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基于激光诱导击穿光谱的类火星岩石化学成分反演研究
2025年
激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种元素发射光谱,可快速获取样品的化学成分信息。天问一号是我国首次火星探测任务,祝融号火星车搭载的火星表面成分探测仪载荷(MarSCoDe),采用LIBS光谱技术获取火星表面化学成分信息。然而,火星表面大气环境变化复杂,岩石和矿物种类多样,将影响LIBS等离子体的形成和演化过程,进而影响基于MarSCoDe-LIBS光谱数据反演物质成分的准确性和可靠性。针对MarSCoDe-LIBS实测数据的反演需求,该研究采用自主构建的LIBS光谱数据库探索不同算法对LIBS光谱数据反演的性能,为构建适用于MarSCoDe的模型提供支撑。选用351种类火星地质标样,在模拟火星环境下构建LIBS光谱数据库,基于数据库和标样的化学成分信息,采用机器学习、集成学习和深度学习等9种不同的算法,构建了SiO_(2)、TiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)T、MgO、CaO、Na_(2)O、K_(2)O等主量元素反演模型。建模采用交叉验证的方式进行模型调参,并基于测试集误差评估模型性能。研究发现,除普通最小二乘法外,其他8种模型训练集和测试集的RMSE接近,说明没有明显的过拟合现象;在所有模型中,多层感知机回归和梯度提升回归模型对主量元素反演可取得最优性能,模型RMSEP与ChemCam、SuperCam等国际LIBS数据库公布的反演模型误差相当,证明本研究构建的模型效果较好,可基于未知样品的LIBS光谱准确反演其化学成分信息。该研究对不同模型的调参过程及反演结果评价,为构建适用于天问一号MarSCoDe-LIBS实测数据解译的模型提供了重要的算法参考。
刘长卿凌宗成
关键词:火星激光诱导击穿光谱化学成分
利用岩石化学成分计算花岗岩类实际矿物的新方法
2020年
介绍一种在三氏算法(戎嘉树等人于20世纪70年代初提出的一种用岩石化学成分计算花岗岩类实际矿物含量的方法)的基础上经长期实践并不断创新而发展起来的一种新的实际矿物含量的计算方法。该方法针对准铝质花岗岩类、铝过饱和、铝强过饱和花岗岩类分别设计了相应的计算方法,同时也兼顾了碱交代花岗岩及碱长花岗岩,不仅适用于新鲜岩石,也适用于部分蚀变的岩石。该方法在处理岩石化学分析数据的归纳和组合上尽量与实际存在的矿物相结合,力求计算结果与岩石中实际存在的矿物相符。计算过程中提出了长石的修正系数χ,用其修正岩石中钾长石和斜长石的含量,从而确保计算结果与实际相符。计算得到主要造岩矿物(Q、Or、Pl、Bi、Ms、Hb)的含量和反映岩石化学特征的两类参数(Ot、AnPl、K-Na、a、b、Mg)及相关图解。该方法不仅可以计算出岩石中主要造岩矿物的含量,同时还可以反映岩石化学特征、演化过程及其成矿专属性等。
王凤岗戎嘉树
关键词:岩石化学成分花岗岩类
岩石化学成分及复介电常数与光谱特征的关系探究被引量:3
2016年
实验对辽宁省兴城地区的97块岩石样本测量了350-2 500nm间光谱反射率,岩石化学成分及部分样本的复介电常数值,并用包络线去除法计算了光谱吸收深度。研究基于岩石化学成分光谱特征理论、介电常数相关理论,利用相关性分析的方法求得岩石化学成分与光谱吸收深度间的相关系数曲线、岩石复介电常数与光谱反射率间的相关系数曲线。通过归纳总结曲线形态特征,获得以下信息:(1)岩石中SiO2,Al2O3,CaO,K2O,MgO,灼失含量与光谱吸收深度在波段(1 900-2 500nm)间相关性明显,在1 900,2 200和2 300nm等化学元素识别特征波段处,出现局部极大/极小值;火成岩中Fe2O3含量与光谱吸收深度在铁元素的特征波段(400-550nm)有着良好的相关性,相关系数达-0.406。探讨岩石光谱吸收特征与其化学成分含量间的关系在通过遥感影像进行成矿预测、识别岩性等方面都有着积极的作用。(2)岩石复介电常数总体与岩石反射率呈负相关,实部相关性优于虚部,实部相关系数在1 900nm附近达到极小值-0.753。观查曲线可知,介电常数实部与光谱反射率相关系数在1 900和2 200nm附近都有着良好的相关性,因此实验运用不同的模型拟合了在该处的响应关系函数曲线。介电常数是介质的基本物理性质之一,现有研究中多在微波波段中分析电磁波特征与介电常数间的关系,该研究在可见光和近红外波段范围内探究了二者间的关系,为进一步探讨岩石介电特性和光谱特征奠定了基础。
杨长保吴梦红张晨曦于岩徐梦龙刘万崧陈圣波
关键词:岩石化学成分复介电常数光谱特征相关系数
漳州热田干热岩岩石化学成分与水热蚀变研究被引量:1
2015年
通过漳州热田干热岩岩石化学成分与水热蚀变的研究,对漳州热田干热岩热储热来源与热储温度进行了初步的评估。
庄庆祥
关键词:干热岩岩石化学成分水热蚀变热储温度
新疆塔北隆起泥岩中绿泥石成分与母岩岩石化学成分的关系
绿泥石是沉积岩中常见的黏土矿物。其化学成分十分复杂,属于非化学计量性化合物,这种成分特性完全可以记录下绿泥石形成过程中的物理化学条件变化的信息。本工作拟通过对新疆塔北隆起成岩绿泥石成分特征,以及与泥岩化学成分的关系的分...
文献传递网络资源链接
利用ASTER热红外遥感数据开展岩石化学成分填图的初步研究被引量:48
2007年
ASTER遥感成像仪的发射提供了廉价的多光谱热红外数据,是热红外遥感数据的一个重要来源。ASU热红外光谱库提供了多种矿物的热红外发射率波谱的同时,还提供了矿物的化学成分即氧化物含量的分析结果。把ASU波谱库的矿物波谱重采样至ASTER各热红外波段,对矿物的波谱进行波段比值处理,与各矿物成分进行相关分析,选择波段比值与各氧化物含量最大相关系数,进行对数模拟,从而可以确定出发射率光谱与化学成分的数值关系。本文分别对SiO2,MgO,Al2O3,CaO,K2O,Na2O进行了数值分析及公式模拟。统计是根据各矿物做出的,模拟公式同样适用于岩石,进而可以在遥感热红外数据中得以应用。在四川省西范坪矿区利用模拟公式对SiO2,Na2O,K2O三种氧化物进行了岩石填图,在野外大部分得到了证实;利用SiO2进行了硅化蚀变带填图,在异常带内发现了砂岩型铜矿化。
陈江王安建
关键词:ASTER热红外岩石化学填图
利用ASTER热红外遥感数据开展岩石化学成分填图的初步研究
近来热红外遥感在矿物信息提取方面取得了重大的进展,ASTER的发射提供了廉价的多光谱热红外数据,提供了热红外遥感数据的一个重要来源。本文中分别对SiO,MgO,Al2O3,CaO,Na2O,K2O进行了数值分析。由于统计...
Chen Jiang陈江Wang Anjian王安建
关键词:岩石学遥感数据光谱分析
关于利用岩石化学成分预测岩浆型铜镍(铂)矿方法的讨论被引量:4
2006年
在地质成矿规律研究的基础上,利用计算机对国内外代表性的含铜镍(铂)矿基性、超基性岩体岩石化学成份排列组合计算找矿参数;筛选有效的找矿参数建立“找矿决策模型”。利用该模型对会理、会东地区基性—超基性岩体进行预测,发现杨合伍、李家湾、黄土坡等岩体值得进一步工作;其中黄土坡岩体是本次预测新提出的找矿靶区。
张文宽尹国龙徐洪恩杨本锦
关键词:找矿模型计算机应用
利用岩石化学成分预测岩浆型铜镍(铂)矿方法的提高和改进
在地质成矿规律研究的基础上,利用电脑对国内外代表性的含铜镍(铂)矿基性超基性岩体岩石化学成份排列组合计算找矿参数。将含矿岩体参数与经详细地质工作证实的无矿岩体参数对比,筛选有找矿意义参数建立《找矿决策模型》。利用该模型对...
张文宽尹国龙徐洪恩杨本锦
关键词:康滇地轴找矿模型
文献传递
利用岩石化学成分预测岩浆型铜镍(铂)矿方法的提高和改进被引量:1
2006年
在地质成矿规律研究的基础上,利用电脑对国内外代表性的含铜镍(铂)矿基性超基性岩体岩石化学成份排列组合计算找矿参数。将含矿岩体参数与经详细地质工作证实的无矿岩体参数对比,筛选有找矿意义参数建立《找矿决策模型》。利用该模型对会理会东地区基性超基性岩体进行预测。结果发现杨合伍、李家湾、黄土坡等值得进一步工作岩体。其认识与地质条件分析吻合。其中黄土坡是本次预测新提出的找矿靶区。
张文宽尹国龙徐洪恩杨本锦
关键词:康滇地轴找矿模型

相关作者

赵明
作品数:43被引量:397H指数:13
供职机构:南京大学地球科学与工程学院内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室
研究主题:地质意义 矿物组合 塔北隆起 古近系 济阳拗陷
赖健清
作品数:211被引量:917H指数:15
供职机构:中南大学地球科学与信息物理学院
研究主题:流体包裹体 成矿作用 成矿流体 地球化学 铜矿床
王安建
作品数:220被引量:2,641H指数:29
供职机构:中国地质科学院矿产资源研究所
研究主题:矿产资源 历史数据 物理模型 能源 地球化学特征
梁恩云
作品数:14被引量:38H指数:3
供职机构:中南大学地球科学与信息物理学院
研究主题:找矿预测 构造地球化学 黄埠岭金矿 成矿预测 信息统计
杨斌
作品数:558被引量:1,957H指数:19
供职机构:西南科技大学环境与资源学院
研究主题:找矿预测 有限元 测井解释 构造地球化学 测井