基于岩石光谱吸收特征的白云母含量反演

摘要：

岩石是由多种矿物组成,其反射率光谱吸收特征与矿物含量之间存在紧密联系,矿物光谱在特定波段处的光谱吸收特征是定量估算含量的重要指标之一.为提升岩石光谱吸收特征定量反演矿物含量的准确度与精度,以白云母为研究对象,分析岩石光谱在2.2μm附近的光谱吸收特征及其白云母含量,采用Savitzky-Golay平滑滤波和连续统去除法对岩石光谱反射率进行处理,进而提取光谱吸收特征参数(吸收深度、吸收宽度、吸收面积),分析岩石光谱在2.2μm附近吸收特征与白云母含量之间的相关性.研究中采用单一吸收特征建立统计模型、多维吸收特征建立偏最小二乘法(PLS)和多层感知器(MLP)模型,对岩石中白云母含量与光谱吸收特征参数进行分析,进而提出一种非线性预测岩石中矿物含量的方法.研究结果表明,岩石光谱在2.2μm附近的光谱吸收特征中,吸收深度与白云母含量之间的相关性最高.基于单一吸收特征的统计模型中,二次曲线模型对吸收深度拟合的效果最佳,R2为0.9350,RMSE为0.0630,岩石光谱的吸收深度随白云母丰度满足二次曲线变化,岩石中白云母的含量越高,岩石光谱吸收深度值越大;基于多维光谱吸收特征的PLS模型相较于MLP模型拟合的效果更佳,其R2为0.9477高于MLP的0.9012,RMSE为0.0027低于MLP的0.0051;整体上,多维模型优于单一维度模型,PLS模型反演能力最佳,该模型在预测白云母含量上具有运算量小、精度高的特点.通过分析岩石在诊断特征处的光谱吸收特征,为其矿物组分的含量等进行定量反演提供理论参考,为矿产资源监测与评估提供快速高效便捷的方法.

关键词：岩石光谱、矿物含量、光谱吸收特征、统计分析、偏最小二乘法

所属期刊栏目：43

分类号：P5(地质学)

资助基金：国家自然科学基金42130805

在线出版日期：2023-02-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：220-224