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顯微CT技術(shù)在環(huán)境科學(xué)和地質(zhì)中的應(yīng)用
CT成像的原理是當(dāng)X-射線(xiàn)透過(guò)樣本時(shí)，樣本的各個(gè)部位對(duì)X-射線(xiàn)的吸收率不同。X-射線(xiàn)源發(fā)射X-射線(xiàn)，穿透樣本，最終在X-射線(xiàn)檢測(cè)器上成像。對(duì)樣本進(jìn)行180°以上的不同角度成像。Micro-CT通常采用錐形X線(xiàn)束。采用錐形束不僅能夠獲得真正各向同性的容積圖像，提高空間分辨率，提高射線(xiàn)利用率，而且在采集相同3D圖像時(shí)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于扇形束。通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件，將每個(gè)角度的圖像進(jìn)行重構(gòu)，還原成在電腦中可分析的3D圖像。通過(guò)軟件觀(guān)察樣本內(nèi)部的各個(gè)截面的信息；對(duì)樣本感興趣部分進(jìn)行2D和3D分析；還可以制作直觀(guān)的3D動(dòng)畫(huà)等。
魚(yú)耳石是魚(yú)類(lèi)頭骨兩側(cè)的組織器官，尺寸為毫米級(jí)，作為生命礦物的載體，魚(yú)耳石是魚(yú)的生命過(guò)程和環(huán)境相互作用的產(chǎn)物，記載了生長(zhǎng)過(guò)程的大量環(huán)境信息，可客觀(guān)記錄水體環(huán)境的歷史變遷及低濃度污染物的富集。目前，國(guó)內(nèi)外利用魚(yú)耳石進(jìn)行湖泊的水質(zhì)評(píng)價(jià)及動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究主要基于對(duì)水體及耳石進(jìn)行微化學(xué)分析。對(duì)于受到污染較嚴(yán)重的水域，由于重金屬含量增多，魚(yú)耳石中微量元素含量會(huì)大幅提升。利用高分辨顯微CT成像技術(shù)，可獲得魚(yú)耳石樣品對(duì)通過(guò)X射線(xiàn)的衰減程度、魚(yú)耳石某些物理特征及結(jié)構(gòu)性質(zhì)，重金屬元素及其含量直接影響CT值的變化，因此可用CT值作為一種特征判斷不同水域的污染程度，并且可應(yīng)用于相同水域不同種類(lèi)耳石之間的元素親和性和占位研究。
隨著顯微CT技術(shù)的日趨成熟，其在地質(zhì)學(xué)中應(yīng)用的范圍和領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)大。在石油地質(zhì)學(xué)中，利用顯微CT技術(shù)對(duì)重建的儲(chǔ)層巖心進(jìn)行掃描分析，可以準(zhǔn)確地獲得巖石內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息，并且重構(gòu)的三維數(shù)字巖心模型能在還原巖石。孔隙骨架空間結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上模擬流體路徑。近年來(lái)多孔介質(zhì)微觀(guān)孔隙結(jié)構(gòu)3D圖像技術(shù)正在不斷發(fā)展，其在理論和實(shí)踐方面的日趨成熟進(jìn)一步促進(jìn)了數(shù)字巖心技術(shù)在微觀(guān)滲流理論研究中的應(yīng)用，完善的微觀(guān)滲流理論為微觀(guān)尺度上原油采收率的提升提供了技術(shù)保障。