便携式野外红外光谱测量

如题所述

一、内容概述

野外便携式红外光谱测量已经作为一种常规的手段,配合航天航空遥感开展地质找矿工作。但机载或星载红外光谱仪成功探测的一个重要前提是,地面岩石出露条件良好,这个条件在许多植被比较发育的地区就不具备,因而会严重阻碍该技术的应用。此时,便携式光谱仪就可以独立发挥作用了。

新一代便携式野外红外光谱仪可以测量从可见光、近红外到短波红外不同区间的光谱吸收特征,从而扩大了可研究的矿物种类及其属性的范围。短波红外(1350 ~2500μm)光谱吸收是由于含羟基矿物的分子振动所引起的,因而最适合对含水矿物的识别;可见-近红外范围(400~1350μm)的光谱吸收是由处于不同能量阶的过渡元素间的电子交换所引起的,适合于识别二价铁与三价铁矿物。此外,石英和长石是两种最为常见的矿物,尽管它们在短波红外区间并不活跃,但在有些变沉积岩里面,仍可探测出其在相对较少的基质矿物中的变化(White et al.,2010)。

总之,基于光谱地质学的地面遥感,具有如下特点:①红外光谱学具有定量表示矿物组合变化、单个矿物组成以及结晶形态特征变化的能力,因而为热液型金矿的勘查提供了一种强有力的工具;②由光谱测定的白色云母成分被常规的地球化学分析方法所证实;③光谱测定相对常规的地球化学技术而言,具有简便易行、成本低廉的优点,可开展大批量测试;④便携式光谱测量比航天航空光谱遥感的适用范围更广。

二、应用范围及应用实例

加纳Damang造山带热液型金矿位于热带地区,植被很多,而且风化层也比较厚。鉴于常规的遥感手段不能使用,因此采用美国ASD公司生产的TerraSpec光谱仪,对该地区14738块岩心样品做了光谱测量,其中反转循环钻进与金刚石钻进岩心的测量间距为1m,而品位控制钻孔的测量间距为1.5m。这些样品涵盖了当地所有岩性,包括古冲砂金矿和热液矿化岩石。获取的大量光谱曲线都由澳大利亚CSIRO开发的光谱地质学家软件(TSG TM)进行处理。该项研究取得的重要成果是:通过易于识别出的诊断性光谱参数特征的变化,在相同岩性单元中找到了金矿化的标志,即围绕含金石英脉的热液蚀变体。该地区有两种主要岩性,一是变沉积岩,二是变辉绿岩。研究表明,已矿化变沉积岩的二价铁响应增强,AlOH/H2O吸收深度的比值升高,而H2O/OH吸收深度比值降低;已矿化变辉绿岩则相反,二价铁响应与AlOH/H2O吸收深度的比值都比未矿化岩石下降。变辉绿岩里面的含Mg绿泥石矿物组合可通过自动矿物识别功能来确定。根据这些光谱识别出的蚀变标志圈定了一个比单独利用金品位划出的区域更大的靶区,因而扩大了找矿范围。

另外,近年来开发出的HyLogerTM、SisuROCK、SisuCHEMA等新型的高光谱成像光谱仪,可以对岩石表面进行扫描,生成一种新的高光谱数据类型。不过此类数据的应用报道还不多,主要用于金矿勘查,而且以HyLogerTM为主(Tappert et al.,2011)。

三、资料来源

White A J R,Robb V M,Robb L J et al.2010.Portable infrared spectroscopy as a tool for the exploration of gold deposits in tropical terrains:A case study at the Damang deposit,Ghana.Society of economic geologists,Inc.Special publication,1(15):67~84

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