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引言

顯微 CT 技術(shù)是一項通過利用 X 射線對微觀樣品進行高分辨率成像的先進技術(shù)，是研究和解決地質(zhì)學(xué)問題的重要工具，在地質(zhì)行業(yè)發(fā)揮著不可或缺的作用。本文將介紹顯微 CT 技術(shù)的基本原理、發(fā)展歷程以及其在地質(zhì)行業(yè)的特殊應(yīng)用。

01

顯微 CT 技術(shù)簡介

顯微 CT 技術(shù)利用 X 射線照射樣品，通過探測器記錄透射的 X 射線強度分布，再利用計算機算法重構(gòu)出樣品的三維內(nèi)部結(jié)構(gòu)。其獨特之處在于能夠在非破壞的情況下，提供高分辨率和全方位的三維圖像。

顯微 CT 技術(shù)的發(fā)展歷程

顯微 CT 技術(shù)主要用于微觀尺度下的樣品成像，其發(fā)展歷程包括幾個階段：

1990 - 2000：顯微 CT 技術(shù)開始應(yīng)用于生物學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域，但分辨率和樣品大小受到限制。

2000 - 2010：隨著 X 射線源和探測器的技術(shù)進步，顯微 CT 的分辨率和成像質(zhì)量得到了極大的提升。

2010 - 至今：顯微 CT 應(yīng)用于更多領(lǐng)域，如地質(zhì)學(xué)、考古學(xué)等，取得了顯著成就。

顯微 CT 技術(shù)的特點

顯微 CT 技術(shù)是在工業(yè) CT 技術(shù)的分支，同時又具有其獨特的特點：

高分辨率成像：顯微 CT 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)亞微米級別的分辨率，可以清晰顯示微觀結(jié)構(gòu)，揭示樣品內(nèi)部的細(xì)節(jié)特征。

非破壞性檢測：相比傳統(tǒng)的樣品制備方法，顯微 CT 技術(shù)不需要對樣品進行任何破壞性處理，保持了樣品的完整性，可以多次掃描同一樣品。

三維重建：通過顯微 CT 技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)可以進行三維重建，使得研究人員能夠全方位地了解樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

體積小安裝便捷：相較于傳統(tǒng)工業(yè) CT 設(shè)備，顯微 CT 尤其是臺式顯微 CT 具備更小的體積，對安裝環(huán)境的要求少，無需配置特殊電源線即可使用。

02

顯微 CT 技術(shù)在地質(zhì)行業(yè)的應(yīng)用

1 巖石礦物學(xué)研究

顯微 CT 技術(shù)能夠?qū)r石、礦物樣品進行高分辨率成像，揭示其中的微觀結(jié)構(gòu)特征，為巖石成因和性質(zhì)的研究提供了重要依據(jù)。

【1】鈣質(zhì)砂巖的 3D 渲染體積（左列）

按其當(dāng)量直徑 (ED) 進行顏色編碼的孔隙體積（右列）

2 古生物學(xué)研究

應(yīng)用顯微 CT 技術(shù)對古生物化石進行掃描，可以獲得其內(nèi)部骨骼結(jié)構(gòu)等信息，為古生物學(xué)家研究古代生物的形態(tài)特征提供了重要參考。

【2】盾皮魚類 Compagopiscis 間側(cè)片(IL)和牙齒組織學(xué)顯微成像及三維虛擬重建

3 巖心研究

顯微 CT 技術(shù)在巖心研究中具有重要應(yīng)用，可以對巖心樣本進行非破壞性的三維成像，揭示其中的孔隙結(jié)構(gòu)、礦物組成等信息，為油氣勘探和儲層評價提供了重要依據(jù)。

【3】不同壓力條件下顯示致密儲層中不同的石油構(gòu)造

4 礦床勘探與開采

顯微 CT 技術(shù)可以用于礦石樣品的內(nèi)部成分分析，幫助礦床勘探人員準(zhǔn)確定位礦體位置和估計礦石儲量。

5 地下水資源研究

顯微 CT 技術(shù)可用于地下水儲層的孔隙結(jié)構(gòu)、滲透性等參數(shù)的研究，為地下水資源的開采和管理提供科學(xué)依據(jù)。

2023 年 9 月 18-21 日期間，復(fù)納科技攜手 NEOSAN 顯微 CT 參加了 2023 中國地質(zhì)學(xué)會年會，同時分享了其在地質(zhì)行業(yè)相關(guān)的應(yīng)用案例：

樣品為頁巖，以 900nm 像素大小掃描，顯示礦

物的分布及其典型薄層之間的斷裂形態(tài)

樣品為碳酸鹽，以 1.8μm 像素大小掃描，無損

地顯示其內(nèi)部 3D 微觀結(jié)構(gòu)

總結(jié)

顯微CT技術(shù)作為一種高分辨率、非破壞性的成像技術(shù)，為地質(zhì)學(xué)研究提供了獨特的視角。其在地質(zhì)行業(yè)的應(yīng)用，為巖石礦物學(xué)研究、古生物學(xué)研究、礦床勘探與開采以及地下水資源研究等領(lǐng)域帶來了顯著的進展，促進了地質(zhì)科學(xué)的發(fā)展和礦產(chǎn)資源的有效開發(fā)利用。

03 

關(guān)于 NEOSCAN 顯微 CT  

NEOSCAN 是一家專注于設(shè)計和生產(chǎn)顯微 CT 儀器的公司，由 Alexander Sasov 創(chuàng)立于比利時。目前 NEOSCAN 推出三款顯微 CT 產(chǎn)品：N60、N70、N80，可在不破壞樣品的同時，得到樣品的結(jié)構(gòu)信息（空腔孔隙）、密度信息（組分差異），同時可以輸出三維模型，進行仿真分析。

N60 緊湊型臺式顯微 CT 

N70 快速型臺式顯微 CT 

N80 高分辨臺式顯微 CT 

如果您想獲取更多關(guān)于 NEOSCAN 臺式顯微 CT 的產(chǎn)品詳情或者應(yīng)用案例，歡迎您隨時聯(lián)系我們，垂詢電話：400 857 8882。

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參考文獻(xiàn)

【1】 Cnudde, V., Boone, M.N., ”High-resolution X-ray computed tomography in geosciences: a review of the current technology and applications”, Earth Science Reviews (2013), doi: 10.1016/j.earscirev.2013.04.003

【2】Sanchez S, Dupret V, Tafforeau P, et al. 3D microstructural architecture of muscle attachments in extant and fossil vertebrates revealed by synchrotron microtomography PLoS One, 2013, 8(2): e56992

【3】Yang S, et al.(2022) Pore structure and fluid distribution of tight sandstone by the combined use of SEM, MICP and X-ray micro-CT. Journal of Petroleum Science and Engineering. 208,109241.