通过钻探获取地下深处连续、完整的圆柱状岩石样本的技术。它是了解地下地质结构、岩石性质、矿产资源赋存状态等最直接、最可靠的方法之一。
岩心取样的过程
钻探设备： 使用专门的岩心钻机（通常使用金刚石钻头或硬质合金钻头）。
取心钻具： 钻具的核心部分是“取心筒”或“岩心管”。钻头在中心部位是空心的，只钻出一个环状孔，中心部分的岩石柱（岩心）被保留下来。
钻进与取心： 钻头旋转向下钻进时，形成的圆柱状岩心会逐渐进入取心筒内。
卡断与提取： 当钻进一段预定长度（通常0.5米到数米不等）后，通过特殊装置（如卡簧、卡断器）将岩心从底部卡断。然后将整个钻杆柱连同装有岩心的取心筒提升到地面。
取出与整理： 在地面小心地将岩心从取心筒中取出，按顺序（深度）摆放在岩心箱中，进行清洗、编号、标记深度、方向（如果可能）和初步描述。
记录与保存： 对岩心进行详细的肉眼观察记录（岩性、颜色、结构、构造、矿物、蚀变、矿化、裂隙等），并妥善保存，供后续详细分析使用。重要的岩心库会长期保存岩心档案。
样本分析的核心内容
从钻取的岩心上获取的样本，会进行一系列实验室分析，目的是将岩石的物理、化学、矿物学等特征转化为地质信息和对资源潜力的评估。主要分析包括：
岩性鉴定与描述：
- 确定岩石类型（如花岗岩、砂岩、页岩、灰岩等）。
- 描述岩石的颜色、结构（粒度、结晶程度等）、构造（层理、片理、节理、褶皱等）、矿物组成（肉眼和镜下）。
- 识别蚀变类型（如硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化等）和矿化特征（矿物种类、形态、分布、粒度等）。
矿物学与岩石学分析：
- 薄片鉴定： 在显微镜下详细研究矿物种类、含量、共生关系、结构构造，精确鉴定岩石类型和蚀变/矿化特征。
- X射线衍射： 定量或半定量分析岩石或矿石中的矿物组成，特别是粘土矿物、蚀变矿物等。
- 扫描电镜/能谱： 观察微区形貌、矿物成分及元素分布。
地球化学分析：
- 主量元素分析： 测定岩石中主要氧化物（如SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, CaO, MgO, K₂O, Na₂O等）的含量，用于岩石分类、蚀变研究和地球化学背景确定。
- 微量元素分析： 测定对成矿作用有指示意义的元素（如Cu, Pb, Zn, Au, Ag, Mo, W, Sn, As, Sb, Hg, U, REE等）含量，寻找矿化异常、划分矿化带、研究元素富集规律。
- 贵金属分析： 专门针对金、银、铂族元素等进行高精度分析（通常用火试金法、ICP-MS等）。
- 同位素分析： 用于研究成矿物质来源、成矿时代、流体来源等。
物理性质分析：
- 密度/比重： 计算资源量所需的基本参数。
- 孔隙度与渗透率： 对油气储层、地热储层、地下水含水层评估至关重要。
- 岩石力学性质： 如抗压强度、抗拉强度、弹性模量等，对矿山设计、边坡稳定、工程地质评价很重要。
- 磁化率、电阻率等： 辅助解释地球物理勘探结果。
矿石工艺矿物学研究：
- 详细研究矿石中有用矿物和脉石矿物的种类、含量、嵌布特征（粒度、形状、共生关系）、解离度等，为选矿工艺设计提供依据。
品位分析：
- 对矿化段岩心进行系统采样（通常按固定长度，如1米），分析目标元素或化合物的含量（如金矿的克/吨，铜矿的百分比），这是资源量估算和经济评价最核心的数据。
从样本分析看地下资源探测逻辑
岩心取样及其分析是整个地下资源探测逻辑链条中最关键的实证环节：
直接观察与验证： 岩心提供了地下岩石最直接的“实物证据”。它直接验证了：
- 地球物理勘探（重力、磁法、电法、地震等）推测的地下异常体是否真实存在，其性质是什么（是矿体、岩体还是其他地质体）？
- 地表地质填图和化探发现的异常在深部的延伸情况和具体形态如何？
- 矿体/储层的真实位置、厚度、产状（走向、倾向、倾角） 是什么？
- 岩石的真实类型、结构、构造、蚀变、矿化特征是什么？
建立精确的地质模型：
- 通过多个钻孔的岩心资料，结合测井数据，可以精确地绘制地下的地质剖面图和三维地质模型。
- 确定不同岩性地层的空间分布、构造（断层、褶皱）的位置和性质、矿体/储层的几何形态（形状、大小、产状）和空间位置。
资源特性的定量评价：
- 品位： 岩心化验分析提供了矿体不同位置目标组分的含量数据，是计算矿石平均品位和资源量的基础。
- 质量： 分析结果揭示了矿石的矿物组成、有害元素含量、可选性等信息，直接影响资源的经济价值。
- 规模： 结合矿体形态模型和品位数据，可以计算资源量和储量（需考虑开采技术经济因素）。
- 物性： 对于油气、地热、地下水等流体资源，岩心测得的孔隙度、渗透率等参数是评估储层产能和可采性的核心依据。
理解成矿/成藏过程：
- 详细的岩矿鉴定和地球化学分析有助于反演矿床/油气藏的形成条件、物质来源、成矿/成藏时代和演化过程（成矿/成藏模式），这对于指导区域找矿和深部、外围勘探至关重要。
工程与环境评估基础：
- 岩石力学性质数据是矿山设计（井巷、边坡）、油气开发（压裂设计）、工程建设（地基、隧道）的基础。
- 岩石成分分析有助于评估开采和选冶过程中可能产生的环境影响（如酸性矿山排水潜力）。
探测逻辑链条总结
区域筛选： 基于地质理论、遥感、区域地质调查，圈定成矿/成藏有利区域。
目标定位： 运用地球物理、地球化学勘查方法，在有利区域内发现异常或直接找矿线索。
钻探验证与取样： 这是关键转折点！ 通过钻探（尤其是取心钻探）直接揭露地下地质体，获取岩心样本。
样本分析： 对岩心进行详细的地质观察和全面的实验室分析，获得定性和定量数据。
地质建模与资源评价： 整合所有数据（地表、物探、化探、钻探、分析），构建精确的三维地质模型，计算资源量/储量，评估经济价值和技术可行性。
决策与开发： 基于资源评价结果，决定是否进行进一步勘探或直接进入可行性研究、矿山/油田建设阶段。
核心要点
- 岩心是连接地下地质体与地表研究者的“时间胶囊”和“实物档案”。
- 岩心取样分析是地质勘探中从“推测”走向“实证”的核心环节。
- 它提供了最直接、最可靠的地下信息，是资源量估算、经济评价和后续开发决策无可替代的基础。
- 虽然成本高昂，但高质量的岩心及其分析数据是降低勘探风险、提高找矿成功率和项目经济性的根本保障。
简而言之，岩心取样就是地质学家向地球深处伸出的“探针”，取回的岩心样本则是解读地下宝藏奥秘的“密码本”。通过对这本“密码本”的精细解读（分析），地质学家才能最终确认地下资源的真实存在、规模和价值。
