光谱分析

美国在IGCP2264工程实施过程中，为了比较光谱分辨率和采样间隔对光谱特征的影响对26种样本采用5种分光计测试，并同时进行了EDS、SEM、XRD分析测试。最后建成了5个光谱库，这5种波谱测试采用的分光计参数见表1。

矿物的光谱特征受到多种因素的影响。Clark等指出，除了大气层中多种气体会对太阳光谱吸收外，矿物内电子吸收和振动吸收、有机质、水、粒度和其它混合物也会对矿物的光谱特征产生影响。另外，观测几何也会对光谱数据产生严重影响。

矿物光谱的影响因素：

1）电子吸收和振动吸收：

A：电子吸收：同一离子在不同的矿物质中，由于晶体场的结构不同，能级的分化数量也随之变化。这种变化会使吸收产生显著的差异，使得我们能从光谱特征上识别矿物。

B：振动吸收：OH离子产生的第一共振发生在1.4μm，H-O-H与弯曲拉伸的OH产生的共振出现在1.9μm附近，因此当一个矿物在1.9μm附近出现吸收波段时，说明其中含有水。

如果一个矿物的光谱在1.4μm处发生共振，而在1.9μm附近没有共振，说明其中只含有氢氧基。

氢氧基仅仅有一种拉伸振动模式，它的波长位置依赖于它所依附的其它离子。

在含有OH的矿物质光谱中，金属与OH的弯曲拉伸振动和OH的拉伸振动所产生的复合振动发生在2.2～2.3μm附近。

2）粒度影响：颗粒大小对反射率的影响比较复杂。

3）影响矿物光谱特征的其它因素：当一种元素被另一种元素替代时，在吸收波段位置上会出现小偏离。当晶格中的元素被其它元素替代时，会扰乱晶格周期，使得自然晶体的晶格出现缺陷，从而产生离散的能量级。当电子在它们之间跃迁时，就会出现特殊的吸收而显示出某种颜色。

阳离子的特征吸收位置：

阴离子基团的振动吸收光谱：

Igcp_1.sli(1790 bands) 波长：0.717~ 2.506μm，

1、A ctinolite_am3000阳起石：链状硅酸盐

波谷：1.047μm 二价铁离子，电子过程，含有Fe。

1.398μm 羟基倍频、合频，振动过程，含有羟基。

2.319μm 2.32羟基频带，振动过程，含有羟基。

2.386μm 2.38羟基频带，振动过程，含有羟基。

电子成因的光谱由二价、三价铁离子的迁跃产生，振动过程由水、羟基产生。

2、A lunite_al705明矾石：硫化物和硫酸盐

波谷：1.428μm OH振动谱带，含有羟基。

1.477μm

1.762μm

2.168μm

2.210μm

2.325μm

2.434μm

2.471μm

3、A lunite_al706明矾石：硫化物和硫酸盐

波谷：1.441μm

1.495μm

1.762μm

2.174μm

2.325μm

2.447μm

4、B uddingtonite_nhb2301水铵长石：

波谷：1.901μm

2.125μm

2.368μm

5、Calcite_c02004方解石：碳酸盐矿物

波谷：1.871μm 碳酸根的倍频或合频振动Ⅴ

1.998μm 碳酸根的倍频或合频振动Ⅳ

2.162μm 碳酸根的倍频或合频振动Ⅲ

2.338μm 碳酸根的倍频或合频振动Ⅱ

2.501μm 碳酸根的倍频或合频振动Ⅰ

波谷是由CO3的倍频或合频振动产生的。

6、C hlorite_ch2402绿泥石：

波谷：0.913μm

1.386μm

1.992μm

2.247μm

2.338μm

7、Dolomite_cod2005白云石：碳酸盐矿物

波谷：1.859μm 碳酸根的倍频或合频振动Ⅴ

2.138μm 碳酸根的倍频或合频振动Ⅲ

2.325μm 碳酸根的倍频或合频振动Ⅱ

2.506μm 碳酸根的倍频或合频振动Ⅰ

波谷是由CO3的倍频或合频振动产生的。含有碳酸盐。

8、Goethite_fe2600针铁矿：氧化物、氢氧化物

波谷：0.913μm Fe3+谱带，含有Fe。

9、Gypsum_su2202石膏：硫化物和硫酸盐

波谷：0.998μm OH振动频带

1.192μm OH振动频带

1.447μm OH振动频带

1.544μm OH振动频带

1.756μm OH振动频带

1.944μm OH振动频带

2.222μm OH振动频带

2.495μm OH振动频带

含有水和羟基，振动过程由水和羟基产生。

10、Halloysite_klh503埃洛石：层状硅酸盐

波谷：0.962μm AL-O-H弯曲基谐振动的合频

1.410μm 1.4μm OH倍频、合频，含有羟基。

1.919μm 1.9μm H2O振动谱带，含有水。

2.210μm AL-O-H弯曲基谐振动的合频，金属与OH的弯曲拉伸振动和OH的拉伸振动所产生的复合振动。

11、Hematite_fe2602赤铁矿：氧化物

波谷：0.877μm Fe3+谱带，含有Fe

12、Illite_il101伊利石：层状硅酸盐

波谷：1.41μm 1.4μm OH倍频、合频，含有羟基。

1.913μm 1.9μm H2O振动谱带，含有水。

2.21μm AL-O-H弯曲基谐振动的合频，金属与OH的弯曲拉伸振动和OH的拉伸振动所产生的复合振动。

13、Illite_il105伊利石：层状硅酸盐

波谷：0.944μm

1.410μm 1.4μm OH倍频、合频，含有羟基。

1.907μm 1.9μm H2O振动谱带，含有水。

2.216μm AL-O-H弯曲基谐振动的合频，金属与OH的弯曲拉伸振动和OH的拉伸振动所产生的复合振动。

2.356μm Mg-O-H弯曲基谐振动的合频，金属与OH的弯曲拉伸振动和OH的拉伸振动所产生的复合振动。