CN103534617A - 用于定位地下矿体的方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

一种定位地下矿体的方法和系统。在预先确定的地理区域上采集近地表土壤样本。分析样本以发现尘土颗粒中的任何化学异常作为识别潜在的地下露头矿化的方法。耙齿（22）及采集管（24）深入地下土壤，土壤样本向上沿着管吸入尘土收集模块（12）中。在带静电电荷的带(40)上捕获不足5微米的颗粒。连续的采样在带上编入索引，例如通过条形码。采集的尘土样本通过激光烧蚀室（72）进行烧蚀，烧蚀样本通过质谱仪进行分析以判断指示例如矿体、矿物或烃类的资源体的存在性的离子是否存在。

Description

用于定位地下矿体的方法、系统及装置

发明领域

本发明涉及一种识别地下矿体的存在和/或位置的指示物的方法、系统和装置。

背景技术

定位地下矿体的现有方法需要在预期地点内的许多位置采集土壤样本并将这些样本送至实验室分析以识别地下矿床存在的可能性。选定地理区域的航空勘测可能也会被实施来辅助识别可能的矿床地点。

已知的采集土壤样本的方法是劳动密集的且耗时，伴随着在正确识别及精确定位一个地点内的土壤样本中的人为错误的极大可能性，以及样本被污染的风险。土壤样本至实验室的运输也很昂贵并伴随着相同的人为错误的可能性，以及将样本由该地点运往实验室分析、用各种各样的仪器技术和诸如火法化验的更传统的技术分析每个样本并返回结果的漫长时间。通常地，需要几天或甚至几周的时间来完成所有样本的分析并返回结果。大多数分析技术需要使用矿物酸萃取或者熔融后光谱测定分析。火法化验程序需要将采集有金和某些贵重金属的样本熔融在铅粒中，金属粒接着用烤钵提炼，或者分离除去银并称重，或者溶解在矿物酸里并经受光谱测定或光谱光度测定分析以定量回收的贵重金属。特别最近几年，部分化学浸出越来越多地被应用。这些都是基于从大块土壤基质中除去不稳定的“涂层”或是特定类型的吸附化合物，用这种方法隔离最近侵位的水成异常，该水成异常在地表表明存在深层处的深层或盲矿化。然而，水成异常的识别是非常困难的，因为相比于“背景”土壤或沉积物中存在的元素背景值，水成施加的离子浓度极低。因而发现需要提供一种改善通过探测水成异常识别或确定土壤样本中感兴趣的元素或化合物存在的方法、系统和装置。在埋藏矿体或者盲矿体上和在由于厚和/或高含铁量覆盖岩层造成的地球化学无菌的领域，判定水成侵位异常的存在的能力为地球化学勘察打开了世界上迄今为止不能实行勘探的巨大领域，尤其就诸如澳大利亚、南非、印度和南美洲国家的南半球国家而言。此外，凭借判定通过更传统的地球化学和地球物理勘探手段不能发现的矿化存在的可能性，埋藏矿的快速有效的圈定开启了下一代的地球化学勘探。

巴林研究有限公司在美国专利文献4056969中公开了一种已知的系统。该文献公开了一种矿物沉积的地球化学勘探的方法与装置，矿物沉积中土壤表层包含的颗粒被采集并分析。地表尘土穿透通过路基车辆，例如卡车，或者飞行器，例如直升机，在其后在要调查矿床存在性的区域土地上拖曳一个管来实施。每隔105米，地表土壤顶层1毫米的尘土沿着管向上被吸入采集用于分析。US4056969的背景部分描述了各种各样的从地表以下10厘米到1米处采集土壤，顶层的1厘米到2厘米的土壤被抛弃以避免采样区域内动物或者风吹物质沉积的污染的以往做法。US4056969关注于在极近地表（顶层1毫米）处快速采样以通过分析来识别可显示碳氢化合物沉积存在的微生物的存在性，或者在相同的1毫米或者植被中采样来识别颗粒物质的存在性。即使在水上，US4056969的方法和系统只在水面的最表面采样作为矿藏或碳氢化合物沉积的指示物的颗粒和微生物。在这种采样机制中存在明显的问题。风吹的颗粒会污染一个区域，尤其在该区域内矿砂或其他矿体被开采或运输时。同样地，在采样之前使用该区域的动物，例如养殖动物（牛、绵羊、山羊等）或许多野生动物（袋鼠、马、骆驼）会污染这片区域。这会导致错误的分析结果。

US504056969还只提出了相对大颗粒的采样与分析。颗粒被沿管向上吸，然而200微米(μm)以上的颗粒被筛网筛出。与采样带间隔2-3cm的喷嘴使得200微米以内样本的相对重的大颗粒撞击带而捕获样本。50微米大小以下更小更轻的颗粒并不穿过该2-3cm的间隔而作为被拒绝材料被吹离带。因此，US4056969的系统和方法只在地表土壤处采集尺寸在200微米和50微米之间的样本颗粒。这些颗粒可能是来自其他区域的风吹地表颗粒，或者由穿越该土地的车辆移动或动物带进来或沉积。这些颗粒并不是，却被采样和分析好像它们是组成原本的土壤表面的部分。US4056969没有教导或公开从外来土壤颗粒中区分原本的土壤颗粒，也没有在土壤的最表面以下采样，这会导致错误的结果。

在US4056969中使用的采集带依赖于粘合剂以及固定和保护在带上的采集到样本的另一塑料盖带。一旦样本被吹到采集带上，盖带与采集带被卷起。这要求两条带必须对齐并一起卷起。存在一条带没有恰当地盖住另一条带或者两条带没有一起卷起的风险。无论怎样，采集的样本存在被污染或破坏的风险。

此外，移动装置后部拖曳的管在其掠过地表时可能被缠住，尤其在不平坦或岩石地面上或有植被的地方。这可能会危及移动装置，尤其使用直升机的时候。

本发明在前面考虑的问题基础上作出改进。它提供了一种更有效的识别地下矿体的存在和/或位置的指示物的不易出现已知系统中存在的人为错误或耽搁的系统、装置和方法。

本说明书中对先前技术的引用仅出于说明目的并不视为承认这种先前技术在澳大利亚或者其他地方是公知常识的一部分。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种定位地下矿体的方法，该方法包括：

在预先确定的地理区域采集近地表附近土壤样本；以及

分析样本中采集的物质以发现尘土颗粒上任何叠加的水成异常作为识别可能的地下矿体存在性的方式。

通常，每个样本采集的尘土颗粒尺寸上是微米级，或者较佳地亚微米级，因而有极大地表面积对体积比。

较佳地，从地下例如在距离实际地表几厘米之内采集样本。较佳的采集深度在75mm与150mm之间。

根据本发明的另一个方面，提供了一种探测地下矿体的方法，该方法包括：

在跨地理区域的一系列的路径点中的每个路径点取尘土样本并记录每个路径点的位置坐标；

在无污染环境中存储尘土样本用于施加在尘土样本上的任何水成异常的后续分析，作为识别可能的与地下矿体相关的矿化的方式。这一系列的路径点可为规则的网格样式或者可为不规则的样式。过去的或现在的做法是在跨越感兴趣的区域内的几十或数百个路径点取样。每个路径点的位置由GPS坐标确定。

本发明的一个或更多实施例提出了在类似大小的区域内的几千个路径点采样。样本采集的自动化减少了采集样本的人员数量，并提高了采样速度。采样和分析技术速度的提高减少了获得样本与输出分析结果之间的延时。

每个路径点的位置可由一个独特的地理位置识别码或者相对于至少一个参考点的识别码来识别，例如相对于一个或更多其他路径点和/或相对于固定的参考或基准点的位置。

根据本发明的进一步的方面，提供了一种从预先确定的地理区域内采集尘土样本来探测地下矿体的方法，该方法包括：

在地理区域上根据一系列预先确定的路径点运输样本收集装置。

在每个路径点用探头采样表面覆盖层；

采样表面覆盖层时，将尘土样本从表面覆盖层吸入尘土收集装置；

在尘土收集装置中存储来自每个路径点的尘土样本；以及

记录对应于每个路径点地理坐标的独特的位置识别码；

将每个样本索引至该样本的独特的位置识别码；

以及

分析尘土样本中的成分以生成地理区域的平面图，地理区域的平面图基于每个样本中成分的存在性识别地下矿体的位置。

如果一片区域被发现一种特定的金属被耗尽，则从这片区域中淋溶出该金属。知道这个可深入探寻淋溶的金属在何处沉积。已经发现耗尽作为其他地方局部富集的潜在指示是非常有用的。如果在一大片区域内缺少一种金属，这可以是在较近的地方寻找沉积环境的指示，该沉积环境中淋溶的物质被堆存以形成一个实际的矿体。

分析可在采集的样本中寻找成分的水成异常。

根据本发明的另一个方面，提供了一种生成地理区域内地下矿体的存在性的可视化表示的方法，该方法包括：

从地理区域内采集尘土样本；

同时记录每个采集的尘土样本的位置的地理坐标；

分析尘土样本中的细尘土颗粒以发现尘土颗粒中任何叠加的水成异常，作为识别地下矿体的可能存在性的方式；

处理分析结果并将这些结果与尘土颗粒的地理坐标组合，在地理区域地图上叠加该处理的结果。

可使用不同的颜色达到显示地下矿体可能的矿化的视觉效果。

该视觉效果可采取二维或三维的绘图或地图的形式。可通过全球定位系统（GPS）坐标来确定地理坐标或位置。

根据本发明的另一个方面，提供了一种采集、定位和存储及随后识别尘土样本并将分析数据与来自地理区域的特定尘土样本相联系来探测地下矿体的方法，该方法包括：

将尘土颗粒存储到尘土样本基体上，该尘土样本采集自该地理区域上的至少一个路径点；

在受控环境中将基体从基体供料装置运输至基体接收器上；

获得采集尘土颗粒的地理区域上每个尘土样本的地理位置；

读取滤带上每个尘土样本的独特的识别码；以及

与独特的识别码一同存储每个尘土样本的地理位置，在使用中，使用尘土样本中任何感兴趣成分的后续分析来识别地下矿体的潜在存在性。

尘土中成分可为显示地下矿体潜在矿化的水成成分。

基体可包括或形成过滤介质，并可为带的形式。基体可为一种包含过滤介质的材料的连续条。例如，基体可为绕在相对的卷筒/卷轴上的带，使得当实施该系统和方法时带从一个卷筒/卷轴传输到另一个。

该受控环境可包括无污染环境，温度受控或湿度受控的环境，或者其中一种或多种。

基体供料装置可包括第一卷筒或卷轴，而基体接收装置可包括第二卷筒或卷轴。如上所述，基体因而可作为在第一和第二卷筒/卷轴之间进给的带介质。

可由GPS坐标或上面提到的其他参考来确定地理位置。

根据本发明更进一步的方面，提供了一种从地理区域采集尘土样本以定位地下矿体的系统，该系统包括：

在受控环境中存储尘土样本的尘土收集模块；

在地理区域的地形上运输尘土收集模块的设备；

采样探头，该采样探头与尘土收集模块连接并布置成在选定的位置插入表面覆盖层；以及

与采样探头关联的采样器，在使用中，采样器将尘土样本从每个选定位置向上吸入尘土收集模块；以及

将每个样本与地理区域内相应位置匹配的索引装置。

捕获尘土样本进行后续分析。这种分析可探寻尘土样本中水成成分的存在、浓度和/或种类以识别潜在的矿化。

本发明的另一个方面还提供了尘土采集模块以收集地理区域内的尘土样本而定位地下矿体，该模块包括：

在受控环境中存储尘土样本的尘土样本存储容器；

传送机构，该传送机构布置成对容纳在容器中的留存尘土样本的材料的基体编入索引；

将尘土样本的尘土颗粒吸到基体上的装置，每个尘土样本索引至基体上有序的位置；以及

在基体上读取独特识别码的装置，该独特识别码识别在索引位置处的每个尘土样本，从而可识别每个尘土样本的地理位置并随后分析尘土样本中显示地下矿体的存在或矿化的指示物。

尘土样本留存材料可为滤纸或支撑滤纸的网状材料。

该指示物可为化学元素。

根据本发明的另一个方面，提供了采样探头以从地理区域中采集尘土样本来定位地下矿体，该探头包括：

适用于穿透表面覆盖层土壤的耙齿；

与耙齿关联设置的将尘土样本从耙齿末端运输至尘土收集模块的尘土采集管，在使用中，可随后分析尘土样本中任何可显示地下矿体矿化的水成成分。

较佳地，采样探头进一步包括控制耙齿穿透土壤深度的深度控制机构。较佳地，耙齿穿透深度在50mm到150mm之间，更典型地在80mm到120mm之间。

根据本方面的另一个方面，提供了一种分析地理区域内尘土样本以定位地下矿体的方法，该方法包括：

烧蚀尘土样本中的尘土颗粒；

分析烧蚀尘土颗粒的化学成分中与矿化有关的元素异常的存在性；以及

使用该分析以确定地下矿体潜在存在性。

可通过光谱测定技术和/或光谱技术进行分析。较佳地使用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)技术。这种技术可对许多种元素（即60多种元素）以低至万亿分之一的水平几乎同时探测元素的存在性。

根据本发明的进一步的方面，提供了一种处理采集自地理区域的尘土样本以探测地下矿体的方法，该方法包括：

提供编入索引的过滤介质，该过滤介质上沉积有来自每个采集的尘土样本的尘土颗粒

在无污染环境中传输过滤介质通过激光烧蚀室；

烧蚀来自每个尘土样本的尘土颗粒；

为滤带上的每个尘土样本提供独特的识别码；

对烧蚀材料进行地球化学分析以确定任何元素异常的潜在存在性；以及

数字记录每个已获得尘土颗粒的样本的地球化学分析的结果、独特的识别码和GPS位置坐标，使用中，记录的数据可用来识别地下矿体的矿化存在性。

元素异常可为水成异常，例如特定元素的离子或尘土颗粒附着的化合物。

编入索引的过滤介质可在每个索引点处编码从而每个索引点独特地区别于另一个索引点。可通过独特的序列号、条形码或其他可读的独特的指示来编码。

过滤介质可为滤纸带，例如设置在两个卷筒或卷轴之间。然而，过滤介质可具有支撑衬体，其中，连续或非连续的过滤介质附连在支撑衬体上。支撑衬体可具有对应于各个样本索引位置的开口从而尘土样本施加在支撑衬体的开口上过滤介质上。因此，过滤介质可为层压材料，例如基于合成塑料或者天然材料的支撑衬体和基于纸的过滤介质。根据本发明的进一步的方面，提供了一种处理数据以探测地下矿体的方法，该数据与地理区域内采集的尘土样本相关，该方法包括：获得每个尘土样本的与地球化学分析、独特的识别码、GPS位置坐标相关的数据，以及，

生成采集尘土样本的地理区域的地图，在地图上叠加分析数据的图形化表示。

根据本发明的另一个方面，提供了一种分析地理区域的尘土样本以定位地下矿体的系统，该系统包括：

烧蚀来自尘土样本的尘土颗粒的烧蚀装置，以及

分析装置，该分析装置分析烧蚀的尘土颗粒的化学成分以判断可指示地下矿体矿化的水成异常的存在性。

根据本发明的进一步的方面，提供了一种分析采集自地理区域的尘土样本用来探测地下矿体的系统，该系统包括：

有编码滤带的样本卷筒，编码滤带上沉积有来自每个采集的尘土样本的尘土颗粒；

在受控环境中接收样本卷筒并将滤带运输至收带卷筒的带传送机构；

与带传送机构关联设置的激光烧蚀装置，激光烧蚀装置用于在带从中穿过时烧蚀来自尘土样本的尘土颗粒；从滤带上每个尘土样本上读取独特的识别码的装置。

该系统可包括对烧蚀物质进行地球化学分析以获得元素异常的分析装置。该异常可为水成异常。发现水成异常将指示地下露头矿化。

该分析装置（仪器）可与带传送机构和激光烧蚀机构相邻或接近，或者相远离地设置。例如，可在样本采集的现场进行分析或者将样本移到远程位置进行分析，例如实验室。移到远程位置可允许系统的其余部分在现场使用（在原地）而在同一位置进一步采集样本，或者可将系统移到新的地点，可使用数字记录获得尘土颗粒的每个尘土样本的地球化学分析结果、独特的识别码和GPS位置坐标的装置，使用中，记录到的数据可用来识别地下矿化的可能性。

受控环境可为无污染环境，例如在一个密封的容器中。密封的容器可为包含传送机构、卷筒和激光烧蚀装置的能打开的硬盒。

考虑前面提到的，本发明的一个或更多形式提供了一种定位地下矿体的方法，该方法包括：

在预先确定的地理区域采集地表附近的尘土样本；以及分析来自尘土样本的尘土颗粒以发现尘土颗粒中的任何水成异常作为识别可能的地下矿体矿化的方式。

该方法可包括建立网格样式的路径点以在预先选定的地理区域内采集尘土样本；以及

在根据网格样式的每个路径点取尘土样本并同时记录每个路径点的GPS坐标。

较佳的实施例包括在无污染环境中存储尘土样本以进行尘土样本中水成异常的分析。

该方法可包括在地理区域内的地形上根据预先确定的路径点运输尘土收集装置；

在选定的所述路径点处将取样探头插入地表土壤中；

将尘土样本向上吸入尘土收集装置内；

在处于无污染环境的尘土收集装置中存储来自每个路径点的尘土样本；以及

记录每个选定的路径点的GPS坐标，在使用中，尘土样本中任何水成成分的分析被用来确定地下矿体的潜在矿化。

较佳地，本发明包括基于分析的结果生成地理区域内可能的地下矿化的分布的可视化表示。

记录每个尘土样本的GPS位置坐标并大致同时进行尘土样本的采集和存储。

可进行分析数据的统计处理。

该方法可包括结合尘土颗粒的GPS坐标与数据统计处理的结果；以及，

在地理区域的地图上叠加数据统计处理的结果以生成表明地下矿化的可能位置的地图。

数据统计处理可包括平均数据结果。

较佳地一个或更多的实施例包括将在各个路径点采集的每个尘土样本的尘土颗粒存储在编入索引的过滤介质上。

尘土样本或每个尘土样本可被吸到或吹到活通过其他方式递送到过滤介质上。

用于分析所取的尘土样本较佳地为细颗粒，较佳地在小于1.0微米的尺寸范围内但可大于1.0微米。

该方法可包括将包含过滤介质的带在无污染的环境中从第一个卷筒运输至第二个卷筒。

较佳地，该方法包括读取过滤介质上的每个尘土样本的独特的识别码，过滤介质包括带；以及

对于每个尘土样本，与独特的识别码一同存储GPS坐标，在使用中，使用尘土样本中任何水成成分的后续分析来识别地下矿体的矿化。

一种从地理区域采集尘土样本以定位地下矿体的系统，所述系统包括：

在受控的环境中存储样本的样本收集模块；

在地理区域的地形上运输尘土收集模块的设备；

与尘土收集模块机械连接的采样探头；

插入装置，该插入装置在使用中被驱动以将探头插入选定地点的地形表面；以及

与采样探头关联设置的将尘土样本向上吸入尘土收集模块的样本获取装置，在使用中，可进行土壤样本中任何水成成分的后续分析来识别地下矿体的潜在矿化。

尘土收集模块可包括在无污染环境中存储尘土样本的容器，以及用于编入索引过滤介质的传送机构，编入索引过滤介质容纳在所述容器中。

可采用将细尘土颗粒吸到过滤介质上的尘土颗粒抽吸装置。

该系统可进一步包括每个编入索引的尘土样本在过滤介质上的独特编码；以及设置在过滤介质上的读码器。

采样探头可包括适用于穿透表面覆盖层土壤的耙齿以及与耙齿关联设置的尘土采集管，该尘土采集管将尘土样本从耙齿末端附近运输至尘土收集模块。

可设置烧蚀装置以烧蚀来自采集的尘土样本的尘土颗粒。该烧蚀装置可容纳在尘土收集模块之中。

收集模块可容纳具有编码滤带的样本卷筒，编码滤带具有沉积在其上的来自每个采集的尘土样本的尘土颗粒，以及接收样本卷筒并在无污染环境中将滤带传输至收带卷筒的带传送机构。

该系统可包括对烧蚀尘土颗粒进行地球化学分析以探测水成异常的分析器。

可配置记录地球化学分析结果的数字记录装置作为系统的一部分。

该系统还可包括为每个从中获取尘土颗粒的尘土样本提供独特的识别码及GPS位置坐标。为此，可配置编码印刷装置以在索引位置标记过滤介质或者创建索引位置。

贯穿说明书，除非上下文另有要求，术语“包括”或者如“包含”或“由……组成”的变型，将被理解成意指包含已经列出的整数或者整数组而并不排除任何其他整数或整数组。

同样地，术语“较佳地”或如“优选的”的变型，将理解成意指已经列出的整数或整数组是合适的但并不是本发明工作所必需的。

附图简要说明

从下面的参考附图仅以示例性方式给出的对定位地下矿体的方法和系统的具体实施例的详细描述，将更好地理解本发明的特性，其中：

图1示出根据本发明的较佳实施例的采集尘土样本的系统，耙齿和采集管处于提升的位置；

图2示出图1中的系统，该系统开始穿透土壤，耙齿和采集管处于部分降低的位置；

图3示出了图1中的系统，该系统处于工作位置，耙齿深入采集管前方的地面；

图4以图像形式示出了根据本发明的一个较佳实施例的采集尘土样本的方法；

图5为图1中系统使用的尘土收集模块的俯视立体图；

图6为图5中尘土收集模块的放大的俯视立体图；

图7示出了图6中尘土收集模块沿线A-A截取的俯视立体剖视图；

图8示出了图1-3中采集尘土样本的系统的放大的侧视剖视图；

图9a-9o为示出根据本发明的较佳实施例的采集用于分析的尘土样本的系统的逐步使用示意图；

图9p-9u为示出根据本发明的一个实施例的在采集后续的样本之前耙齿从地面收回、清洁管的步骤的示意图。

图10a-10d示出将携带有介质的收集样本加载进本发明的一个较佳实施例的系统的一部分中，该系统包括激光烧蚀装置及质谱仪，并示出清洁激光烧蚀装置和对采集的样本进行光谱学分析的图解步骤。

图11示出根据本发明的一个实施例的处理尘土样本的方法；以及，

图12示出根据本发明的较佳方法生成的典型地图，给出了通过分析采集的样本获得的地下矿体的潜在矿化的图解表示。

图13和14示出了使用穿梭机构的本发明的实施例中过滤介质在卷筒/卷轴上的可选的布置。

图15和16示出了处于两个位置的图13和14中的穿梭机构。图15示出处于清洁位置的穿梭机构，及图16示出处于采样位置的穿梭机构。

较佳实施例的详细描述

在下文中将参考附图描述本发明的实施例。

对来自近地表土壤样本的细尘土颗粒的水成沉积离子地球化学分析可以用来有一定准确性地预测地下矿体的矿化，本发明基于此发现。较佳地，沉积离子在自土壤表面小于1m的深度内取样，更佳地，在自表面20cm的深度内。

尘土颗粒可在受控环境中采集并储存，比如无污染的环境。已经实现了地下矿体的存在可被识别的深度深达150m或更深。

尘土颗粒可能在微米至亚微米的尺寸内，较佳地，小于10微米，更佳地，在约0.1至4.0微米的尺寸范围内。

本发明的实施例从表面以下采集不足5微米的颗粒大小的离子，该离子在深层处不足5微米的颗粒周围形成，并另外通过水成效应运输到表面。颗粒越小，覆盖颗粒表面的离子量越大，显示出异常发现的可能性越大。已知的US4056969中公开的系统和方法放弃了这些不足5微米的颗粒，并且不在表面以下取样。

已经认识到不足5微米大小的颗粒比更大的颗粒聚集更大密度的离子。因此，更大比例的给定样本将有离子附着，从而比使用更大颗粒提供改进的取样结果。

通过采集“小”微米级尘土颗粒，在这些相比于常规地球化学中采集的较大颗粒的“小”颗粒上的元素水成沉积物的高得多的比例，导致了“背景”的每种元素的区别更明显因而提高探测的敏锐度和深度。

由于尘土颗粒的相对小尺寸，每个颗粒的水成沉积元素将包括颗粒整体质量的更大百分比。每个小尘土颗粒的水成沉积元素体积与颗粒体积的比值远大于较大尘土和土壤颗粒的水成沉积元素体积与颗粒体积的比值。已经认识到颗粒越小，施加的覆盖层的特定厚度相比于整体质量的比例更大。覆盖层来自于经过和穿过任何深埋矿化带的液体，因此埋藏矿中要分析的材料的百分比越大，分析数据中矿化的迹象越明显。因此，该物质中的水成组分将成比例变大因而可以增加成功发现地下埋藏矿体或者盲矿体的可能性。

埋藏矿体是被覆盖的矿体但是覆盖物中没有任何物质会限制磨蚀的物质到地表土壤的运动，盲矿体有会阻止矿体物质机械混合至表层土之中的岩石覆盖物。

在实地有效地采集尘土样本以及为了后续分析在无污染环境中存储和运输样本的能力与手段是本发明的一个或更多实施例的一个重要特征。

如图1-3所示，根据本发明的在一个地理区域采集尘土样本以定位地下矿体的系统的一个较佳实施例包括在无污染环境中存储尘土样本的尘土收集模块12。该尘土收集模块12包括容纳存储尘土样本的装置的外壳14，如下文参考图5-8更详细地描述。

采集尘土样本的系统10还包括在地理区域内的地形上运输尘土收集模块12的设备。在图示的实施例中，运输设备包括安装在诸如四轮驱动车或者专业全地形车的机动车辆（图未示）后部的可调支撑组件16。该运输设备可为任何合适的形式，包括空中移动装置，例如，无人驾驶飞行器（UAV）。该运输设备还可采取步行运输系统10的背负形式。

在图示的实施例中，可调支撑组件16是液压操作的并装备有自己的动力单元18来降低系统10至工作位置，或者从工作位置提升系统10。系统10在运输到要采集尘土样本的地理区域的过程中以及采集尘土样本时处于地理区域中路径点之间时，系统10处于其在图1中示出的提升位置。

移动装置的动力输出（PTO）可以用来驱动压缩机和/或液压泵以提供压缩空气和/或液压来降低/提升耙齿。系统因此可以无需额外动力供应而在移动装置上自我包含并提供动力。压缩空气还可被用来提供过滤的、湿润的空气以清洁采集管。

用于采集尘土样本的系统10进一步包括机械连接到尘土收集模块12的取样探头20，取样探头20适用于在选定的位置瞬间插入表面覆盖层。取样探头20可为手持式设备。在图示的实施例中，取样探头20包括一个适用于穿透表面覆盖层土壤的耙齿22，以及与耙齿22关联设置的尘土采集管24，尘土采集管24用来从邻近的耙齿22的末端运输尘土样本至尘土收集模块12。应理解，采集管直接跟随在耙齿之后。耙齿动作以形成穿过地表土壤的沟槽，同时采集管提供了土壤样本被吸至收集模块的管道。在尘土采集管24的最低端设置的采集头26直接位于耙齿22末端的后面，并有一个面朝与耙齿22行进方向相反的方向的有助于防止采集管末端堵塞的开口（图未示）。

较佳地，取样探头20还包括一个深度控制机构28，深度控制机构28带有控制耙齿22穿透土壤的深度的液压致动器。深度控制机构28包括一个导轮29。导轮的高度容易被调节以将耙齿穿透深度设置为所需的深度。这样的高度调节可经由一个带有高度位置设置的旋转致动器来实现，例如指出不同高度设置的刻凹痕。

较佳地，在使用中，耙齿穿透深度在2mm到150mm之间，更佳地在约80mm到100mm之间。与耙齿22关联安装的力传感器38为地质学家提供了额外的关于土壤压缩的重要信息。

力传感器压力与每一个样本对照并用牛顿（N）（力）测量来表示。环境湿度和空气温度的测量也提供给地质学家来理解/说明。

耙齿22安装在一个可调节脱离压力的脱离腿上。脱离腿设计成允许耙齿22向上摆动20，远离任何其在土壤中可能遇到的阻碍，比如岩石，以避免损坏采集头26。尽管脱离压力可以被调整以适应各种类型的覆盖层土壤与岩石成分，通常脱离压力被设置为大约250kg。

系统10进一步包括与取样探头20关联设置的凭借其将尘土样本抽吸至尘土收集模块12的装置，在使用中可进行尘土样本中任何水成成分的后续分析来识别潜在的地下矿体矿化。在本实施例中，抽吸尘土样本的装置包括一个真空泵30，真空泵30适用于将样本尘土流抽吸至采集头26的开口中并向上通过尘土采集管24进入尘土收集模块12。尘土收集模块12包括一个外壳14以在无污染环境中存储土壤样本，在图5-8中可最清晰地看出。较佳地，外壳14为带有活动盖子的重型军用背包，活动盖子可被夹紧关闭以形成气密罩。外壳14较佳地安装在四个巴里底座（Barry Mounts）15上。“巴里底座”15是一个减振装置，其采用油垫将外壳14与从采样探头20传递上来的振动隔离。外壳14内装有带传送机构32，用于将编码滤带40从样本卷筒36运输至收带卷筒38。编码滤带40由一种特殊的多孔材料制成，在这种材料的孔中捕获直径大于约0.45微米的尘土颗粒。编码滤带40较佳地在其表面上按一定间隔印有条形码使得带上捕获的每个样本能单独识别。带较佳地为在制造过程中或制造后经受卷来卷去的复合材料聚合物。这引起吸引不足5微米的颗粒粘着于带的衬背或边带的静电电荷。当不足5微米的颗粒撞击到带上时，静电电荷依然存在。因此无需任何粘合剂，并无需任何额外的盖带。带上的静电电荷容易留住较小（不足5微米）的颗粒但是并不保留太多较大的而颗粒（若有的话）。因此，有静电电荷以留住颗粒的带的技术效益提供了超出胶带的效果。并且，不同于US4056969中的粘着带与第二卷盖带，只需一层带的结构允许带卷或者在给定厚度下长度更长或者在烧蚀单元中占用更少的空间。

各带卷轴或者卷筒可分别竖直而非水平地置于带外壳的密闭容器之中。使用中，带移动就位并密封在采集管中准备接收尘土流和取样。在采集管中快速喷射预先过滤的高压除湿压缩空气时，带及其卷筒/卷轴（较佳地容纳在盒内）远离尘土采集管水平移动大约100mm并与尘土采集管密封隔离。这防止在高压清洁过程中对带造成损害和污染。同时，在清洁过程中，控制系统将带推进至下一个样本准备重新定位。这加速了整个样本采集过程，因为两个过程同时完成。

带传送机构32可包括张力步进电机（图未示）来旋转样本卷筒36并在滤带40上保持预定的张力，以及收带步进电机（图未示）来旋转收带卷筒38并以阶梯式的增量将带40缠绕在收带卷筒38上。步进电机一般为能启用远程计算机可调力矩、张力和速度控制的12伏直流无刷电机。可在外壳的外部驱动外壳中的一个或两个卷筒，例如通过一个或更多相应的安装在外部的电机。这可以减少外壳的总重量以及其中装置的复杂度。带挤压步进器42也有助于保持滤带40的张力。带可被固定或是推进而非依靠作为推进机构的卷筒/卷轴的旋转。例如，卷筒/卷轴可自由旋转或者有低的旋转阻力，并且保持机构充分地保持和移动带使得卷筒/卷轴与该移动同步旋转。可采用驱动卷筒/卷轴和带的保持推进的组合。

外壳14中还设有读码器44来读取印在滤带40上的独一无二的条形码来识别每个尘土样本。尽管较佳地使用条形码，也可使用其他的独特的样本识别码，比如独特的字母数字编码或者其他光学机器可读编码。

尘土收集模块12进一步包括将尘土样本中的尘土颗粒抽吸到滤带40上的装置。在本实施例中，来自尘土样本的尘土颗粒流被向上抽吸经过尘土采集管24到外壳14内的弯管形管46中。图7中可以更清楚地看出，弯管形管46在管46离开外壳14处设有在其内部的大容量真空风扇48。大容量真空风扇48抽吸主要的尘土颗粒流经过尘土收集模块。小样本管50延伸进入弯管形管46的内部13（见图7）以从主要的尘土流中采集尘土颗粒样本。设置样本真空风扇52来通过小通道54吸入尘土样本颗粒，小通道54经过滤带40的传输路径并进入抽成真空室56。

仔细校准分别由风扇48和52产生的各自的真空强度仪确保只有在较佳的颗粒尺寸范围（0.1至10.0微米，较佳地上至4.0微米）内的细尘土颗粒悬浮在经过滤带40的气流中。数量可观的这些细尘土颗粒沉积在滤带40上邻近条形码的指定区域上，用于存储和后续分析。由此设置的一系列真空抽吸管使用在每个区域内有可调真空控制的四区域阶梯式真空系统来排除尺寸大于4微米的尘土颗粒。

在每个细尘土颗粒样本被采集之后，整个四区域尘土传输路径必须清除掉残余的尘土颗粒以防止污染下一个尘土样本。为此，设置与尘土传输路径流体连接的空气喷嘴58。压缩空气源连接至空气喷嘴58，在每个尘土样本采集程序之后，发送一股压缩空气通过尘土传输路径以排除任何残余的尘土颗粒。在图7中可以最清晰地看出，在尘土传输路径中邻近细尘土颗粒通过小样本管50被导到滤带的位置处设有可枢转的圆柱形构件62。圆柱形构件62设置有穿过其的T字形通道来重新导向从滤带到空气喷嘴58之间的流动路径。在每个样本被采集之后，圆柱形构件62枢转，使得一股压缩空气沿与采集样本时空气流动方向相反方向通过尘土传输路径被送回。因而任何残余的尘土颗粒通过尘土采集管24被排出。

尘土收集模块12较佳地包括GPS接收器以获取由系统10采集的每个尘土样本的位置的GPS坐标。基于微处理器的控制器60控制尘土收集模块12中各部件的操作。基于微处理器的控制器60记录来自滤带40的条形码，同时在激活带传送机构以步进地移动准备好下一次取样的带40之前记录每个采集到的尘土样本的GPS坐标。图4通过图形示出在采集每个尘土样本时所包括的典型步骤序列。

取样探头20处于如图1所示的提升位置时，其上运输该系统的车辆以15km/hr的速度在地面运动。在尘土样本之间，系统净化掉所有的尘土样本以避免污染后续的样本。这通过开启大容量风扇30和48来完成。当系统10靠近下一个取样路径点的位置抽吸时，运输车辆通常将减速至10km/hr，这时取样探头20如图2所示开始降低至其工作位置并穿透土壤。当取样探头20上的耙齿的末端达到其大约100mm的最大深度，车辆减速至5km/hr，系统10准备好采集样本。耙齿可偏置地进入地表所需量。深度保持可用来保证符合质量控制和采样目的的所需采样深度。深度保持可由偏置装置和控制装置来提供，偏置装置主动激励耙齿向下深入土壤，诸如拖曳轮（例如轮29）的该控制装置可用来保持所需的深度。可采用其他深度保持装置，比如深度测量器和可由电机控制的耙齿提升/降低控制装置。

所有的真空风扇被打开，尘土样本被向上吸入尘土收集模块12。部分来自主尘土流的细尘土颗粒沉积在滤带40上独特的条形码旁边。

同时地，获取尘土样本位置的GPS坐标并与从滤带40读取的该样本的独特的条形码一起记录。所有的风扇被关闭，取样探头20被升起回到其提升位置。用一股压缩空气来启动尘土清洁程序。滤带40接着被带传送机构32移动至下一个条形码样本区域准备下一个尘土样本采集。然后对下一个尘土样本重复此操作程序。

操作者通常被一个跟踪他的路径并记录样本位置的数字定位屏幕引导，同时屏幕上显示他相对于预先计划路径的位置及距离。数字定位屏幕还包括一个引导光条，为操作者提供了保持车辆航向在正确方向的视觉提示。光条包括光条中心的绿色圆圈一侧橙色另一侧红色的两个区域。如果车辆沿正确方向行驶，中间的绿色圆圈亮起来。如果车辆方向开始偏离到正确航向的一侧，那一侧的橙色条亮起发出警示。如果车辆方向不对，同一侧的红灯亮起，提醒操作者以现在的航向前进车辆将错过下一个路径点。一个样本卷筒通常可以留存2000个样本，这是每天的预期样本采集率。因此，一个盒应容纳一整天的样本，这避免了在一天的工作中更换多个盒子。当盒满的时候，实地采集SO记忆卡（见图11）从电脑中移出并与盒一起置于密封的盒的外壳内而送到实验室进行分析。

采集尘土样本的系统10能够以需要的速度，例如在2km/hr至50km/hr之间，进行自动的连续或周期性的样本采集。此速度可依据地形（坡度、障碍物、土壤类型、土壤湿度等）而改变。

每个样本的位置根据最先进的GPS系统自动地确定。样本采集系统10可以根据预设的路径点网格图形程序化地采集样本，或者简单地通过在采样区域的采样点取样，采样发生时采样点可被记录。这样，如果在取样过程中遇到最初未识别的障碍物而有可能重新定位样本路径点，并且如果在实地一个特定的区域被认为值得更精细的取样机制而有可能增加取样密度。

运输设备选择为无人驾驶飞行器时，合适的无人驾驶飞行器可以是（电脑或视线）控制的无人机或者自主式无人机，例如单旋翼带尾桨飞行器或者微型直升机。无人驾驶飞行器可运载轻量级的尘土收集模块并在其照相机操作的避障导航系统中使用全自动预排程序的样本路径点坐标。它使用微型的压缩空气驱动探头（例如“飞镖”）和尘土采集头或者穿透土壤到达所需深度的加重头来采集尘土样本。头或者探头可自无人机部署在一条线上，例如电线，或者在可伸缩地管或杆上。设想在土壤表面上上至1.0米距离实施土壤采样。在地表下采样的探头使得将轻质土从土壤表面移走的来自无人驾驶飞行器的下降气流的任何可感知到的问题无效。无人驾驶飞行器可被配置成在陆面上或水面上行进并取样。例如，在水面上无人驾驶飞行器可降低取样探头向下穿过水体并在水底层下取样。在水面上可通过接触水上方的飞行或通过接触水的船漂浮来实施取样。或者，可通过在水面上或越过水面的载人船或飞行器来实施取样。尘土收集模块16可与四轮驱动车载设计相似但减小尺寸和重量以减小无人驾驶飞行器的负载。为无人驾驶飞行器提供动力的电源是镍镉或锂离子类型电池系统。无人驾驶飞行器可由坐在控制车辆或远程建筑的舒适的空调环境中的单独一个人操作。与传统的四轮驱动设计类似，防尘外壳和卷筒从无人驾驶飞行器中移出并空运至实验室进行后续分析。无人驾驶飞行器允许接近其他难以到达的地点，例如，树木繁茂的地形中的小块地方。无人驾驶飞行器可配备可视化设备，比如可以记录采样操作或者为了“实时”观察和控制的目的向操作员反馈视频数据的单眼或双眼摄像系统。

采集尘土样本的四轮驱动装载系统10可合并到一个专门设置的包括液压和气动的电源组和控制装置的完全集成盘体。这种设计允许采样探头20被安装在澳大利亚交通部的行业安全标准设定的1m过剩限制之内。双驾驶室四轮驱动车的标准托盘被移除，该完全集成盘体螺栓连接在四轮驱动底座上。这样的设计优化了力学强度，同时提高了操作员的安全性，可携带至世界上的任何地点。它还将所有的设备和电缆集线器置于一个单独的便携式包装中，使得在装运之前可进行AS检查。

或者采集尘土样本的系统10被安装在具有气囊悬挂的标准拖车上。钩安装调节器可用于保持深度控制机构28的正确的土壤深入深度以确保耙齿22的深度始终保持在地面以下100mm处。与上述的四轮驱动车的完全集成盘体设计相似地，气动和液压的电源组和所有其他设备也安装在拖车单元。拖车单元可由任何合适的车辆拖曳，因此不限于四轮驱动车适用的地形，可使用能够在恶劣条件和崎岖地形中拖曳和操作的适用于所有地形的车辆。拖车单元还允许包括使用冷却器的0.03微米的空气过滤系统，冷却器由安装在拖车上的240伏或12伏柴油动力发电机来运作。过滤除湿的空气用来清洁留在尘土采集路径中的任何残留的尘土以防止尘土样本的污染。

现将参考图9a-12描述采集并分析来自地理区域用于定位地下矿体的尘土样本的系统与方法的较佳实施例。

图9a-9o示出了采集用于分析的尘土样本的系统的使用步骤。系统10如图1所示安装在车辆后部，并使用相同的附图标记。

当车辆向前移动（例如，如图所示的向右），耙齿22逐渐降低并深入土壤表面中。在图9g中，耙齿处于其最低位置，样本（尘土）采集管24竖立，样本采集管在自土壤表面大约100mm处打开。

如图9h所示，大容量风扇正在运转，土壤样本从采集管的底部开口沿着样本采集管24向上行进。在图9i中，样本经过气旋分离器30以移除较大土壤颗粒。

在图9j至9o中，采样风扇在尘土采集模块12中运转。此风扇在气旋分离器上方提取样本中的尘土。

在图9m中，真空风扇12A运转通过捕获媒介，比如带，从样本中提取细尘土颗粒。细尘土颗粒基本上被吹到媒介上并被媒介捕获。每个细尘土颗粒用独特的参考识别码编入索引。在图9n中，使用GPS定位装置12B以获得尘土样本采集地点的坐标。

图9o示出真空风扇关闭的系统10，对于这个样本完成了样本采集与细尘土颗粒向捕获媒介（例如带）的转移。

图9p-9u示出捕获样本之后提升耙齿22的各个阶段。图9s示出大容量风扇通过气旋分离器将颗粒吹回沿着管向下在管的入口/出口排尽而清洁采集管。这个过程“清扫了”准备下一次采样的采集管和分离器，避免前一个样本的尘土对下一个样本的污染。

可使用加压的除湿并预先过滤的气体（较佳地空气，尽管可能使用氮气）来清洁采集管（以及较佳地其他区域）的污染物。空气预先过滤并除湿以防潮并防止积存于潮湿区域的物质积累造成堵塞或污染。

用于分析尘土样本的系统70，如图10a-10d所示，通常包括烧蚀装置76及分析装置，烧蚀装置76烧蚀来自实地采集的尘土样本的尘土颗粒，分析装置分析烧蚀的尘土颗粒的化学成分以判断可显示地下矿体矿化的水成异常的存在性。

在如图10b所示的实施例中，设置有一个激光烧蚀室72来提取沉积在滤带40上的泥土颗粒并在惰性气体100（氩气）的气氛中烧蚀颗粒。烧蚀物质接着输送到质谱仪74分析化学成分，包括可能存在于样本中的任何水成异常。激光烧蚀室和质谱仪在分析样本之前首先通过清除装置102用氩气清除。这消除了任何可能遗留自前一个样本或者来自环境空气的污染。可使用一个大气压下的氩气。使用容纳氩气和固定烧蚀样本的带的压力容器来防止样本自动烧蚀过程中的氩气损失与污染。可使用烧蚀单元内的气锁阀装置来在烧蚀单元内保持直接围绕烧蚀区域的无污染区域。该气锁阀装置包括在氩气供应和烧蚀单元之间的至少一个阀，由此在烧蚀过程中使气体供应与烧蚀单元相互隔绝。这防止在烧蚀过程中物质进入回到气体供应中并随后污染下一个样本烧蚀。

可使用阀在要烧蚀的样本处密封氩气。阀可以是气动或电动的。带上的样本经受大约一个大气压的氩气压力，使得任何氧气或空气从要烧蚀的样本清除掉。一旦样本完成了烧蚀，可打开阀为下一个样本作准备。

图10c更详细地示出图10a中系统70的自动烧蚀组件76的布置。自动烧蚀组件76包括接收具有编码滤带40的样本卷筒78的装置，编码滤带40上沉积有来自每个采集的尘土样本的尘土颗粒。它包括一个带传送机构80来接收样本卷筒78并在无污染环境中将滤带40传输至收带卷筒82。激光烧蚀室72与带传送机构80关联设置，当带经过该室的时候烧蚀来自每个尘土样本的尘土颗粒。设置读码器84，从而当带进入烧蚀室72时从滤带40读取每个尘土样本的独特的识别码。

图10d示出了烧蚀样本正由质谱仪分析以检测水成异常存在性的情形下的图10b中装置。分析在惰性气体环境中进行，例如在氩气中，较佳地气体压力接近一个大气压。

烧蚀可为连续的或逐步的，如同样本采集可为连续的或逐步的。例如，代替周期采样，系统可连续地采样获得一个连续的样本并分析这些样本以获得异常存在性的连续性的指示。

图11示出了在实验室中处理采集的尘土样本的方法包含的步骤的典型程序。包括其上沉积有尘土颗粒的编码滤带40的盒置于自动烧蚀组件76之中。滤带40接着在无污染环境中传输穿过激光烧蚀装置72，来自每个尘土样本的尘土被烧蚀。每个尘土样本的独特的识别码也从滤带上读出。烧蚀之后带传送机构80移动带40并准确定位带准备下一个激光烧蚀过程。在质谱仪74中进行烧蚀物质的分析102来获得可用来检测化学异常的浓聚物。

一个系统计算机程序80数字记录104了地球化学分析的结果，独特的识别条形码，以及每个获得尘土颗粒的尘土样本的位置的GPS坐标，在使用中，记录的数据可用来识别地下矿体的潜在矿化。记录的数据可用来生成采集尘土样本的地理区域内的可能的地下矿化的可视化表示。在图12中示出了一张显示地球化学分析结果与样本路径点位置的样本地图。

一旦知道细尘土颗粒的地球化学分析结果，尘土颗粒中任何叠加的水成异常显示的矿化迹象被平均106并与尘土颗粒的GPS坐标组合。平均的结果随后叠加在地理区域的地图上使用不同颜色来生成“光环效应”，如图12所示，指示可能的地下矿体矿化。可自动下载激光烧蚀分析的实时数据至数字绘图系统，该数字绘图系统将多达80种元素显示为矿化“热点地区”周围的光环效应。

因此当地质学家仍在现场时，地下矿体的位置可迅速被识别。随后在潜在的热点地区内可采集额外的样本以核实并提供一个更加完整的地下矿体潜在矿化的图画。

如图11所示，采用专用的客户端软件访问质谱仪客户端程序并将化学分析结果转化为使用19动态数据交换（DOE）协议的协调和排序界面（Coordination and Collation Interface）。数据作为UDP数据包通过以太网被送到协调和排序界面。实地采集记忆设备（在本实施例中为SD卡）的数据也提供至协调和排序界面，结果被发送至服务器。服务器将邮件解码并将数据存储在数据库中。

抵达要考察的实地之前可预先加载样本路径点坐标，或者在开始考察之前立刻加载样本路径点坐标，或者假如在需要被加载之前至少加载下一个所需的坐标，则可在采样正进行时连续地加载样本路径点坐标。现场采集单元使用数字导航系统来跟踪样本采集区域并采集每个样本。

控制PCB旨在控制自动烧蚀组件76的操作。DOE激光控制软件应用程序用来控制激光烧蚀室72。

控制烧蚀装置72并控制气体流动（必要时包括清除），因而系统能自动地推进滤带40上的每个样本。系统读取条形码，初始化质谱仪和激光烧蚀单元。然后烧蚀样本，从质谱仪获得结果并将结果录入专用的GSS数据库。每个样本15的典型的数据库记录包括客户10、样本10、采集单元序号、GPS坐标、样本的时间与日期、样本真空度、样本采集时间间隔以及烧蚀结果。分析尘土样本的系统70可制造成便携式装置并被带往实地以改善样本分析和周转时间。

可在采样之前，采样的过程中，或者采样之后捕获要考察的地形的一个或更多个数字图像，较佳地在采样之前。每个图像可与采集并分析的一个或更多样本有关。例如，可以成像40平方米区域的图像，其中每个图像涉及一个单独的样本。每个图像因而可索引至各个样本的各自的识别码，例如，一个图像可与一个条形码匹配，该条形码与带上一个特定的样本关联。地质学家可使用图像大大辅助相应样本的数字数据集的理解。

既然已详细地描述了定位地下矿体的系统和方法的较佳实施例，所述的实施例提供的许多优于先前技术的优点将显而易见，包括以下：

i）本方法基于出现在自然环境中的尘土颗粒分析，因此在分析之前无需任何采集材料的样本制备。

ii）制备试剂的潜在污染因此被消除。

iii）由于每个尘土样本只有一小部分在分析过程中被破坏，大部分采集到的样本留存以进行未来或重复分析。

iv)一天之内可在相当大的地理区域内迅速并大量地采集尘土样本，大大地提高效率并减少样本采集的成本。

v)当两者都被烧蚀时，小尺寸尘土颗粒意味着水成沉积离子与颗粒质量的比值大大超过较大尘土和土壤颗粒的水成沉积离子与颗粒质量的比值。关注于细尘土颗粒（较佳地小于4.0微米大小）能够获得与离子/元素背景值更大的区分。

vi)尘土收集模块相对地质量较轻（通常不超过5kg）因而容易由各种车载平台运输或者步行携带。

vii）尘土样本的实验室分析也可全自动进行以提高处理样本及获得用于绘图的分析数据的速度。

在带上采集样本

将带密封并转移至分析实验室

在LA-ICP-MS仪器中将带引入新设计的带固定器

使用法定标准物质（CRM's）校准系统

设置软件使得仪器分析带样本以及

将每个样本关联于其地理位置

运行带上的所有样本

电子移除仪器的所有数据并通过专家系统（有待设计）运行或者人工地观察数据以判断在分析运行过程中是否有任何光子入射导致的异常读数。

获取最终的数据集并为与正在进行的特定类型的调查研究相关的各个元素按照以北值和以东值绘图（不同的勘探行动有表明地下露头（subcropping）矿化的不同元素数据图表）。

以相同方式绘出组合元素的数据图表（存在代表不同类型矿化的不同的多元素组合）

在已知的地下露头地质上叠加相关绘图（手工地或者在开发程序的情况下使用程序）

识别潜在地下露头矿化的区域（手工地或者在开发程序的情况下使用程序）

绘制相关的勘探地图，图上标识潜在的地下露头矿化区域。

图13和14示出过滤介质布置的可选的实施例。过滤介质100为在两个卷筒/卷轴102A，102B上的带。带由一个带索引器104推进和编入索引。带索引器104抓持或保持带并将其从一个卷筒/卷轴推进所需距离至另一个卷筒/卷轴上。固定卷筒/卷轴的机构有两个位置。第一个为清洁位置，第二个为取样位置。这个机构在穿梭导轨上移动，例如轨道109。因此，这个机构使卷筒/卷轴在一个位置与另一个位置之间往返穿梭运动。可采用驱动装置，例如马达或气动装置来实现运动。当带处于清洁位置且条形码被读取时，带从卷筒/卷轴102A绕到102B上。带被推进了一个样本距离。与此同时，样本管和尘土室被清洁（图15中的位置）。当带完成了编入索引与清洁，穿梭装置106（安装在安装板107上）相对于安装板移动至采样位置（图16的位置）。在采样位置，样本真空吸尘器108推进，尘土沿着采样管110向上吸。当尘土流产生，真空吸尘器被打开，尘土被吸到样本过滤介质（带100）上。完成时，样本真空吸尘器缩回，穿梭装置回到清洁位置，下一个样本重复此循环。激光条码扫描仪识别带上的与一个特定样本相关的索引标记。多余尘土通过多余尘土抽出管114被抽出。

除了已经描述的，对于相关技术领域技术人员显而易见的是可对前述实施例做出各种修改和改进而不脱离本发明的基本发明概念。例如，在前述实施例中在氩气中进行烧蚀使得沉积在滤带上的尘土颗粒在惰性气体环境中烧蚀。然而，把包括带传送机构的整个自动烧蚀组件置于一个密封外壳中，排空外壳并充入惰性气体，这样可以达到同样的效果。因此，将理解本发明的范围不限于所述实施例限定的范围。

Claims (35)

1.一种定位地下矿体的方法，所述方法包括：在预先确定的地理区域采集地下土壤样本，及分析来自所述样本的尘土颗粒以发现尘土颗粒中的任何化学异常作为识别可能的地下露头矿化的方式。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

确立路径点以在预先选定的地理区域内采集尘土样本；以及

在每个路径点获取尘土样本并同时记录每个路径点的GPS坐标。

3.如权利要求1或2所述的方法，进一步包括在无污染环境中存储尘土样本以进行尘土样本中水成异常的分析。

4.如前述权利要求任一项所述的方法，进一步包括：

在地理区域内的地形上根据预先确定的路径点运输尘土收集装置；

在选定的所述路径点处将取样探头插入地表土壤中；

将尘土样本向上吸入尘土收集装置内；

在处于无污染环境的尘土收集装置中存储来自每个路径点的尘土样本；以及

记录每个选定的路径点的GPS坐标，在使用中，尘土样本中任何水成成分的分析被用来确定地下矿体的潜在矿化。

5.如前述权利要求任一项所述的方法，进一步包括：基于分析的结果生成地理区域内可能的地下矿化的分布的可视化表示。

6.如权利要求4所述的方法，其中

记录每个尘土样本的GPS位置坐标并大致同时进行尘土样本的采集和存储。

7.如前述权利要求任一项所述的方法，进一步包括平均分析的结果。

8.如权利要求7所述的方法，进一步包括结合尘土颗粒的GPS坐标与数据统计处理的结果，并在所述地理区域的地图上叠加数据统计处理的结果来生成图像以指示地下矿化的潜在存在性。

9.如前述权利要求任一项所述的方法，所述方法包括：

将来自在各个路径点采集的每个尘土样本的尘土颗粒存储在编入索引的过滤介质上。

10.如权利要求9所述的方法，其中尘土样本被吸到或吹到过滤介质上。

11.如权利要求9或10所述的方法，其中为分析所取的尘土样本包括上至100微米的尘土颗粒。

12.如权利要求11所述的方法，其中为分析所取的尘土颗粒包括尺寸上至10微米的尘土颗粒。

13.如权利要求12所述的方法，其中为分析所取的尘土颗粒包括尺寸不足5微米的尘土颗粒。

14.如前述权利要求任一项所述的方法，进一步包括将包含过滤介质的带在无污染的环境中从第一个卷筒运输至第二个卷筒。

15.如权利要求14所述的方法，进一步包括读取过滤介质上的每个尘土样本的独特的识别码，过滤介质包括带，以及

对每个尘土样本同时存储独特的识别码和GPS坐标，在使用中，可使用尘土样本的后续分析来识别潜在的地下矿化。

16.一种从地理区域采集尘土样本以定位地下矿体的系统，所述系统包括：

在受控的环境中存储尘土样本的样本收集模块；

在地理区域的地形上运输尘土收集模块的设备；

与尘土收集模块机械连接的采样探头；

在使用中被驱动将探头插入选定地点的地形表面的插入装置；以及

与采样探头关联设置的将尘土样本向上吸入尘土收集模块的装置，在使用中，可进行土壤样本中任何水成成分的后续分析来识别地下矿化的潜在存在性。

17.如权利要求16所述的系统，其中所述尘土收集模块包括：

在无污染环境中存储尘土样本的容器；以及

用于编入索引过滤介质的传送机构，所述编入索引过滤介质容纳在所述容器中。

18.如权利要求16或17所述的系统，进一步包括将细尘土颗粒吸到过滤介质上的尘土颗粒抽吸装置。

19.如权利要求16-17中任一项所述的系统，进一步包括在过滤介质上对每个编入索引的尘土样本设置的独特编码；以及设置在过滤介质上的读码器。

20.如权利要求16-19中任一项所述的系统，其中所述采样探头包括：

适用于穿透表面覆盖层土壤的耙齿；

尘土采集管，所述尘土采集管与所述耙齿关联设置，用于将尘土样本从相邻的耙齿末端运输至尘土收集模块。

21.如权利要求16-20中任一项所述的系统，进一步布置有烧蚀装置以烧蚀来自采集的尘土样本的尘土颗粒。

22.如权利要求19所述的系统，所述烧蚀装置容纳在尘土收集模块之中。

23.如权利要求16-22中任一项所述的系统，进一步包括：

收集模块中容纳样本卷筒，所述样本卷筒约束作为编码滤带的过滤介质，所述编码滤带上沉积有来自每个采集的尘土样本的尘土颗粒，

接收样本卷筒并在无污染环境中将滤带输送至收带卷筒的带传送机构。

24.如权利要求16-23中任一项所述的系统，进一步包括对烧蚀的尘土颗粒进行地球化学分析以探测水成异常的分析器。

25.如权利要求24所述的系统，进一步包括记录地球化学分析结果的数字记录装置。

26.如权利要求24或25所述的系统，所述系统为每个从中获取尘土颗粒的尘土样本提供了一个独特的识别码及GPS位置坐标。

27.如权利要求16-26中任一项所述的系统，其中所述过滤介质包括允许相对大的颗粒通过的边带，所述过滤介质带有静电电荷以留住相对小的颗粒。

28.如权利要求23所述的系统，其中所述带包括留住收集的样本的静电电荷。

29.如权利要求16-28中任一项所述的系统，包括在烧蚀过程中将所述尘土样本隔离在氩富余气体环境中的阀装置。

30.如权利要求29所述的系统，至少一个阀包括气动阀或电动阀。

31.如权利要求16-29中任一项所述的系统，进一步包括图像捕捉装置，所述图像捕捉装置布置并构造成捕捉要采样的区域地形的至少一个图像，每个采集的尘土样本由一个特定的图像识别以将各个样本定位至地形中的特定区域。

32.如权利要求16-31中任一项所述的系统，其中所述过滤介质设置成绕在卷轴上的带，每个卷轴竖直安装在密封容器中。

33.如权利要求10-15中任一项所述的方法，其中所述过滤介质包括移动到位并密封在准备接收尘土样本的尘土采集管中的卷筒或卷轴上的带。

34.如权利要求33的方法，其中所述带移出所述尘土采集管并与所述尘土采集管密封开，并用加压、除湿、预过滤的压缩空气清洁所述尘土采集管。

35.如权利要求33的方法，其中清洁过程中控制系统将带移至准备下一个样本的位置。

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