基于岩芯高光谱数据的蚀变矿物精细分类与丰度反演研究 ——以木吉村铜钼矿岩心扫描数据为例

论文摘要

本文以“岩芯成像扫描仪示范应用与信息提取方法研究”为项目依托,开展了基于岩心高光谱数据的蚀变矿物信息提取研究,利用蚀变矿物中的羟基、氢氧根、碳酸根和变价金属离子等在可见光到近红外区间良好光谱反应,通过岩芯光谱扫描仪获取的高分辨率数据,进行蚀变矿物的精细识别和丰度反演方法研究。设计了适用于岩心高光谱数据的信息提取算法,并使用IDL语言编程实现。之后结合地质资料,相关的物化探数据,对比验证本信息提取算法的可靠性。主要研究成果如下:(1)在数据预处理方面,总结了岩心高光谱数据预处理流程,编写了一个适用于岩心盘的求取反射率程序。(2)在矿物识别方面,设计的识别方法经过XRD结果的对比研究,证明该识别方法准确率非常高,是一种高精准性、高检出率的岩心矿物识别方法,并且该方法用IDL语言实现时,加入了批处理模块和影像分块模块,能够一次处理多幅影像,操作简单,具有实用性。(3)丰度反演方面,设计的丰度提取方法,总体效果较好,但由于采用的是基于最小二乘法的线性分解模型,对于光谱混合后光谱曲线发生变异的矿物识别效果较差,例如明矾石在和地开石混合后1428nm处的吸收峰会被覆盖,且2164nm处的吸收峰位置会向长波方向偏移,导致明矾石丰度反演效果较差。(4)总结了常见蚀变矿物识别方法,并建立了光谱特征相似矿物、类质同像矿物区别的识别方法模型。总结常见蚀变矿物离子替换,结构改变引起的光谱差异,以及区分方法。(5)综合上述研究成果,采样先验知识的端元选取,然后对木吉村铜钼矿的矿区钻孔岩心高光谱图像进行矿物填图,并通过蚀变矿物的钻孔分布情况以及蚀变矿物中离子的替换情况,推断矿床形成中热液蚀变环境和矿床蚀变分带。然后结合已有的地质资料和物化探资料,验证出填图效果较为准确。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第1章 引言
•   1.1 选题背景及研究意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 岩心扫描仪现状
•     1.2.2 蚀变信息研究现状
•   1.3 存在问题
•   1.4 研究内容及研究方法
•     1.4.1 研究内容
•     1.4.2 研究方法
•   1.5 主要成果及创新点
• 第2章 岩心高光谱数据及矿物光谱特性
•   2.1 岩心扫描仪介绍
•   2.2 数据获取及预处理
•     2.2.1 数据获取
•     2.2.2 预处理
•   2.3 矿物光谱特性总结
•     2.3.1 相似矿物的光谱特征
•     2.3.2 同质多像矿物的光谱特征
•     2.3.3 长吸区间矿物的光谱特征
•     2.3.4 成分变化引起的光谱特征
•   2.4 常见蚀变矿物区分方法总结
• 第3章 精细分类与丰度反演方法介绍
•   3.1 精细分类方法介绍
•     3.1.1 端元选择
•     3.1.2 分段识别与二次验证识别
•     3.1.3 基于光谱曲线形态匹配
•     3.1.4 基于光谱特征参量识别
•     3.1.5 专家知识的阈值设定
•   3.2 丰度反演方法介绍
•     3.2.1 参数设置
•     3.2.2 基于最小二乘线性分解
•   3.3 本章小结
• 第4章 方法可靠性评价
•   4.1 评价方法
•   4.2 精细分类准确率
•     4.2.1 实物验证
•     4.2.2 光谱验证
•     4.2.3 误识原因分析
•     4.2.4 对比验证
•   4.3 丰度反演准确率
•     4.3.1 实物验证
•     4.3.2 原因分析
• 第5章 方法实验区应用
•   5.1 矿区简介
•     5.1.1 研究区概况
•     5.1.2 成矿地质背景
•     5.1.3 钻孔简介
•   5.2 数据处理
•     5.2.1 数据预处理
•     5.2.2 蚀变信息提取
•     5.2.3 丰度信息提取
•   5.3 蚀变矿物分布及地质意义
•     5.3.1 蚀变矿物分布
•     5.3.2 蚀变分带与铜钼矿成矿关系
• 第6章 结论与讨论
•   6.1 结论
•   6.2 存在问题与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
•   个人简历
•   附录一 :精细分类程序部分源代码
•   附录二 :丰度反演程序部分源代码
•   附录三 :岩心数据求反射率程序部分源代码

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈耀文

导师: 薛春纪,闫柏琨

关键词: 岩心高光谱数据,矿物识别,丰度反演,类质同像,程序设计

来源: 中国地质大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 中国地质大学(北京)

基金: “岩芯成像扫描仪示范应用与信息提取方法研究”

分类号: P627

DOI: 10.27493/d.cnki.gzdzy.2019.001460

总页数: 70

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