键参数。3、 用途广：在地质方面，MaipSCAN提供的高分辨率图像可以实现地层准确检测，根据定量的矿物和元素数据能够确定岩性、划分地层、精细划分岩相、评价物性特征、识别地质甜点，依靠岩性、矿物、元素来对比地层，对物源、沉积环境进行分析等；在地球物理方面，MaipSCAN提供的参数可以用于标定常规电缆测井、校正岩石物理模型、生成高质量的弹性属性曲线；在工程方面，MaipSCAN可以实现钻测深度归位，准确卡层，进行井壁稳定性分析，辅助水平井地质导向，完成工程甜点预测，评价岩石脆性，优化水平井压裂选段等。技术特色强大的软件系统MaipSCAN软件分析系统包括测量软件（Inspector）、矿物标准库管理软件（RockSTDManager）和分析报告软件（iCustomer）三个强大模块。1、Inspector：可以快速设定岩样测试参数、实现高效高清BSE图像采集、元素和矿物的准确定量测试，大幅提升样品测试速度。高效易操作的测量模块（Inspecteor） 2、RockSTDManager：包含专利技术的矿物识别算法保障了矿物识别的准确性，尤其是难以识别的粘土矿物；此外，提供了矿物标准库的管理功能，可以新增和更改为符合研究区的矿物库，使得矿物分析更具适应性和准确性。精确识别矿物的矿物标准库管理模块（RockSTDManager）3、iCustomer：具有强大的后处理和报告能力，从图像处理、定量分析、数学模拟到成果图绘制，一个软件可以实现全部功能，极大地优化了后期数据分析的效率。可以定量分析元素含量、矿物含量、矿物颗粒尺寸、矿物相关系、微裂缝密度（弱面指数）、孔隙度及孔隙结构等关键参数；根据工况建立数字岩石模型并计算弹性参数，用于脆塑性分析；根据用户定义的矿物库进行重新分类；实现多个样品的批量处理，且处理速度较快。分析处理与报告生成模块（iCustomer）MaipSCAN岩石力学模型MaipSCAN可以通过分析现场岩屑微观结构和成分特征，经过科学缜密的数据算法，得到研究区的岩石力学参数，建立研究区地层岩石力学模型，可根据工况建立数字岩石模型并计算弹性参数，用于脆塑性分析。

AMCS-Mining自动矿石特征分析系统是AMCS – Advanced (Automatic) Mineral Characterization System 系列自动矿物特征分析系统产品之一，是由国际工艺矿物专家团队主持开发的第三代自动矿物定量分析系统，该系统与高分辨率扫描电镜完美结合，适用于矿业、煤炭、地质等领域，是科学家及工程技术人员对样品进行工艺矿物学定量分析的有力帮手。AMCS-Mining自动矿石特征分析系统可实现的功能有：矿物颗粒的尺寸及面积、组成矿物颗粒的每一单体矿物颗粒的面积、单体矿物颗粒的颗 粒边界、单体矿物颗粒的X射线图谱；自动矿物分类，根据单体矿物颗粒的X射线图谱，确定单体矿物颗粒的矿物成分；经矿物分类的样品测量信息通过计算可得到 各种样品测量结果，包括样品的矿物组成，矿物颗粒及矿物单体颗粒的矿物组成，样品的元素组成，矿物颗粒及矿物单体颗粒的元素组成，矿物元素的分布，矿物颗 粒及矿物单体颗粒的分布，矿物颗粒及矿物单体颗粒尺寸、形态、比重信息，矿物及剂矿物元素回收率及品味估算，矿物生存关系，矿物矿相表面积比，矿物的连生 关系，矿物的解离度等信息。AMCS-Mining自动矿石特征分析系统分析流程： AMCS-Mining自动矿石特征分析系统系统的特点：先进的全自动矿物识别技术 系统采用了先进的第三代自动矿物识别技术。矿物识别无需人工干预、无需人工建立编辑矿物数据标准。大大降低了系统的复杂性，将操作人员从繁琐、复杂的矿物数据标准库建立维护工作中解放出来，同时最大限度地减少人为因素造成的矿物识别错误，使矿物识别更为精准、更快速。完整的矿物数据库矿物数据库矿物种类齐全，数据完整。全新先进的图形处理技术 在分析过程中，系统采用了全新先进的图形处理技术实现分离矿物颗粒，区分矿物边界。不仅处理速度及处理能力（处理图形面积的大小及复杂性）几倍、几十倍于第二代自动矿物所采用的图形处理技术，且结果更为精准。快速在线矿物分类 矿物分类在测量过程中同时进行，用户可以随时监视测量过程。测量完成后立即就可以输出简单的测量结果，如矿物成分及颗粒数。样品测量结果数据分析图表颗粒尺寸分布表颗粒比重分布表矿物连生关系表矿物元素构成、面积及重量百分比矿物解离度分析矿物生存关系分析矿物理想回收率、品位估算表 元素理想回收率、品位估算表案例分析工艺矿物学研究不深入导致工程失败BHP Beenup砂矿-20世纪80年代发现-丰富的钛铁矿和锆石砂矿-九十年代后期投入生产-2000年关闭-损失3亿美元失败的主要原因：-砂矿石比较坚硬，而设计爬斗过大（40米深），爬斗齿因掉落，采矿进度受影响-矿中有较多的粘土矿物，矿物分离困难，影响了钛铁矿和锆石的回收率-矿尾砂含有丰富的黄铁矿，在空气中暴露会变成硫酸，破坏矿区及周围的环境某私企金矿并购案-高品位的黄金矿-收购后的工艺矿物学分析发现80%以上的黄金的生存状态是以1微米或1微米以下的微细颗粒嵌生于石英颗粒中，属难选矿，企业为此蒙受了重大的经济损失。失败的主要原因：-经典的因对矿石的矿物进行特征分析不利而造成的投资失败-告诉我们富矿不一定等于好矿-再一次说明对矿物进行特征分析的重要性南非英美铂业利用矿物自动分析优化选矿，-系统地收集贵金属在源矿中有用矿物的赋存状态，-分析贵金属选场流程中的去向，分析贵金属遗失在尾矿中的原因，-优化选矿工艺使遗失在尾矿中的贵金属从百万分之1%到百万分之0.5%，贵金属回收率上升5%左右，-增收1.75亿美金/年。成功的主要原因：-重视对矿石的工艺矿物学分析-长期投资矿物自动分析技术国内某钨钼矿开发利用矿物分析优化选矿工艺，低品位的复杂钨钼矿床，-传统全浮方法难以保证合理的产品品位和合理的回收 率，被认为是一个难以利用的矿。-深入的工艺矿物学发现94%的目标元素在非磁性矿物中，磁性矿物占矿物总量40%，强磁预丢尾先浮钼后浮钨的选矿方案， 消除磁性矿物对浮选过程的干扰影响，保证浮选的指标，可增大浮选的生产能力，降低浮选药剂成本，综合回收资源中的有价成分，提高资源综合利用率成功的主要原因：-自动矿物参数分析系统的应用可以改变一个矿的命运-深入矿石矿物特征分析使这一本认为是难以利用的矿成了有利用价值的好矿

AMICS矿物特征自动定量分析系统 全自动矿物特征分析系统选矿专家们自动获取工艺矿物学定量分析数据的得力工具 AMICS-Mining 由国际工艺矿物学家团队主持开发的第三代矿物参数自动定量分析系统。该系统与高分辨率扫描电子显微镜完美结合，广泛适用于矿业、煤炭、地质科研等领域，是科学家及工程技术人员对样品进行工艺矿物学定量分析的有力帮手。 作为一个为矿业、煤炭业、地质科研、生产打造的专用矿石特征的定量分析工具，AMICS-Mining自动矿石特征分析系统软件主要功能。 数据采集数据分析结果显示智能信息管理系统 AMICS-Mining可以快速而准确地对矿石样品进行分析，分析结果样品的矿物组成样品的矿物元素组成元素在矿物中的分配矿物颗粒尺寸分布 单体矿物颗粒尺寸分别 矿物颗粒的比重及分布矿物相关关系矿物包裹关系矿物嵌步特征单体矿物解离度分布煤中灰分含量可定制分析 系统可生成的分析图表样品BES图样品矿物成分分布图 矿物成分图、表矿物元素图、表矿物成分图、表矿物元素在矿物中的分布表颗粒尺寸分布图、表单体矿物颗粒尺寸分布图、表颗粒比重分布图、表矿物连生关系图、表矿物解离度计算图、表矿物的生存关系计算图、表矿物理想回收率、品位估算图、表元素理想回收率、品位估算图、表 样品矿物成分分布图 矿物成分图、表 矿物连生关系图、表 AMICS-Minning的应用范围十分广阔●矿产评估，预测矿藏的价值通过对矿石中有价值的成分及赋生状态的分析，对矿石的磨矿粒度，可分选性及回收率的进行预测，对矿产评估，预测矿藏的价值。 ●选矿、选煤工艺设计通过对样品的参数分析，特别是矿物粒度尺寸分布、单体矿物颗粒尺寸分布、目标矿物的解离度的分析，为确定合理的磨矿粒度、有的放矢地进行选矿实验、选矿方案的制定提供牢靠的数据。 ●新选矿、选煤工艺研发通过对矿石的深度分析比如目标矿物元素在矿物中的分配，加深对矿物的认识。研究新的选矿工艺，提高选矿的经济效益。新选矿工艺的诞生往往可以改变一个矿山的命运，使一个难选的矿变成一个有价值的好矿。 ●选矿、选煤流程优化，提高回收率，降低能耗通过对现有选矿工艺不同位置的样品参数分析，发现磨矿及浮选改进的方向及潜力并及以改进，达到优化流程、提高回收率，降低能耗的目的。 ●选矿流程的监控通过不断对原矿、精矿、尾矿，及时地调整选矿参数，使选矿厂始终工作在最佳状态，提高生产效益。在发生选矿回收率下降的情况下，通过分析尾矿中目标矿物的赋生状态，可以确定回收率下降的原因，加以修正。 ●环保通过对岩石、土壤、河床泥、空气粉尘、烟道粉尘的成分与物相分析，为环保提供依据。 ●煤矿灰份矿物的含量及粒度分布测定，指导煤矿资源的评估和综合利用 ●为现代数字化矿山提供基础数据 AMICS-Mining自动矿石特征分析系统系统的特点●先进的全自动矿物识别技术系统采用了先进的第三代自动矿物识别技术。矿物识别无需人工干预、无需人工建立编辑矿物数据标准。大大降低了系统的复杂性，将操作人员从繁琐、复杂的矿物数据标准库建立维护工作解放出来，同时最大限度地减少人为因素造成的矿物识别错误，使矿物识别更为精准、更快速。 ●完整的矿物数据库矿物数据库矿物种类齐全，数据完整。 ●全新先进的图形处理技术在分析过程中，系统采用了全新先进的图形处理技术分离矿物颗粒，区分矿物边界。不仅处理速度、及处理能力（处理图形面积的大小及复杂性）几倍、几十倍于第二代自动矿物所采用的图形处理技术，且结果更为精准。 ●快速在线矿物分类矿物分类在测量过程中同时进行，用户可以随时监视测量过程。测量完成后立即就可以输出简单的测量结果，如矿物成分及颗粒数。 ●简便测量设定及结果输出合理的软件设计，使得测量设定及结果输出及为方便，大大缩短了系统使用培训所需要的时间。 ●全新现代化软件界面采用了最新的软件编制工具，软件界面符合当今的潮流，更为人们所熟悉，方便使用。 ●合理的文件管理系统合理的文件管理系统设计，达到了即能自动管理结果文件，又方便转移结果文件的目的。 ●系统有英、中两个版本 AMICS-Mining自动矿石特征分析系统技术指标最小可识别矿物：1微米样品测量时间（直径30厘米）：15分钟数据库：2000种以上基本矿物样品台样品数：高精度5轴电动9桩样品台 AMICS-Mining自动矿石特征分析系统的能谱仪技术指标硅漂移探头（BRUKER等）超快速脉冲处理电制冷（无需液氮）参照系统选择的能谱仪术指标 AMICS-Mining自动矿石特征分析系统的电镜技术指标参照系统选择的电镜技术指标 AMICS-Oil&Gas矿物特征自动定量分析系统作为一个为石油、天然气行业、地质科研、生产打造的专用岩芯、岩屑特征的定量分析工具，AMICS-Oil&Gas自动矿石特征分析系统软件主要功能。 数据采集 数据分析 结果显示 智能信息管理系统 AMICS-Oil&Gas可以快速而准确地对岩芯、岩屑样品进行分析，分析结果样品矿物成分样品元素成分岩屑颗粒、单体矿物颗粒尺寸分布孔隙度及孔隙尺寸分布矿物相关关系孔隙与矿物相关关系可定制分析 系统可生成的分析图表样品BES图样品矿物成分分布图矿物成分图、表矿物元素图、表岩屑颗粒尺寸分布图、表矿物颗粒尺寸分布图、表岩屑颗粒比重分布图、表矿物连生关系表岩屑岩性分析图、表 样品矿物成分分布图 矿物成分图、表 矿物连生关系表 AMICS-Oil&Gas的应用范围十分广阔油田勘探、开发地质分析压裂点的选择（水平井）测井数据修正辅助录井为现代数字化油田提供基础数据特殊应用功能定制