常见矿物近红外光谱特征(扬州)

5) Si－OH矿物：2240～2250nm为特征峰 Si－OH矿物 2240～2250nm 矿物： nm为特征峰 Si－OH矿物相对较少 典型的矿物有蛋白石， 矿物相对较少， Si－ OH矿物相对较少 ，典型的矿物有蛋白石 ， 石 英 ， 在 1410 处 有 OH ＋ H2O 二 者 合 成 峰 ， 2240 ～ 2250nm 处为Si OH的特征峰 一般的只有两个峰， nm处为 Si－ 的特征峰， 2250nm 处为 Si － OH 的特征峰 ， 一般的只有两个峰 ， 且吸收峰缓， 少数石英和蛋白石在2210nm处有吸收 且吸收峰缓 ， 少数石英和蛋白石在 2210nm 处有吸收 2210nm 有的地方的石英金矿把2210nm作为标志 2210nm 作为标志， 峰 ， 有的地方的石英金矿把 2210nm 作为标志 ， 此峰 有表示不含矿，没有表示含矿， 有表示不含矿，没有表示含矿，当然具体情况需要具 体分析。 体分析。
3、对近红外光谱产生吸收的官能团种类 氢基团C-H (甲基、亚甲基、甲氧基、羧基、 方基等)， 羟基O-H，巯基S-H，氨基N-H等 4、官能团吸收频率范围 可见光：400nm-1100nm,氧化物 近红外：1100nm－2500nm,层状硅酸岩矿物等 热红外：8000nm-12000nm,不含水矿物 5、典型应用范围：1300nm～2500nm
• 2）Fe-OH矿物，硫酸盐矿物 矿物， ） 矿物 • Fe-OH矿物 2210-2300nm为特征吸收 矿物 为特征吸收
• 在矿物组成中，Fe离子是重要元素之一。其代表矿物有明 矾石、黄铁钾矾，囊脱石，皂石，锂皂石、石膏、纤铁矿、 菱铁矿、阳起石、直闪石和石榴子石等，特别指出的是， 铁氧化物的吸收峰一般在1100nm前，而现有的矿物分析仪 波长范围1300－2500nm，因此有的矿物无法测到，但上述 的代表矿物可以进行检测。.明矾石在1420nm处有OH＋H2O . 二者合成峰，Fe-OH特征峰K明矾石在2210nm处，Na明矾石： 2160-2170nm处；黄铁钾矾Fe-OH特征峰在2260-2270nm； 石膏：Fe-OH特征峰是1449、1489与1550nm三个重叠峰， 这也是石膏的标志峰。
• 3） Mg-OH矿物： 2300-2400nm为特征吸收峰 ） 矿物： 矿物 为特征吸收峰
• 含有Mg-OH的代表矿物有绿泥石、滑石、绿帘石、角闪石、 含有Mg-OH的代表矿物有绿泥石、滑石、绿帘石、角闪石、 Mg 的代表矿物有绿泥石 阳起石、金云母、蛇纹石、透闪石和黑云母等。 阳起石、金云母、蛇纹石、透闪石和黑云母等。 • Mg-OH矿物在1390－1420nm内都有OH＋H2O二者合成峰，滑 Mg-OH矿物在1390－1420nm内都有OH＋ 二者合成峰， 矿物在1390 内都有OH 石和阳起石为尖峰，吸光度强，闪石吸光度小， 石和阳起石为尖峰，吸光度强，闪石吸光度小，且反射率 Mg-OH特征光谱在2300-2400nm， 特征光谱在2300 低；Mg-OH特征光谱在2300-2400nm，典型的滑石特征光谱 2310nm处有很强的吸收峰,2280nm处有一个小的吸收峰 处有很强的吸收峰,2280nm处有一个小的吸收峰， 在2310nm处有很强的吸收峰,2280nm处有一个小的吸收峰， 通常以此峰作为衡量仪器分辨率标志， 2390nm和 通常以此峰作为衡量仪器分辨率标志，在2390nm和2464nm 处有很明显的吸收峰， 处有很明显的吸收峰，这两个吸收峰的质量作为评判仪器 信噪比标志；绿泥石（与黑云母易混淆） 2250信噪比标志；绿泥石（与黑云母易混淆）在2250-2260nm 处与2340 2350nm处有双峰 1910nm，2000nm处为水的双 2340－ 处有双峰， 处与2340－2350nm处有双峰，1910nm，2000nm处为水的双 1410nm为OH＋ 吸收峰，Fe取代Mg，2340nm强 取代Mg 峰，1410nm为OH＋H2O吸收峰，Fe取代Mg，2340nm强， 2250nm弱且向短波方向移动；金云母（与Mg绿泥石接近） 2250nm弱且向短波方向移动；金云母（ Mg绿泥石接近） 弱且向短波方向移动 绿泥石接近 2380-2390nm为单峰 2000nm无水吸收峰 为单峰， 无水吸收峰； 在2380-2390nm为单峰，2000nm无水吸收峰；蛇纹石在 2320nm吸收峰最强 2380-2390nm有吸收峰 吸收峰最强， 有吸收峰。 2320nm吸收峰最强，2380-2390nm有吸收峰。
4、立体模型
5、光谱成像
400
300
200
100 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500
三、矿物的近红外光谱特征
1、常见蚀变矿物及化学式
2、常见矿物倍频及合成频率位置
3、蚀变矿物光谱特征
AL-OH矿物 2170-2210nm为特征吸收 矿物： 1） AL-OH矿物：2170-2210nm为特征吸收 大多数矿物都有铝离子，特别是硅酸盐矿物，含有AL-OH的代表矿物有叶 蜡石、黄玉、白云母、绢云母、伊利石、锂云母、高岭石、地开石、蒙脱 石、钠长石，硬水铝石、刚玉等，其波长在1390-1440nm处有OH＋H2O二 者合成峰，其中H2O为结构水；在1940-1950nm处有H2O吸收峰，其中H2O 为吸附水。2170－2210nm为AL-OH的吸收峰，通常由于地质作用矿物中的 阳离子Al被取代，产生贫Al现象，使AL-OH吸收峰位发生位移，一般地贫 Al时峰位向高波长位移，此位移量是红外光谱建模的一个参数。通常白云 母、绢云母、伊利石、锂云母和蒙脱石的特征峰在2200nm附近；21602165nm内的特征峰为高岭石，随着结晶度的增加，肩峰向长波方向移动， 原地型高岭石结晶度好，峰形尖锐；搬运型高岭石结晶度低，峰形缓，需 要指出的是，高岭石在1410nm处有双峰，一般对称，在2160-2165nm也有 双峰，但不对称，这个特征比较容易识别高龄石。需要指出的是，迪开石 也有高龄石特性，只是在2160-2165nm一般双峰对称；叶蜡石是高温形成的， 在1394nm附近有尖的结构水吸收峰，在2160-2170nm也有很尖的吸收峰， 因此通常可作为仪器标样，由于高温含水量少，在1390-1396nm处吸收峰不 明显。
1、仪器结构
2、单色仪光路
3、积分球
4、电子电路
5、底层软件
下位机软件
模块1 系统自检
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
模块2 系统调零
模块3 光谱位置定位
模块4 全谱扫描
模块5 定波长测量
模块6 通讯模块
模块7 工作状态指示
步进电机子 程序
采集子程序
USB通讯程序
UART通讯子程序
USB固件底层驱动 程序
6、仪器指标
仪器测量范围 ：1300nm-2500nm； 仪器分辨率 ：〈8nm； 波长稳定性 ：±1nm； 波长重复性 ：±1nm； 波长扫描间隔 ：2nm,4nm； 信噪比 ：63dB； 探测器 ：PbS(Te制冷)； 仪器体积 ：255×110×187； 仪器重量 ：4.2kg； 备用电源 ：〉2小时 ; 软件 ：PC机应用程序；微型PDA应用程序。
矿物：1850～2200nm,2300～2350nm为特 4）CO32-矿物：1850～2200nm,2300～2350nm为特 征吸收峰 碳酸盐矿物的吸收峰主要由基团振动产生， 碳酸盐矿物的吸收峰主要由基团振动产生，即 倍频或合成模式产生， CO32- 、 H2O 倍频或合成模式产生 ， 其代表矿物有 方解石、文石、白云石、菱镁矿、菱铁矿、 方解石 、 文石 、 白云石 、 菱镁矿 、 菱铁矿 、 菱锰 毒重石、蓝铜矿和孔雀石等。 矿 、 毒重石 、 蓝铜矿和孔雀石等 。 其中方解石和 白云石较常见， 峰形一致， 很难区别， 白云石较常见 ， 峰形一致 ， 很难区别 ， 典型的 特征在2300 2350nm 2300nm处 方解石在2340nm处 2340nm CO32- 特征在 2300-2350nm 处 ， 方解石在 2340nm 处 有特征吸收峰；白云石在2320 2325nm处有特征峰； 2320nm处有特征峰 有特征吸收峰；白云石在2320-2325nm处有特征峰； 菱镁矿在2310nm处有特征峰 菱铁矿峰变化大， 2310nm处有特征峰； 菱镁矿在2310nm 处有特征峰； 菱铁矿峰变化大 ， 一般大于2320nm。碳酸盐矿物有个最大特点， 2320nm 一般大于2320nm 。 碳酸盐矿物有个最大特点 ， 就 是特征峰非常强，而其它吸收峰比较弱， 是特征峰非常强 ， 而其它吸收峰比较弱 ， 且一般 1800-2100nm范围内，1800nm前没有吸收峰。 nm范围内 nm前没有吸收峰 在1800-2100nm范围内，1800nm前没有吸收峰。
8、蚀变矿物 填图矿床种类 可对高硫化物浅成热液矿床、低硫化 物浅成热液矿 床、斑岩型铜矿床、中温热液矿床、沉积岩型金－铜矿床、 铀矿床、火山岩型块状硫化物（VHMS）矿床及金伯利岩矿 床进行系统的蚀变矿物填图，帮助研究者快速评价矿床， 提高勘探效率。
9、典型蚀变矿物光谱图
便携式近红外矿物 分析仪的仪器结构及应用
2、二维数据（地表数据）建模
3、等值线图
3212000
3211800
3211600
3211400
3211200
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3210200 570000
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常见蚀变矿物的近红外光谱特征
南京地质矿产研究所 南京中地仪器有限公司
2008年9月21日，扬州
主要内容
1、近红外矿物分析法的原理和应用概况 2、便携式近红外矿物分析仪原理及应用 3、常见蚀变矿物的光谱特征 4、几个应用实例
近红外矿物分析法的原理 和应用概况
1、近红外波长范围 780nm～2500nm 2、矿物的近红外光谱特征原理 矿物晶格中原子间的化学键的弯曲和伸缩吸收某些区 域的近红外光谱，根据矿物某些官能团在近红外区域的特 征吸收光谱可以区分不同的矿物及同一矿物的不同结晶度。
6、利用近红外光谱可以区分 含羟基之层状硅酸盐矿物（闪石等） 硫酸盐矿物（明矾石，石膏等） 碳酸盐矿物（方解石，白云石等）。 7、地质中的应用 矿物识别，为勘查、地质和土壤/基岩测量进 行矿物填图，钻孔和隧道（平硐）编录，蚀变系 统填图和目标区选择，成矿作用的指示，成矿潜 力评价，矿物地球化学和结晶学，采矿中的品位 控制，下脚料中粘土含量监测，辅助遥感图片的 判别等。
7、控制和测量软件
8、数据处理软件
仪器测量方式
1、仪器准备：本底扫描、参比扫描、标准扫描 2、定性扫描：蚀变矿物识别 3、半定量扫描：矿物含量分析 4、建库扫描：建立本区特征数据库
数据建模与成图
1、数据建模： 包括一维数据建模和二维数据建模 2、数据成图： 包括等值线图、立体模型、光谱成像
1、一维数据（钻孔数据或沟槽数据）建模
4、识别近红外光谱步骤
• 蚀变矿物的种类繁多，有的矿物含有单一的羟基，有的矿 蚀变矿物的种类繁多，有的矿物含有单一的羟基， 物含有组合羟基，只有通过实际测量和数据库比较， 物含有组合羟基，只有通过实际测量和数据库比较，再结 合具体的地质环境，才能够做出准确判断， 合具体的地质环境，才能够做出准确判断，但是近红外光 谱矿物分析一般还是遵循如下规律的： 谱矿物分析一般还是遵循如下规律的： • 1）、1400nm左右：－ 左右：－ 吸收峰， ） 左右：－OH吸收峰，结晶水峰 吸收峰 • 2）、1900－2000nm：吸附水峰 ） － ： • 温度高，结晶度高，峰形好。 温度高，结晶度高，峰形好。 • 结晶水，峰形尖锐；吸附水，峰形缓。 结晶水，峰形尖锐；吸附水，峰形缓。 • 3）、2124－2170nm：NH4 ） － ： • 4）、2170 －2210nm：Al－OH ） ： － • 5）、2240～2250nm：Si-OH nm： ） 2240～2250nm • 6）、2210-2300nm：Fe－OH、 ） ： － 、 • 7）、2300－2400nm：Mg－OH ） － ： － • 8）、2300～2350nm：CO32 nm： ） 2300～2350nm
具体意义如下： 1）提供矿化环境的特征，如交代类型和交代带等。 2）鉴别原岩类型：鉴别高岭石，表明其原岩是长英质岩 石，发现蒙脱石表明原岩是镁铁质岩石 3） 指示矿化关系，富镁的绿泥石接近矿化中心，富钾的 白云母更和矿化有关 4）指示风化范围和过程，如三水铝石表示晚期的铝土质 环境 5）指示矿化作用的化学过程，（如K/Na交代）及温度 （叶腊石，黄玉，地开石等矿物是高温矿物）