1、近紅外光譜分析技術(shù)在蝕變礦物鑒定中的應(yīng)用700字 摘 要：近紅外光譜NIRS是分子振動(dòng)光譜，屬于基頻分子振動(dòng)的合頻與倍頻，包含氫基團(tuán)的特征信息。NIRS分析技術(shù)主要由NIRS儀器、計(jì)量軟件以及應(yīng)用模型這三個(gè)組成局部，有著本錢低、分析速度快以及可以遙測等方面的優(yōu)點(diǎn)，一方面可以對樣品加以實(shí)驗(yàn)室分析，另一方面也能進(jìn)展現(xiàn)場的分析或者是在線分析，因此在煉油、制藥、化工以及地質(zhì)等行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。絕大多數(shù)的天然礦物在近紅外區(qū)會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)吸收，所以可以使用NIRS分析技術(shù)對礦物完成野外分析與測試。文章簡要介紹了NIRS技術(shù)，并分析其在蝕變礦物鑒定中的運(yùn)用。 關(guān)鍵詞：近紅外光譜分析技術(shù)；蝕變礦物；鑒定；羥基；

2、建模中圖分類號：P6181 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1006-8937202211-0054-02近紅外光譜指的是7802 500 nm的光譜，因?yàn)榈V物晶格當(dāng)中的原子間化學(xué)鍵伸縮、彎曲或者是電子躍遷哦吸收區(qū)域紅外光譜，從而形成吸收峰，并且不同礦物有著各自的特征光譜，通過這一特點(diǎn)可以區(qū)分巖石當(dāng)中的礦物。巖石當(dāng)中的礦物有低溫礦物以及低溫礦物之分，其中低溫礦物倍頻在近紅外波段，所以可以使用近紅外光譜分析低溫礦物，同時(shí)低溫礦物又叫作低溫蝕變礦物，通過NIRS技術(shù)可以區(qū)分含羥基硅酸的鹽礦物以及硫酸鹽礦物等，從而為地質(zhì)工作人員提供有用信息。1 近紅外光譜分析技術(shù)概述1.1 近紅外光譜分析儀近紅外光譜分析

3、儀使用漫反射光譜，積分球檢光并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的微機(jī)化處理，常見的技術(shù)指標(biāo)包括以下幾個(gè)方面：檢測波長在1 3002 500 nm，分辨率6 nm，測量的掃描時(shí)間是50 s，電源使用220 V交流電或者3 h蓄電池，在工作過程當(dāng)中需要做好防潮、防震動(dòng)以及防高溫工作。1.2 近紅外光譜分析原理分析儀可以進(jìn)展近紅外波段當(dāng)中波長在1 2002 500 nm的光譜測量以及分析，這是因?yàn)榉肿拥姆侵C震動(dòng)使得分子震動(dòng)是從基態(tài)往高能態(tài)躍遷過程中出現(xiàn)，通過記錄含氫基團(tuán)X-HX=C，H，O的震動(dòng)合頻以及倍頻，并且根據(jù)對于礦物各個(gè)基團(tuán)吸收光譜而出現(xiàn)的不同強(qiáng)度、峰型以及峰位，來建立標(biāo)準(zhǔn)的吸收譜線，并且通過這一標(biāo)準(zhǔn)吸收譜線來對區(qū)

4、域內(nèi)的礦物吸收譜線加以比照，可以判斷出礦物的種類并進(jìn)一步加以分析，有以下特點(diǎn)。近紅外礦物分析可以測量礦物的種類主要是硅酸鹽當(dāng)中的局部單礦物，例如含羥基的硅酸鹽礦物以及碳酸鹽礦物、硫酸鹽礦物等。使用近紅外礦物的譜線峰位特點(diǎn)還有峰位漂移方面的變化可以完成一定程度的礦物化學(xué)成分分析工作。礦物結(jié)晶度不同導(dǎo)致礦物的光譜圖峰形出現(xiàn)不同的鋒利程度，同時(shí)礦物結(jié)晶度也意味著礦化作用當(dāng)中熱液蝕變結(jié)晶時(shí)溫度以及蝕變程度。使用蝕變礦物的近紅外譜線比照表現(xiàn)，可以找出礦物的蝕變同成礦之間的關(guān)聯(lián)，并且構(gòu)建成礦模型進(jìn)展成礦的預(yù)測和分析。NIRS技術(shù)的試本錢比擬低，并且處理的數(shù)據(jù)量較大，樣品無需加工制備，可以直接完成測量，同時(shí)

5、分析過程也不需要消耗試劑并產(chǎn)生污染，因此是一種綠色環(huán)保的分析技術(shù)，同時(shí)操作便捷，合適在各種場合使用，但是儀器的波段范圍有限，在地質(zhì)分析當(dāng)中的定量分析難度較大，并且受環(huán)境溫度的影響也比擬嚴(yán)重，因此要求工作環(huán)境的溫度要30 。2 近紅外光譜分析技術(shù)在蝕變礦物鑒定中的應(yīng)用2.1 常見礦物的近紅外光譜常見礦物近紅外光譜如圖1所示，不同礦物光譜的曲線形狀以及吸收峰位是有很大區(qū)別的。根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)，可以區(qū)分巖石當(dāng)中的礦物成分。通常情況下可以將1 3002 500 nm這一波段劃分成多個(gè)不同的區(qū)間，在1 400 nm的礦物屬于結(jié)晶水峰，1 900 nm的礦物為吸附水峰，2 300 nm那么是礦物羥基特征峰。2

6、.2 定性分析定性分析的重要工具是礦物數(shù)據(jù)庫。在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，標(biāo)準(zhǔn)礦物的曲線是粉碎純礦物后測得的，通過將一系列的礦物曲線打包成為一個(gè)文件，從而合并成為數(shù)據(jù)庫。在檢索礦物數(shù)據(jù)庫的時(shí)候，只需要匹配數(shù)據(jù)庫的峰位，就可以查到礦物的名稱還有對應(yīng)的光譜曲線。礦物吸收峰位可以分成結(jié)晶水峰、金屬元素-0H峰以及吸附水峰。通常情況下，1 3801 400 nm吸收峰是結(jié)晶水峰，1 900 nm附近吸收峰那么是吸附水峰，Al-0H、Fe-0H以及Mg-OH吸收峰峰位那么位于2 0002 500 nm之間。不同礦物的特征峰位以及個(gè)數(shù)有所區(qū)別，通過這一特征可以實(shí)現(xiàn)礦物的識(shí)別，不過同種礦物的特征峰因?yàn)椴蓸拥牡攸c(diǎn)以及地質(zhì)環(huán)

7、境的不同有可能出現(xiàn)變化，所以檢索過程當(dāng)中需要給定窗口值。2.3 定量分析巖石作為礦物集合體，通常由多種不同的礦物組成的，其中又可以進(jìn)一步分為含水礦物和不含水礦物。近外光譜技術(shù)測量含水礦物，并且使用該技術(shù)測量巖石礦物含量非常復(fù)雜，使用傳統(tǒng)化學(xué)計(jì)量方法難以準(zhǔn)確測量巖石當(dāng)中的礦物含量，所以國際上通常使用礦物數(shù)據(jù)庫以及實(shí)測曲線歸一化之后根據(jù)比例迭代技術(shù)完成半定量的分析，這一技術(shù)得出礦物的含量值代表一樣地區(qū)以及一樣樣品礦物含量的趨勢，而非真實(shí)含量，然后將數(shù)據(jù)點(diǎn)除以包洛線最終實(shí)現(xiàn)歸一化。2.4 建模分析首先是數(shù)據(jù)參數(shù)的提取，應(yīng)中選擇礦物特征的吸收峰，從而提取峰對稱、峰強(qiáng)度、峰位移、半高寬、反射率以及含量等

8、方面的參數(shù)，然后完成作圖，這樣可以得到成礦的模型。參數(shù)的地質(zhì)意義方面，峰強(qiáng)度表示礦物相對含量，峰對稱表示反映地質(zhì)作用的強(qiáng)弱，半高寬表示礦物形成的相對溫度，詳細(xì)數(shù)值越大說明結(jié)晶度越低，礦物的形成溫度也就較低，峰位移表示地質(zhì)作用當(dāng)中的陽離子交換，例如白云母礦物的A1-0H特征峰，假如數(shù)值偏大，礦物當(dāng)中的K+或者Na+取代Al-OH當(dāng)中的Al3+，出現(xiàn)貧Al的問題，Al-OH吸收峰就會(huì)往高波長方向挪動(dòng)。峰強(qiáng)比說明特征峰強(qiáng)度以及吸附水峰強(qiáng)度之間的比照，代表礦物形成過程中的相對溫度，數(shù)值越大代表礦物形成溫度越高。反射率表示巖石的顏色，顏色越暗導(dǎo)致數(shù)值偏低。含量那么是由實(shí)驗(yàn)室所提供的，輸入計(jì)算機(jī)后反映元素

9、的含量同上述模型之間的關(guān)系并概括為成礦的規(guī)律。在數(shù)據(jù)處理的過程中，可以通過鉆孔來提取計(jì)算礦石并選擇特征峰，同時(shí)在全部的測量數(shù)據(jù)當(dāng)中選擇那些有著典型代表意義的礦物光譜曲線。綜上所述，在蝕變礦物的填圖工作當(dāng)中應(yīng)用近紅外光譜分析技術(shù)可以識(shí)別礦物的豐度、種類以及結(jié)晶度，定量或者半定量分析測區(qū)蝕變強(qiáng)度以及蝕變分帶，通過應(yīng)用近紅外光譜分析技術(shù)可以迅速完成蝕變礦物的填圖，有效地圈定熱液礦化的蝕變帶，再結(jié)合其它的地質(zhì)分布特征，可以找出礦化-蝕變的指示標(biāo)志，從而判斷礦化的中心，為后續(xù)的勘探工程提供可靠的地質(zhì)根據(jù)，這才是高效率低本錢的地質(zhì)找礦技術(shù)。參考文獻(xiàn)：1 甘甫平，王潤生.遙感巖礦信息提取根底與技術(shù)方法研究M.北京：地質(zhì)出版社，2022.2 修連存，鄭志忠，俞正奎，等.近紅外分析技術(shù)在蝕變礦物鑒定中的應(yīng)用J.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2022，11.3 修連存，鄭志忠，俞正奎.便攜式礦物分析儀研制J.當(dāng)代