阔幸t
罔策 1
~罪论。.，.".、." """""...""""."‘…"…….....、.. "、...…..........，..，……(
1. 1 1.
2
研究目的和靠 Jl. …山'川川川、…………………………………………………………(川 研究内梯........，....…
........，.".'........……·川川川山………………..
•
1. 2.1
开展纷矿光谐符征测试且其暨异性分析
1. 2.2
成像光谱邂感器矿光骨份怔倍且量化、识别和提取的1l法研究'山… 4
1. 2. 3
影响血像先谱矗 R靠墙矿恼且现别的因，院分析
3
…
(2) (2)
。，....，.， "，.....，.........，.……-…-…(盯
'…... .…...".....川…………………………………………川川... (3) 。..........。 白·白........ 白… ................…......…. (的
研究思路
L 3.:/
技术掘程
1. 3. 3
本研究果用的技术手段
…
……
(叫
…
........................，.，...川.......山山…………………………......…
(6)
1. 4. 1
军警矿光谱数据
•••..• ...,.".. •••... ........,...... •••.•.•...••... ......................‘..... (6)
1. 4.2
属像光谱融据
‘....
1. 5
2
技术流程
数据源
.、。..."，，，..，… 0 …"....川、......
‘ … ‘ (2) ….，.，...，......，..，.....白白山.........................… ... (3)
1. 3. 1
1. 4
、
(2)
……..….................
1. 2. 4 省矿商光谱曲揣在多光谱技术中的应用 1.
1)
‘
'
‘
......"..'"……"....山川………………… (6)
主要实物工作量均研究成果…
......萨.萨". "..萨.，...，，'....'，...‘川"" .…. (7)
1. 5.1
'È要茹物工作量…........"..……....."..、........…...""...………...........
(7)
1. S. 2
主爵研究成果
口)
......，.，....，....'.....川川、"自.....……......、......，....，.'.....…
........".….. (10) ..，...............................川…·….... (1 0)
栅费现状崎跑鳞….....….............…..".，....'.'....，..，.、."........
2. I
栅述……..""....…....…川……
2.2
密矿光语学机理研究逃腿……‘
2.2.1
91 富
2.2.2
遥感岩矿光谱研班的现状和发展趋!IJ<
2.2.3
署矿光谛特征罪属机理…
•
、
…".."................... (11)
‘
...............................町.....................刷...‘....‘公"..自.....川...白白..
..............................................‘ ...". … ..............…
(11)
.. (12) .. (1 5)
2. 3 遥感岩矿光谱倍息援联方法投靠研究进牒
......…"..........…………...... (26) ‘.... ..。…… (261 2.3.1 多光谱方法技术............ ............... .....…·‘................ 2.3.2
2.4 3
成像光谱方法技术
…
0
….......….....町.............…
小结…………………................ ..…......
精矿光谱特恢研究
3. I
..............
‘ ‘ ..............‘.."....… (32) ....,...........................…..………·….......‘."..‘ ........... (34)
者矿光谱研究目标
E
…..................,...'",.‘…..,.................
3. 1. 1
慨述
3, 1.2
样品光谱数揣测试均分析…" ..."‘'" ......…..‘ 9 …........…………
3.2
(27)
........，.....，....，.、‘".....、..、............，町.."...….......................
器矿光满特征分街…........……·…。...……川........
3.2. 1
铃守L-且能谶峭验且
3 立 2
1前疆东天山(土腥东"旦岳阳)试撞阻.......、...............
3, 2.3
世目光谱符怔小结
• (34)
、...................叫.. (36)
…."""..。川、"川、.."..司…·司，..，.，..............
..,.,..,....,.,..... .… u
(34)
、
、.凹的
价....................
川............川.......………
川..
(51) (的)
v
成悻此蜡#矿识 ßlj ~非法拉术研克和骨响因素分析
3, 3
者矿光谱特性变异性分析，町....... .…，。町......….........……………咱们(71)
3.3 ， 1
弓|宫…..""."..，..，...""......."，."".."....，..... .刷"""""""""'"
3.3.2
环境阴索
3 ， 3.3
密布的物质成分
3.3.4
椅矿农副状iIi
......
(71)
‘同…同…町，川" ，同…町.."...、" ，、……同川………
(71 )
""""""""""'"
(74)
...."...."叫."".""，，，，，..
川
川
、." .、..'....……………".............…""""""""""""
","
3.3.5 光语堂界位小捕。"，" ''','''',''',,' ''','' ","',,"',,"',' ,.""""" ",'" "."""""" 3, 4
4
小销
·
、
4, 1
试验区的地质概况
(山的
……..........................…"" "." """ """""""" ".
(1曲)
大绵构造位置且其地质演化
4. 1. 2
地居·
4. 1. 3
构盘
4,1. 4
粉辈传与精辈作用.....，..，.，..'"...........
4, 1. 5
蛮质作用
4，1. 6
矿产分布守.."守..". "川""'''''''''''''''' """"""""., """
(1回)
""'"'''''''''''''' """"""""""""" """"""
…..... "…-…'" .…………………
.,.....…..............,..........
"叫"山
".", (109)
.… ........".....
(110)
(1 13) .....................,...........................,..........,..,............. (113)
航烹成像光谱数据获取和质最评价 4.2. 1 颤据的棋取 … ….,... … 9
日，M.. 成惶血暗散摞脆量评价
成像光谐数据预处理理…
句
" " " " " " . " " " " " "
""" """",."", ". (113)
……………同………"."……。( 114) ..，....，.，..".，.，..，.............川"川(1 14 )
4, 2
4, 3
(104)
……,
...,.........,...
4， 1 守 1
4.2.2
(104)
、....‘…………………………………………………川。…川川
成幢光幽遥感缭旷恼血撞lIItff-1/l应用
(98)
… u …'…….....町'……………町"
" 、
、
"
(m)
……"..... .川(1 21)
4.3.1
航空成像光暗敢醋的稿射蚓正直标和光谱重建.....……，....，.，.，..，.，…………守(1 21
4.3.2
黠掘的几何校正与地理编码
4, 4
..，.........""..，.，.、
、
、
、..，....，.，.，....，.，.、(
125)
辑矿光谐{宵息提取识别技 *JJ楼"..……...........、.....……"…·…......，.."..川( 129)
4.4, 1
Jìt像光谱矿物识别技术......，.，....，..……"…·
4.4.2
矿物识别方法和工作啤程
4.4.3
阔验区成惶光谱蚀世矿物识别结果与地质分析 e …................................
4, 5
)
小箱
司
…
( 129)
...........……"…………............,..……………, (130) (133)
.......,.................................,.,.,..,.,.,...,………."....…(135)
4.5.1
结论..，.".，.....，..，.，..，...，…..........白白
4.5.2
存在的问固与建议
…..........
…
牛牛
•
(1 35)
......................,…( 136)
成悻光谱矿物识别的影响阔獗分析。.............
5
5,
1
5, 2
‘ … .""", (1 37) 寻|苔，川" ,‘....…‘............................,....,.............,....'.....…‘… (137) 大气妓院分析
吁，川....剧'…刷....刷..， ....'……
‘
大气成分与蜻梅
"
5.2.2
大气的散射、吸收
....................,....,.......,.'...…....,..,............…"""'" (1 39)
5.2 ,)
大气寿等输的理论模册
5.2.4
大气瞌腥的光晴模拙.................
".".."、...."、....…."...，..，.，..，...................
‘
(37)
5.2, 1
5, 3
."" (138) ‘、
" (141)
、‘…‘" "…"…"….........,......…"
太阳J'(，世旷日你ω传感苦苦几俯1lL黯关系
,….." .…·守.""......、
引起础缘辐射晴茸的因'曾分衍.."..…"…...'..........，.................，...............
5, 3, 2
， 1 跑几何倚费阴繁分析
光谱分辩亭
5.4.1
(143)
.""""" (148)
5.3. 1 5, 4
飞在
......"..,,,.…....,..."....,..……............……".
(148)
• ……·……，…，…"………川 e …， (15 l) ...,....,....,....'....'.... 、、 、 .......,......,...‘( 156)
光谱分辨的挺立…...............，.，.......…" ，川，.............，................国..
(凹的
阅幸
5.4.2
精矿光谐特怔的光惜分辨事模姻
5.4.3
省矿光谐特iiE费界的波长分析…….........，.....，.....，.、..山'
5.4.4
光憎分鳞擎的因像模拙分忻
5.5
、、
..........…
5.5.3
空间分辨率的模拙分析
.., ."......…‘.....…
5, 6, 1
1青睐比的距且‘ 信均属比的模拟分析
5.6.3
届像光谱数据的情噪比对比分析
(157)
同.......、..同·川、
(1 61 )
、
………
..............…( 170)
...........
..........,.,
…….... (1 76) 白。.
(1 剧)
"………….
。"...，..........，..， ω...... …
..""............
5.7.1
大气传输
生 7.2
省矿光谱恼且蜡属的方向傲
5, 7, 3
传感器的回事
(阔的
(1 82)
..............................白
叫
…
‘
…
( 186)
….
" .…"…..... "
…
.................，....，.，...，.，.、。.....仆..".......
..
‘
""""". (1 87)
ψ.'. ，."...."'....，..........."..."...."....，，....... (188)
6. 1
号!离............、"、，‘ 9 …...、...川....剧'…..........."........…"......，川川….......
6.2 6.3
波段施挎"、" .…们阳
主要草地质体辛苦矿组合及相应光谱特性分t厅
、
、
•
世矿地质体觉懵1世掘糠
6.3.2
撞段位置
6.3.3
备应射光1曾被段话明I 挫矿能力分析
6.3.4
波段宽匮
....."....."...."".."". (1 89) (190)
、
( 190)
".，.........................'....，....，.，.、
.".，..，..".，.......‘，.....……………………川，川川…………………(1 9 1)
。.，...，..，...".......
‘'……
(1 9 1)
...........................................，....，'.，..，..。白…"……"""
.........•....................•. ..‘自
6.4
波段组合
6.5
选择波段的模拟服用效果分析
.......,......... .
‘
"，.，.......................，......…… ω … e ………( 195)
馍抱l遁路朋像的生成"............................................".........."...."".".
6, 5, 2
地脱耐用效果评价........... ••
6.6
波段优化与配景‘…"…
6. 7
小绩。"….........…
总直在
7. L 1
(194)
(1 94 )
6.5.1
7. 1
(1剧}
............、" .…..................，.、......，....，............、".
6.3. 1
黯请与讨论
(阔的
…". (lS6)
。..........................，刷刷.....…
精旷商光谱戴帽在事先臼脑中的威周
(171)
………"""""." (180)
自". ..自..........‘
……
(1旧)
…….'."""..... (170)
…国" .…" .‘… 9 …‘....…""".
。........，....‘
5.6.2
小结守
、.
…...".....,...."...........,..."..
空间分辨率与光学传递函数的关系.....
数t酷的信蝶比
……川
e
5.5.2
….".".
•.•.....••...... ...........................,,,
、
空闯分辨率的概 t
当 7
7
•
5.5. 1
5.6
6
空间分辨喝醉"…
" .•
…
…
0
…
(195) ( 198)
句.."""" (199)
....…
.... ".…·刷…..….............""......... (200)
‘
.............."....".................,.'..,.,..."........"...."............... (201)
......、.，.."......"，..............................
精矿光懵特性及其变界性
….............，..".，.，..，.".们".
‘……" .町....町...........‘.......…
7, L 2 成像光潜矿物光谐识别影响因素分析
…
(201) (201)
、" "、...."............守町"""""""""， (203)
7, L 3
llI;像先前瞌感粉矿识别技术研究和提用化工作方法
7. 1. 4
我国脑续资源卫星班段逃稣和模拙分析........、...........，.，.、....、."...、......、".". (2制)
7.2
忖论…........……·…
.，..，...，..，.，.....山
省矿光僧特征的变界性
7.2.2
遥感岩矿光谱特征倍且变异性卦析
7.2.3
1&悻光谱遇感世矿信息也Rll叶、提取的万法技术韭用化
......
…
""""""""""""..
(2刷)
....…，.....，..""....，..、"""..""""
(205)
""... ..
....……"‘
、 (2刷)
......"...…"""""""""""" (205)
7.2.1
#增立制
….."...、
、
、
..............,....,..
…… (205)
.................,.......………"
(2的)
w
1
1
与争
昂讼
论
研究囚的和意义
1.1
高光谱遥感是指在太阳光谱波段内对地物自你反射韬射能量迸行测量的分辨事先纳来级 的光谱测盘技术。该测盘技术的特点是光谱分辨率高。从测锺方法来辛苦，有实验室样品测试、
野外地 íliíêl 栋物实时测量、机载传感器和监载传感器测量;从测试空间靠着，有点(实验室、地 商实测和航常)、剖谢(实验束和地附实测)和朗积测景。高光谐谦感是在多光i罄遥感慕础上 挺直盖起来的光谱测量在技乖、高非成像和成像之分，其中非成像制黛技术包括地而光谱与航穷光
谱测量，成像测:It技术创插机载、黑载成像光谱域感测景。 i屈常所说的高光谱最感技术是指成 像光谱技术。该技本把实骏宝林品、地丽目标的精细光谱测最技本融俞到航穷、航天混感成像
技术中，形成成像光谦谦感对她观测技堆。 12具有阁像精细光谐音二为→的特点.具有从空 间上大尺度探测和分析椅矿目标精细光谱特征的能力，从而使通感技*直接识别绪矿地质体 中矿物的存在、矿物的丰度和矿物的成分分布成为可能。 20 愤衍朋年代发R盖起来的成像光
满技术，晶现代通感技*发展的简报之一，并成为研究热点。 以辛苦矿光锵特征形成的王理论为指导，在系统研究和理解将矿地肢体光谱格低基础上，根拇 指矿你型光懵特优应用成像光谱数指有可能直接识 MU 密矿类型，特别是识别与成矿作用密切 栩关的矿化界常俗息相蚀变旷物，翩起鹅被旷化蚀变带，分析蚀变矿物组合，jl(盘成半jË量估 计中国对蚀变强度和蚀变矿物古量，探测…些蚀堂矿物制滥密旷物的成分且继掏变弊特征，为分
析蚀变带的空间分带、成旷成岩作用的温Æ矗仲、热动力过程和热液运移的时空演化.检测榄 被中毒和汹气敝楼撞撞引起的地植物异常，追索矿化热液蚀变中心，固定找矿靴阪提供极高彝等
价值的信息。成像光谱技术在地质找矿勘查和矿产贤草原(金、铜等盘属矿床、油气、仰缺等)评 价以 II
些基础地质研究中都可发挥慧要作用。成像光谱技术的;Jt艇和广泛应附有可能使地
质找矿以草地质找矿现论、俯究方法都~生重大变化p 譬如，有可能发展成像光谱找矿矿物学 和成网矿物学研究、 jf使研究方法发生改变，把实事最富测量与空间探测相结告.实现点与丽、微 观与宏观的有机统
。阔此，开展高光谱遥感翁矿光谱特憔研究、影像数据处理里分析与解评、
有矿地质体蚀变与矿化弱f商患银取方法技7位研究具有现论和实际意义。 成像光锵图椭告一的特点以及可对矿物进行直接识别的能力，使成像光谱遥感的工作方 法已闹事光惜时代以阔像增强相信息解谛为龙的阶段推进到以光谱分析和光谱识别的:I!化分
析阶段。为了充分发挥尚光谐涵感技堆在阴土资源调蛋是中的技术优势，地其是在基础地质、精 矿识别利地质找矿中发挥作用，华书以革开藏蓝天山为试验眩， j非细地测试分析辛苦矿地质体光谱
串串征和光憎变异性 a 开展商光潜越感数据特征分析均处理分析方法技*研究，监股有利于机盖章 商光谱遥感数据儿伺纠正、辐射纠正、光谱重重量和光蹭识MU挫啦，促进商光谱遥感应用技准产 业化进程。问时，根据成像光谱旷吻填凶产业化应用的常求，分析和探讨了大气、地隘的 1J 向
性反射、传感糠的光谐分辨卑、空间分辨率和偌噪比等因章对矿物识别的影响，为产业化运行
1
成啤此懵*矿iR lJl];:;非法技术研克和影响因素分析
汇卡拉*'参数的逃择、工作布置和设计、噪甫的压制和消除以1:1.资源卫跑事光谐的技术指标设置
等挺供技求依据，探叫减少就避免这些影响的 1J法成措施凡
1. 2 研究内容 根据目前开烧成像'It谱窑矿1识别中存在的问草草，结合南先i曾遥感技*'发艇的关键技求，本
书侧章 F阁四方面的研究。
1.2. 1
开展着矿光谱特征测试及其变异性分析
在计析告'也光谱特征形成现论黯础上，详细测试分析典现岩石、矿物及矿床中的旷石与矿 化蚀变岩的光t雷特征，以及开展告矿领舍先谱横拟与实翰测试分析，为开展有矿光谱特性研
究，变异因章(农矿光谱反射的方向性，以及者矿成网温度、颗坡度与风化程度、化学成分、矿 物结构性质)以及光谱特征与变鼻因素的相关做研究，为成像光满激感数据处理、理解与分
析，工作 l汪精矿地质体俄息特告Ej量化、提取与识鼎'M "，，;!;婉地认识、 E理解矿化异常、蚀班倒音与 成精成旷的物椒菜系撼i共依据"
1.2.2 成像光谦遥感岩矿光谱特征僧息撇化、tH别和槐取的方法研究 从分析机数成像光谱遥扭曲的儿仰光学位登(太阳先"叩辛苦矿目标一传感器)笠系出监，在分 析数据的几例特性和输射特性的基础上，开殷适合于国土贤汹汹聋的机载成像光谱数掘的儿
俯纠正和辐射纠正方法技术研究，并进行法矿地质体光僧特征反演的方法技求分析。提离成 像光谱技束的应用效果、促进其朝着产业化的方向盘腿的另一关键技术是盘腿珩旷光谱特征 量化、信息提取租识 glJ技术 1J法。从地质调奈的1N.用出发，结合地质信息、岩矿光谱特征信息
以及其他相关岩矿测试技本手段提供的信息(如岩矿鉴定、 XRD 、电子探针和化学分析等)，利
用反演的成像光谱数揣发展成像光谱遥感矿化蚀变(异常)信息的识别技术。通过有娥的岩 矿信息 ì~ 别与提取，为地质矿产资源评价提供更有利的成矿蚀变信息 ο 通过法膜分析研究为卉展蝴质矿产资报评价分析提供可靠的商光谱分辨串的成像光满反
射感数据。同时砸过开展数据处现分析方法研究，以形成成像光谱精矿识别的方法技术流税， 能够推波机辅戚像光谱技术朝者产业工稼化的方向发展 m
1. 2. 3
彰晌成像光谱溃'事指旷倍息iR别的因素分析
从分听地质矿产资摞调查对成像光谱技术的情Jjit tfl 发，开展分析研究影响成像觉谐遥感 将矿光懵特 4蓝侬血提取的网潜·光憾分解率、被殴施凶均被段徽据.空间分辨攘，越感成悔的过 程中太阳光绪矿回你…传感糠的几例位置关蕉，大气传输她应以及倍嘿比 (SNR) i 利用机载 成像光憎 (HyM呻、 OMIS
1) 数据对光谱波段分辨3辑、'"问分辨靠且他除比等开串辛辛苦旷光谱特
征盘化、挺lIIt初识别的综合模拟与对比分析，进而1 总结出适合地质矿产资源调查的机载草草阜载 成像光谱投;术指你。
1.2.4 岩矿商光谱敏据在多光暗技术中的应用 M.地质矿产资源调贵的需Jjit出黠，开展岩矿光谱特性分析井进行波段选择:利用机载成像
光谱 (HyM叩)数撩开殷适合于$:光谱壤感地质调查需求的波段选择与组合、模拟与应用对比
2
l
串怆
分析.避而优化后续资源卫星传感吉普波段的披挂 m 阁、光谱带宽及波段数目的设麓，为我周后 续骑自草卫盛传感糠的有效载荷设it提供侬捕。
技术流程
1. 3
研究思路
1.3.1
岩矿光谱是岩矿反射辅射单色光成分的进现，也是遥感觉谱成像中一种单色成分对应一
个特征谱线的基础。本次研究的且体思路来周光线跟踪法，即在闯见光、激虹外和短波红外遥 感过税中对岩矿光谐的跟踪变化分析研究。光线跟踪法就是岩矿反射辐射的单色光(光谱) 在各个成像的环节中的传递、变化J!<影响因素分析。
1. 3. 1.
1
光线的过粮分析
精矿内部络构……φ皆矿光谱特性……φ克谱变异因:t:分析……→遥感觉谐变异分析……φ密矿
光谐特征制变界规律
呻商光t普翁矿光谱{育息制别、挺淑万法……φ销矿识别的影响因吉普分析
和模拟一→商光谐旷物草草阁的产业化应!II
i 叶资源卫星州酬阳的彼段设置选择 1. 3. 1. 2
遥感丸路跟踪
太阳光谱一→大气传输一→岩矿光谱一→大气传输一→光谱分辨串一→成谱一→成像光谱
L啦→大气传输→绞间分辨率→成像→多光谱 Eo( λ)
<;>:: 7)
(λ ， h) ， ρ 。c k 2 (A.I ， α .e) ， ι 。瓦 T， ( λ ， h) Eo( λ)ρ ， L.障。， k ,. MTF6S(λ)
,
式中 ， Eo 表习之太阳人射光 ， T， 为大气 F 行透过事，ρ 为岩矿的反射卒 ， L 表示者矿辐射亮Jl tT;. 为大气上行透过惑 ， L唰为传感器蹦蹦孔的辐射亮庶， MTF 表示调制传递踊数 ， S( λ) 为探测器
的响成两数，。春示两者的乘傲 ， k， 和 k， 表示成性比例网子( Siegri侃& Schnetylcr .1980) 。
1. 3. 1. 3
影响网章
在谐带产生和传递的各个子矗统环榄巾，影响谱带能量变化或传递的主要因辈有，())~事情
生成的因章，即结品结构、成分等，②谐丰背影响因章，包括岩矿物理化学因望在(风化、表现彤在、 温度与压力、粒度等)大气传输阴掌(大气中分于成分、在蒸汽平口气溶胶等)以及传感器的光谱 分辨率、穷间分辨事、信噪比等。
本书以此为忠蹄，从岩矿的光谐特在E 白发，分析岩矿的光谱特征形成机理，岩矿光谱特性
的变异性;夜此基础上，分析岩硕、光谱在越感大革统每一个于革统中的转输，或影响阴章;在分 析清黎各个于系统影响成像光谱遥感者矿光讲特低变化的革础上，开展岩矿光谱信息识剃、提 取的方法技7位分析，以促进成像光谱应用技术工稳产业化的发展。
1. 3. 1. 4
研究方法
(1)以遥感辛苦矿光弹身理论如指导，以精矿(试验阪以及其他的)地肢体的光懵特性研究如
基础，以试验测以为投7位手段，将街矿地质体实验、野外相机辈辈Jí'l.像光谐测量紧密相结合，以单 统分析挡旷地肢体光谱特征均主苦矿组分、谧}j(相提性分听芷1I童心，不断跟踪并吸收圈内外Jí'l.惶 光借技术方法相应用 k 的量盖新成果，使本研究收到实效。
3
成啤克培1:矿识别方布告拉华研克和都响因素分析
(2 )本书的研究工作以凶望在 "863" 计划"对地观测技 y住在倒土资撒洲 3些中的应用"研究课 幽中的"机载Ji<憧光谱应用技本版好条统 (2凶 lAA136020 - 5)" 子课姐"新疆东7< 111 土 E盖在… 三岔口地区航空成像光潜调查 (20011 日创刷刷"项目和自然科学基金项目"西单光谱遥感影像
成凶矿物学信息lE童提取研究 (40201034) "中的"地质矿产资源对后续资源卫星传感桦优化 设计"课题为依托，选择新疆革夭山干早战半干单且具奋地质找矿前景的工作J3:作为研究试 验区，开展机载成像光谱遥感数揣进行矿区矿化蚀变信息识别、提取模型分析和矿化蚀变带成
因矿物蚀宜温度分析，问时开展高利成矿地段分析，提供成矿远盖地质眩，缩小找矿靶J3:" (盯在研究过稳中遵循试验测试分析、方法研究与成用相结合，一般特性与典现相结告， 借鉴与盎滕相结合的原则，在岩矿光滑特征形成机蝶，光谱特性变弊、光谱分辨丑事模拟、s!间分
辨事模拟、机载成像光谱数据处理分析的方法技术以及矿化识别信息摄取方法上下功夫③
1.3.2
技术流程
罔 1 -3 … l 为卒研究的技术流程极圈。 成4眼光训'数捂着装取 (!iyMap. OMIS-I)
精矿先训'特侬栩想分析
省矿党憾'导低戴揣测试
淄蟠亭台'传貌'配 据和 I队m 数据
先胡'特征费鼻性分析
地M质及化探
成iIt光谱敛籍的矿
异常俯息
化俯息健腹、 i贝剿 四 1 …3 … 1
1. 3. 3
影响成像党制'指
布先前'徽搅在多
矿明则均键取的 因素分析
党词'传.栅媲段 选择中的应用
研究的技术流帽朋
本研究采用的技术手段
1. 3. 3. 1 机载成像光谱数据获取 本研究使用的成像光谱数据燕源于两种机载成像光谱仪，新藏东天山土原东m…二彷口试验 庶的成像光谐数据司董取使用模大利蓝 HyVi协恼公词最新研制的责自己代商光谱分辨京、商空间 分辨串的机载成像光谱仪 (H， Map). 对r.1J在指秘地J3:使用网产成像光i费仪 OMIS - 1 获取数 据。在 1 ..
1. 3. 3. 2
3 ..1
为 HyMap 和 OMIS
[的主要校本性能彝数。
最矿光谱特性测试
岩矿光谱测试分析将使用莞国光谱分析设备公词( ASD) 研制的 FR - pro l't谱仪和地球物 主里环境研究所 (GER) 研制的红外智能光谱仪。
4
1 獗'而 3-1
哥伦
耐M师、 OM1S幡睛'融先臼酷似的班蟹搜求'癫'怪
HyMap
OMIS 1 光满榄幽
波段停宽
光满采佯阴阳
(mn)
(=)
〈酬)
10
6-10
455
~ 1的2
.,
1053 句 1642 1941 地 2500
15
光谱箍圈
波段带宽
光谱采样间隔
(nm)
(nm)
(酬}
.37 乌 1322
15
12 -15
64
15
13 阳 15
32
1:5 -20
15 -18
32
波段数
31 ~'*O
.
16
15 -20
13峭~
lS ó5
---------.
1952 -25凶
32
波段遭受
吨，
"" 500
/
8
/
棚街角
1"
+
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
(....t, 槐场角
>70"
(FO\')
晶
晶
'峰时槐场
3, 0
归国.)
晶
总被段数
128
'睡时槐场
5OO1J
8刷11l -1坦四
晶
，~I变段数
/
晶
12000
3回到-
晶
3四1O -5α1O 草创抽血
8
( F01l)
2,5
60'
叫
扫描事 (íi/~)
.5， 10 ，白， 2' 可选
扫描事(SllI)
10 付 16 i!!蟆可调
行像邓数
512
行像元IJ<
512
徽揭编码
12
(bìl) 部测报
Si ， lnCw ，lnSb ， MCT 钱尹]
'除倍编确
( bit)
16
探测棉
Si ，J.nGaA弱，InSb ， MCT 烧到
俯噪比
1'500 以上
一…"
信噪比
/
…-"晶..........-
高精1t定优设备
L 3. 3. 2, 1 ASD
陀螺亭台糊 GI'S
商精度'"钱设4届 IMU IC
..MIGITS ， DG周 :OMNlSTAR
GPS
FR …阳光满仪
FR … pro 地憎仪玉在用商级吸收滤光片、标准内置光附和串串移锁寇自确校准功能，靠样扫描
时间蝉，操作简单，软件也功能强劲，你配 1m 长在草准光纤探头(也可另外延*光纤)。其i:要
性能指标如 h 工作波长范院骂为 350 -2500 =.室内外阀闸，单光路革统.在可见光、JI!红外破 除 t. 光谱分辨事是 3 nm; 在短波红外披段上，光谱分辨率是 10 nm; 光谱果样问隔 350 -1050 nm 段先1. 4nm.l刷) - 2.liOO nm 段为 2 nmô 色散咒件包括个阔定的两个快速旋转的企息反 射光栅，探测锦 5i(512 列阵)和 lnGaAs(2 个) ，探测器响应线性为企 1%. PE 制冷恒源:视场 角 (FQV) 为 1 <> , 3" ,50 , 8" , 10" .25 0 盯逃;测试时间小于 0.5 s; 数据存取为计算机硬盘;最化值
为 16 bits; 测试精度如 3%( 可见光，近红外反射率)和 5% (锐波在I外) ;波*精度为企 1 nm"
L 3. 3. 2 , 2
GER IRrs-m 型虹外智能光谱仪
光谱测试仪为中阔网士资源航?在物探遥感中，(.-实骏室配备的 GER-I阳s-m 娘在I外智能
光谱仪。仪器具有，'\1(光胳罪统，目标地物和标礁事寺板同时测量。其薄本你能指标为:光锵范 围为 0 ， 40 -2.50 ""，(可见光、近虹外以及规披红外) ;带究为 2 -4 nm; 通道数为 800; 总视场
为 60; 光谱分辨事可见光为 211m. j丘红外到领披红外为 4 酬，光栅特征的闪跃值 5∞、 1200 、 22'刷刷;扫描阪间为 400 何 7四 nm 、750 嗣 18∞ mn ， 1750 啕衍。o nm; 标准察带板为噩网氟乙烯 标准白板。
1. 3. 3. 3
样品鉴定均分析
卸了配合密矿光锵特征研究分析，尤其是岩矿光谱特征与成凶温度的相关性分析以及岩 旷识别验证分析，本次样品鉴定分析试验将果用岩矿样品商樵实验、样品岩矿鉴定和化学分析
5
成悻也增黯矿识别方法拉本研克和部响因常分析
每事实验分析方法。
1. 4
数据源
J.4.1
精矿光谱数撩
多年来使用红外智能J\';谱 R(IRIS) 对大踵的岩矿样品进行了!lfJ>f 和实验绕光谱特性测
试，井对岩旷光谐的特惊、形成机理以及光谱特'jiE数据处理什析与应用有定程度的认识和理 解，为本次踪人研究岩矿光谱特性且其变异性分析重定了某础 v 在此基础上，对新疆东天山试
验区、山草拟边试验民进行了野外( ASD FR - "'"光谱仪)和室内(lRIS) 的精矿光谱测试分析，
同时也利用河北张家口的崇礼赤城地底的岩矿样品进行了光谱测试分析。使用了羡阔地质 调蔚局( USGS) 和美阙宇航局( NASA) 喷气推进实较宽 (lPL) 的标樵矿物光谱数据廊。
1. 4回 2
成像光谐擞据
本书的研究数据利用了网家吗 63" 计划"对地观测技术税网土资源调激中的 ii\L用"研究课
顾中的"机就成像光谱rt1 用技术服务展统 (200IAAI3剧 33 … 5)" 于课刷刷"新疆东荒山土隧京 叩二三也口地区航空百成像光谐调查 (2ω I1 SIα剧的"项目理事操供的成像光懵姓撼。
HyM叩数据
1. 4.2.1
对新革国蓝天山士E辈革;三岔口试验区利用澳大利 Æ HyVi阳最新研制的成像光谱仪 Hy.
Map( 光学机械扫描成像)获取了吁兑光、近在I外和短波红外旅拉上 128 波段 3000 k旷的高 光谱、高穷间分辨串的成像光谱数据。数据获取日期为 2002 年 10 月 10 -23 日。试骏鼠就 周 ;N42 0
J2.65' , E93 12.58' , N42 23 , 08' , E95 20.00'jN42 02.85' , E93" 12.58' , N
42" 12 四
0
0
0
0
E 95" 20 ∞'。数据夜取时的烹要技术彝数为波长 0.40 -2.50 阳，放段 128 个.
光谱带宽可见光、设在E外为 15 nm ，短波红夕为 15...20 nm ，相对航商为 2400 m. 穷间分辨事为
6m x 6m ，何措施事 12 -16 扪1m ， 视场角 FOV =60 0 • 瞬时视场角 IFOV 为 2. .5 mra.dο
1. 4. 2. 2
OMIS 斗批据
天才山*招远试验lK利用成像光谱仪 OMIS …1(光学v机械拍描成像)("九五"期间国家
"863"lt 划 308 主越立拌，上海技术物现研究所研制)税收的可见光、近虹外和做披红外 112 波段 15佣 km' 的商光谱、高穷问分辩率(见在 i 一 3 - 1) 的*光铺数据。数攒获取日期为辛002 年 9 月 20 -21 日。数据获椒时的主要技术秦数为·被拉 0.40-2.50μm ，波段 112 个，光谱带 货可见光、近红外分别为 10 和 40 阳，短波主工外为 15 nm ，相对航商为 Z峭) m. 穷间分辨率为
7m x7m Q 扫描速事 10 扫 1m ， 视场角 FOV 为 70" ，瞬时视场角 lfi'OV 为 3.0 mrad 口 1 、 4.2.3
CBEBS -l( 中已她球膏源卫星一号)和 ETM' 数据等
中研究所使用的 CBE民 S -1 数搅晶 2ω1 年 9 月 26 日税收的巳CD mw 也 25/53) ，典南 2.3 、4 三个被段。太阳商应角盛 45.2" ，1f f肯角蛊 16 1.
级阎健产晶(阳ν
11)。为了Éj陆地卫
星专题制图仪 (ETM' )进行附比，逃用了 1999 年 8 月 21 日的 ETM 牛图像 (PATHl ROW 138/31) 。太阳商殷角是 53.1' ，1f位角是 142.6" 。
6
0
i
串论
主要实物工作量与研究成果
1. 5 1.5. 1
::1::要实物工作撇
4义研究工作的光谱数据以整凶地质调查随( USCS) 的标准旷物光谱数据库为主，省省、矿
石光谐数据以河北张家口的主持礼赤城地区的精矿样品光谱数挺、新疆蓝天山试验区和山直摇 远试验区的野外和样品光谱数据为主，问时也补充一些其他岩矿光谱数据。在$光谱岩矿地
质应用模拟分析研究、能像带矿光谱俗息提取分析研究和成像光谱遥感岩矿光谱信息提取与 识别中，分别采用了多光谱 CBERS ~ 1 ， ETM' 和 HyM叩和 OMTS - 1 成悻光谱数据。具体的数 据处蝶、分析&研究的工作量如下
(1 )分析井总结\JSGS 标礁矿物光谱数攒库中的 220 种矿物近 5∞条光甫特征曲线; (2 )分析实验室测试商温模拟有矿样品 4 件， (3 )野外省矿地物忠谱测试包括问北张家口的崇礼潇坡地院和新疆革蓝天山试脆鼠的精
惊、矿石以及'"标地物， (4) 束内瑞矿样品的党测试制括两个试骏肢的粉石、矿石和士壤样品近 300 件，光谱l!i
700 条，翻皮、坡度、化学成分、双向反射变化、样品棍台等光满测试约 3朋条 g (5)ETM' 数据一景 (185km x 185km);
(6)CBERS ..1 数据阿景 (6 个披段) ; (7)HyMap 敬掘 M 航带(1 28 披段 x24)
;
(8)OMIS … I 政据 4 航带 (112 波段×的。
::1::要研究成果
1. S. 2
丰研究的最终阴的是为了吉普入了解遥感粉矿俗息识别与烧取过程中的影响因棠，省旷光
t曾将在E俗且在遥感探测过程中传递或发生坐化的理论与成因机制，最大限度地消除各种凶蜜 时直接进行成像光i普遥感岩矿识别的影响，以便提商密矿信崽识别、鉴别与信息援峨的能力， 遂渐改善遥感在岩矿地质应用中存在的问磁。通过上述研究取得以下主要成果。
1. 5. 2. 1
试验鼠的岩矿光谱特征
通过分析研究试翰rK粉石、矿物的光谱特旺，归纳且错了河北张家口的主展中L…赤城和新疆 东天山试验rK精来岩、沉积岩和变质岩的光谱特征，以及不网地照中的光情景异性及其成制。
在河北张家口的主持非廿串城试骏阪，对京坪、黄土梁陈金矿区以及二三放沟茹盘属矿的精右 (含蚀娃娃和古矿省脉)的光满特1iE分析表明，在三个矿区，以黄土攘的揭敏矿化蚀变最强烈，
其次为三道肉，京坪盘旷最低 g 粘土矿物蚀变糠Ií!以二三 i草沟事金属矿最为显籍，其次为草坪盘
矿，黄土娥的粘土矿物蚀变革在剧;束坪盘矿蚀变数型向强到销为悍化、融化、虫草帘在i 化、黄铁矿 化和锵铁矿化，黄土梁金矿蚀变盎型自强到剿为棚化、磁化、愉铁矿化、黄铁矿化、量最泥石化、黄 铁矿化棒，三三道沟茹盘腿旷的蚀坐樊型囱强到IJ Jlll为碰化、绢岳母化、褐铁矿化费钱旷化等;M，
光谱特征推断的三个矿区的成矿相对温度兰道沟为低温，草坪盘矿为中低温，黄土梁盘矿为 中高温。
在新疆*天山试验区，为了自己合成惶光谱数据处理分析和地质应用解详，开脱了典型者性
与矿床(矿化点)矿石、矿化蚀变岩野外光谱实测以及实验摸样品光谱测试分析。从光谱特征
7
成啤光谱量矿识别方法技术研究和带响因素分析 的角度加深了对试验阪指矿地质体的认识岩石的光锵特征应~间的展布.岩石矿化蚀变空削 股布，不问矿床(点)上年封旷光谱中争性的经异性和相似性，以及先潜特性均矿 lt蚀聋的相关性。
1. 5. 2. 2
蛊矿光谱的影响凶牵#析
从电磁波与岩有矿物的相互作用且大气传输过稼(光椒、岩矿和传感梯二三者之间的几何 光学校置)分析品结了光源的方位和高度角、大气传输、传感器的观测方校和观测角对岩矿的
光谱特憔影响规律。 岩矿的表丽状态(如粗糙新鲜表丽、光滑切丽、粉京人幸宽度和风化状况对者矿光碍密特校的 影响很大，不仅反射1强度发生变化，而且其特征吸收谱带的强度、对称做都会发生改变。 岩矿的物质成分(者旷中具有特征吸收的杂质成分，年苦石中的矿物细分，矿物的晶体结
构、化学成分、敖质和樊质网象替代替)是决定如矿光谱特征的本征因素，也是应用成像光谱 识别矿物种扭曲、丰度和化学成仕的物现蓝础。是矿光懵随物质成分和生商构变化有以下规律，(j)
绪有的光谱特枝在中质上取决于其组成矿物的光谐.倒是极捣受I# fl置的影响;②旷物品格中
成晶格间存在 4些具有明显特征吸收的杂质(如以各种形式榕在的*分子以及铁、锐、销悯 等离子) ;"革智 I# fl荒含盘很少，但也合佼矿物的反射特征监生较大变化;③在樊质问盘中，着相
问位置上原子或基因的原子的 E置于数增加了，则主主吸收峰的波长位置金向长波Jr向移动;④ 辛苦石中暗色不透明矿物，如磁铁矿，告对岩石光借特征产生掩难作用;⑥密布中不问矿物的光 僧特征告互相影响。
矿物品格中和品格之间以平同形式存在的事具有不闷的光谱特征，不间形式的革的吸收
谱带特征也存在差~'J.因而在
定条件下，根据有准吸收带的特征，可以推断岩石中水的存在
形式和相对肯簸，井进而推断岩矿的成因端庄。
1. 5. 2. 3 成像光谱矿物识别的影响网常分析 运用理论分析、实际对比利数字模拟相结合的业法，研究了大气、地物方向性反射、光满分
拂罪、空间分辨啡和lfí直噪比等因蜜对成健光锵矿物m 别的影响，得到以 F 初步结论
( 1)由于太气划人射光相反射光的选择性吸收租卦子气溶胶的散射，使得空中传!串精接 收到的地面反射光谐的波形相吸收幽带都监生了改变。 (2) 岩矿地物的方向性反射应是造成航空遥感图像边缘输射崎聋的主要哥脱因。
(3 )在传感苦苦的因素中，光t曾分辨率、空间分辨率制倦牒比二者之间存在相互制约的消 f是 关罩。在实际应附中，我们 mz该根据具体的应用谣求对这三个指标作出台琐的选择，恼不应
崎追求高光谱分辨率和商空间分辩率。实际上，在不太降低应用效果的实践中，我们常以降低 一点光谱分辨率和/或穷间分辨率为代价，换取倒像信噪比的提高。
1. 5. 2. 4
在武山成像光婚者矿识到j 的方法扶卓和费用化技术流税
以新藏东天山土屋京"三三岔闪盐1试藏区，利用澳大利亚E HyVista 公词创制的 12B 波段阶M Map 成像光谱数据开距甚了机载成像光谐矿物识别方法的例究相应用jjÇ泡。草草绘相自由制了试验
区 3180 km' 1 币ω∞比例尺栋被分峭的蚀逆矿物分布图，如辈革泥町、云母樊、破酸盐、商岭在和 1 航蚊有矿物的分布图，以及重点成矿地段上约 300 krn 川剧10 比例尺的 7 种矿物分布凶。野
外实地聋证司提明利用成像光懵识 g'J旷物准确、可靠。 通过研究和 Jill 附治池，初步形成了成像光谱遥感矿物光谱识别、制阁的方法技推流程;推
进了成像光谱地质 $i闸的产业化进程，为今后开展航空航天成悻光谐的广泛应用做好了技术
准备。
8
1
1. 5. 2. 5
~争论
~告矿高光谱数据在资源卫星怜感器波段选择中的应用
应用获取的成悔光谐数据，井结合我阔后续费糠卫星传感器的被段选择，并脱多光谱传感 器、波段选择与细古、模拟与成用对比分析。从遥感地质应用需求出茧，且结了平阔矿床岩矿
光谱特性和不问分辨率下光谐特低的差异;通过对机载成像光带数据处现分析和波段选择的 模拟、验liL对比分析，提出了能满且矿产资源调藏工作需要的费光谱越感波段的位置、带宽和
数目，为我网厨续资源卫lí!传感器被段设囊提供了依据，井为今后1日E董事光谐的波段彝数设置 的论证提供了方法借撼。
9
成f阜克精黯矿识别方法技术研究和部响阀辈分树
研究现状与趋势
2 2. 1
概述
成像光1普技术的兴起和迅速发麟，不仅极大地增强了遥感对地观测能力和对地物的鉴别 能力，尚且促使遥感由功地物的鉴别发腾到可对地物或耐地物组分进行直接识别。自 1981 年 多光谱组外辐射i十 (SMIRR) 搭载于黄倒"哥伦比亚"号航天飞机进行试验飞仔、 1982 年英国喷
气推进实验室( lPL) 研制成功第一台航空成像光谱仪 AIS ( Airbome lma伊ng Spe价 romeler) 以 来，成像)\';谱技堆得到迅猛发展。莞阔、加拿大、澳大利吸、德阁、法阔、哭闹、荷兰和中国都先 后研制了各种类琐的成像光谱仪。捞不完全统计，烹 2田2 年，研制成功的成像光i昔仪已达 50
余台。光谱分辨率…般为 10 -30 nm ，最商可达 1 -2 棚，波段数最少 15 i国道(如 MODIS) .最 大可达忡。。最被段。在岩矿识别、跳质制朗、周体矿产和油气勘探、大气成分探测、摘物位势 1监测和农业伯产、环城监测、海华在机物撩测等方雨都取得了明显的应用成效。
20 世Hè90 苛'1~ 以班.成像光谐技术更是得到了 E施发展，许多罔家都做了大量航空飞归 i式验、方法研究和成用示藏工作 ο 在数据获取、输射Ji!脉、光惜重建、数据处理等技术企圃都有 f 很大的边步，建立了各种数搁处 E盟与识另 IJ模型，形成了包报销射校正、光谱重重量、彼J!j分析、 光谱识别植被生物量寇暨反摘等数据首处理技求方法，问时也发展了一些专用数据盖处理软件或 软件模块，如虽是困地质调查所( USGS) 的 IRIS 数据系统，喷气推进实验擎的 SPAM 光谱分析管 理单统，以且以 USG句制 lPL 为代表，联合澳大利亚科学与联邦工业研究组织 (CSIRO) .在相
关领域所进行的
系列开创性 I 作，发腾了较为典型的成像光谱信息提取软件 TRECORD 。
一些商业倒像性理系统如 ER Mapp衍 .ENV1. 凹:1 等也都开发了商光谱数据专用处理模块;近 年 3卡，各种新现论和新思绪不断被寻|入到成悻光谱濡感居矿数撒处理中， MIA 分析方法强调了 5躲在数据的可视分析思想:证搪推珊及专家系统识别方法进
步强化了钱输和光谱知识在数
据处现中的事与肮附:小波、分缆、神绞网络和井行处王理等技术的l1L用研究也已广泛开展，有力 攒动了数据处琛和识别分类技本的不断发展。 在航天成像商光谱技术方丽. 1999 年荣网友射的 AM
1 ]1.恳 t: 搭就有中等分辨革的商
光谱仪 MODIS 以及反射钢射计 ASTER ，地球观察卫星 EO ... 1 (Earth Ob附vmg … 1 )是费电网 NASA 为接替Land捕。附研制的…新型地球观测卫展，日子如00 年 10 月成功发射 u 我上搞
载附种传感撼。即商级大城成像仪 AU (Advanced Land 1削ge r ) 商光谱成像仪 Hyperion 和大 气校lE仪( Atmosphericωrrcctor)
þ
Hy阳riOfl 具有 220 波段，光谓分辨率先 10 川，空间分辨率
如 30 m ，幅宽 7.5 km ，光谱13:问为 4∞ .2500 run ， 1且适合地质找矿。
楼大利亚 A 民lES 成像光谱仪是针对地质找矿与环峭调查附设计的，空间分辨率直到 m, 64 个披段覆盖 4削 -1100 阳，和 2 胁。~泪。o nm 光谱区间，井选择性地在 l 仪灿 ...2000
nm 7应阎
内设计为大气校正闸的大气探测通道，还设置有地回分辨率 10m 的全色通道。w-计划 2四2 年发射，后因经费的问题，项目巳取消。
10
2
研究现状均是主势
我国从"七五"期间开始成像光哥哥技术的研究 o ;(n国家攻关项目的支持下， 1990 年底上海 技术物理所成功研制了航空成惺jI:;踏仪 MAIS (Modulllte AÎrborne Imagi咱 Spectromet例)。在此
基础上，中图科学院遥感应用削究所、挂在地质矿产部航空物摔遥感中心、核工业地质研究院等 单位均开展了相应的方恰相应闲研究，1、断跟踪凶陈先进事平，在地质找矿、汹气勘查、海岸楷
调查扭扭地生态环境研究、农业伯户等方阁部获得了成功的泊在1 Jjìz ffl 0 小国科学院遥感应用研 究所、北京师范大学、直在武汉测绘科技大学、核工业总公词、测绘科学研究院等单位也开脱了一 些零星的研究]作。"九五"期间，上悔技求物理所在 863 - 308 项目的立持下.卫成功地研制
了"实用型模块化成像光谱仪" OMIS( Operative Modular Imaging Sp时trometer) 和流视场回阵
CCD 施光谱(滋长范阴 415 -880 nm ， 122 波段)成惶仪 PHI (Pushroom H ypers肘。 lral Irr吨凹) ; 中倒科学院民眷光机研究所在 863 -2 项目的支持下，研制成功 ι~ HRIS( Chinø. ~ Higb Re问lu←
tion lmaging Spectromter) 高分辨串成像光谱仪，将我阔成像光谱技术报高到
个新的11<平。原
地质矿产部"九五"鼠~科研攻关项目"成像光谱技术开发服用研究开发了一幌技本方法， 井集成了成像光谱数据处珊分析罩统 rSDAPS ，有力地推动了成像光谱技求的地质服用。井利 用成健光谱技术，在河北张家口试骏院发现井提取趴事处矿化蚀变异常点，级革盘班其中阙掏需 两沟界常点含金 4.9 glt 、银 50 glt 、铅 2.8 glt. 展示出成像商光谱投.>I'<E地质拗进中具有广阔 的服用前景。 目前，以"十丑"的 "863" 计划为依托，利用商光谱 HyM.p( 削ype呻'"恤1 Mapper) 数撩开展
矿物填图示榄应用，发展了以老哥哥光谱特征i茜革为识别规则的成像光i曾矿物填图找来，井开发 r 相应的数据处理与分析软件，已经取得 I 较好的!ii1!f1放果 5 通过机载离光i费应用技准服务系
统研究，开发了基于机毒造成像光i罄。M1S
1 的应用技.>1'服好~统，形成了机就成像光谱数据我
椒、产品管理与分堂的校;在流程和规程，提尚了机辈辈成像光谐数据产品生成、管理与分发的 效率 n
2, 2 2, 2, 1
岩矿光谱学机理研究进展 引霄
众所周知，遥感是指队远距离、高~以 IË外层安间的平台上，利用可见J\';、童工外、擞波等报 制仪器，通过摄影成光学扫描或 CCD 丽阵成悔的方式，对咆磁波的反射R辆射能最进行感脏、 传输和处珉，从而识另 IJ拗而物体的规化做质、形在和撼动状态的现代化技术在统。越感地质学
的原论是建立在物丑理学的电磁辐射与农矿地质体相互作用的饥JlI!基础之上的，果用多按:啦，如 多燎(光 )j菁、王在平台、;!l;时栩、;!l;成像、;li'向极化、;!l;级增强处理，来获取均分析滋感数据就俄 息，这J黯1吉思、包齿地质体事先谐的、'"间的相时间的地学俄息。 施感地质学的主要甚内容之…就是研究分析各然地质体的咆磁输射(包指反射、吸收和发 射}特性且其削战、分析均应烟。开腿此项研究既能为遥感挡哥等地物 f自息识 ~IJ 与挺岛主投.>1' 提供理论基础，卫能为遥感俗J息的分析处理和各个领城的应则分析击是供实际性的指单和方法，
因此它越遥感地质学中不可少的部分。本书只计论地肢体的反射辅射岛谐特性(凶如太阳的
反射电辐射电磁光谐是目前遥感应用泡 E国最广的波段) ，密矿光谱特征与成矿作用、成矿过草草 热浪蚀变、成矿阻挡，以及成矿类型的联系且互相之间的指必将性，当然:ll':分析这些地质体的
光谱特性在一些地质现象、地质过草草中的空间分布和变化规律，果认识这些地质作用与过樵对
11
成埠克懵蛊矿识刑方法技术研究和部响国章分析
成矿过程中成矿物质来瘾的影响。本仪如此，巡回I 以通过盟主搬入地分析地质体的先谐特性，然 奇其他地质资料辈分析报断成矿作用过程中热液蚀变温殷类嫂，有利于地质学家更好均去分 析研究成矿区的成矿脱凶，问时也为遥感地质学中矿产资源勘查挺供一种新的技*方法。 研究地肢体的光满特征最具实际盘义的
饭盒者利非蚀受挫的光满
是从其光潜斗争征幽线 (0.4ω2.5μm) 上能够
清楚地识JjIJ 出成矿区内的蚀'Jt岩石和非蚀变 岩石(如圈岩).如因 2-2-1 所乐。在这两
非蚀变"长椅
条曲线上，我们能够很清楚看到有一曲线在 1. 40 阳1).90 J.l.m 和 2.20 协m 的附近有非常
由萨飞幡如崎岖
清麓的吸收峰，正是这些是眼收峙的存在指示 着这种岩石中古有成矿热液蚀变矿物(如燥 泥有) ，为蚀变岩石，说明岩石的成形过辍中 伴随有热液蚀棠，预示曾成旷的可能傲。而
到暖掷石化郁Jt椅
没有这些是光谱特快的辛苦布为非蚀变岩，哥哥么
为网衍，要么为岩体。在矿产资源勘查中，有 时为了找矿.要专门采集太贵的样品进行指 矿盛寇、化学分析和其他矿分析 :Jj端，干 Jn牙 10∞
5∞
15∞
2仪~
2刷
彼低 1=
忡地王子找蚀盒带，因为它指示辛苦成矿的可能 性，缩小成矿靶区，有利于成功地号子找矿化 点。
回2
-2-1
绿面有化和褐铁矿化蛐班辉民指与
非饿提炼长糖的光带特性曲线
由于蚀变绪和非蚀变辛苦闷种岩石的组成 旷物成分不 l司(一个古蚀变矿物，另一个平肯
蚀受矿物) ，凶而它们的反射光谱在某些波段上具有特征，姻 l 咽 μm 、1. 90 阳和 2.20μ桐，
于是就可以利用这些被 þ(;1fi自上的特征谱(或反射事值)对它们进行分类和识别，问时还可以 分析引起这些特征谱变化的物质成分、结构状态等网章。因此，光谱分析方法也是研究地质学 中岩石、矿物的结构、化学成分的理论方法，为地质工作者对岩矿的认识扬声在了思路，距离利于 研究岩矿的物E盟、化学憔质。
由上述可见，岩矿的光谱特性分析研究不仅为遥感地质学的正理论燕础研究，同时为溺感信 息处赖分析且应用研究提供指导，而且也可为地质学中岩石、矿物研究提供…种很有价僚的 方法。
2.2.2 2.2.2.1
遁罐揩矿光谱研究的现状和发展趋捣 选感光烯研究的现状
遥感瑞矿光谐是遥感地质的基础剿究工作之一，它在空间传感器的设计、最佳遥感波段的 逃择、卫垦遥础数据的大气校正、凶像数字处理 :Jj 讼的选择、事数的确定以且应用解详标志的 确定等方回具有极其童基害的靠义，因此，因内外一些遥感研究部门对遥感岩旷光谐的研究，包 销光谐的测试、数据分析处理制应用工作十分重视。
羹阁、自1 苏联等E国家，从 20 世纪 60 年代到 70 年代主要在实验室制野外对岩矿和其他地
物的光憎特性进行测试制分析，如对岩石、矿物、土楼、成体、农作物、森林、草地，积罩了大量有 价值的光琦L信息，为 80 年代航!i!呈耳光谱、航天遥感 (MSS 、 TM) 技术的发展和应用打下了事础。
12
2
研究观战与地骨
随着越感技革的发展相应用领城的扩展，对错矿J\:;憾的研究不仅摆对岩旷光谐进行测试、分
析，而且淫理对其就行数据分析处现以及成用方放研究 ， TJ挂在 80 年代，遥感指矿光菌研究非 常滔跃，形成 r …个热点，北岛是因内在 80 年代初期更品如此。在这叫时期，主婆时遥感地物 披段砌的光自身被据作一些统计盘HII!分析，如:均值、中值、方主是 (t草根Jj辈在) ， T 检验、被枪验相游
椒榆革命，阴阳分析、聚数分析乒l 如l分析、主成分以及附于外树(!tlm 仁等， 1986 )等等。涵过这
些分析处理，一万两直接应用分析地物(如若矿)的物现化学性质，另一 1ï淄 11航夭遥感数据 MSS 和 TM 对应分析，指导其图像处理，进行此懵选择以且应朋解烽标志的建立。在 80 年代
滔剿，科学技准监展日新月异，航空、航犬遥感技*'监腿也非常迅速，出现了航啥的成像光谱投
求，这…新技堆的盘腿，使傅遥感技*'从撒班级 (μ，rn) 走向纳来级( nm)" 遥感传感器的光谱 分辨事提高了数十倍，甚里数百倍。野外遥感岩旷光谱仪从被段型(低分辨半)发艇成连续的
高分辨率光谱仪。由于成像光谱技术具有光谱阁像告之为一的特性，在航空、航天遥感成像
光谱数据的分析处现和应用时，对岩矿光谐的研究就显得尤其重要，于是在这一时期岩矿光谱 的分析测试以及光谱数据处珊分析中，其特征的量化辑示与提取的方法研究形成了光谱分析
的热点。光谱特征{亩且处理、撞在1t表示和提取的主要按*'方法有‘波形分析、光谱分析、外壳]j" 数分析、编码分析(坡向编码、特低编码等)以及数揣库技术。如果说 80 年代中期是成像光谱
技术萌芽阶段，后期是发展阶段的话.那么， 20 般妃 90 年代成像光谱技术的发展与liY.用就接 读感技01<发展的标志做阶段。在这一阶段，与之相庶的混感光谱研究也是迫切需票的，除了上 滤提到的方法技术之外，光谱特征分析(如特 ût 溺形成机现) ，特低谐的摄取、分析技术、与成
像党谱功成分析技术以及光谱数据库分析技术则是先谱分忻研究的重点，同时也代表着这句 领域的研究方向。
网内的越感研究想费比较晚，在 20 嗷纪 70 年代脑期才开始。从这一段学巧时期到 80 年 代初期.阙内的一些要满感研究部门，一 1ï 削开始进行农矿光谐测试，另一方丽开艘 MSS 数据分 析处理均成则。在这…ω 阶段，国内遥感技术发展迅猛。到U 80 年代中、Fc期，滋感省矿光谱研究
显得后~不足，处于肃音矗阶段.主要进行一些对应 TM 放段的光懵翻倒，以且与之对应的数掘 统计分析.辈指导 TM 因像处理与应用。
改革开般以来，因际技术交流在我随盘腿很快，遥感新技01<一一成惶光谱挫求，于 90 年代 初期在我凶就开始监腾起靠了。上海投准物理研究所研制的 79 通道成像光谱仪 (A且) ，谱笃 T 我因遥感技堆的新篇章，相继的些研制机构开赚了成像光谱技术，如中国科学院遥感IíY:IIl 研究所、上海技术物理研究所等。与之相应的光谱特征研究业法校本就成为了这一时期的成
像光谱技术研究的热点之一。相应的分析 1ï法技准，嘉本与圈外水平相当。主毛主要技术仍然 是开监遥感光憎特征数据库，成像光谱图像与光谱对应分析处理;市法、特征谱的提取与识别的 方法。
从 20 做纪 60 年代以来，随着网内外遥感技术的发展，遥感岩矿光谱特性研究的发展与现 状如牵 2 -2-1 所示。从该表中，我们可以看出，国际上最捕者矿光谱研究主要可以分为万个 阶段。第
阶段 (60-70 年代) ，主票最岩矿光谱现状特性测试分析期;第二阶段 (80 年代)，
主要是光谱特性数据分析期;第二阶段(四年代) ，主要是成像光谱分析期 ω
2.2.2.2
遥感光谱的应用范罔
由于光满是地球世斟上各种物质的电磁光语反射、辐射(监射)、散射及逃射的特性所形
成的，因此攒及到从紫外到微波波长范圈内各种地物的光谱特性研究与应用。在卒书中，我们 只讨论岩旷的反射光谱特性的应用研究泡阁。
13
成 4靠允谱'11矿识.ljIJ;矿法找点研究和 13 响凶章命析 理怪 2 -，寸 时代
光潜研究
(20 时制)
•••
早期
60 年
中期
代 后翔 早期
70
者矿3也饿研究提展与现状 遥感技术
晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶
案内测试!固体!液体和气体
+晶..
航空搬i!i技术
仪器为分光觉噬计
室内览馆测试硝体液体、气栋
航空银影技术
仪§曾为分光光麽 lt 盟在内另外 1t僻测试(阙体 J
航鸣河摄影技术
仪梯为分光光度计 室内野外光谱测泯叮特性分析(肉体)
航空、航天摞影可测最技术
仪锦为分光光度计 '梅内
中期
年
代 扁栩 早期
80
中朔
年
代 日期
当在肉、野外满目昏测低 1 特恢分听(各种地物 j
航"l!航沃极影测量技水，气象1lI昆等移卫星
仪者曾为分成)优质计
技术
案内、理牙外光谱测试?待性分析(地物)
航夜摄影与现j 囊技术，气象军事Jl黑技术!资
仪器为分光光度计和波段型的稿射计
8慰遥感卫袅的出现汁算机倒像处理
室内、野外觉踏测试将俭分析，计算机敏据处JIf. (绘图)
航空航天领影与测量技术 1 气象军事卫星
仪都为 70 付代末期制璋的， 4 !度段
AMSS 川黯传感摒技求且!i\:JfJ
室内先僧测试，特性分析.'<观计算机敏街处螺(统计分析被
航空极影与扫描彼求，气象霉事卫自在!隙赂、 ATM
自提选怦) ， t明曾以光麽汁和对hIl""被殿的辐射汁为支
唰传才感器伐术，做筋处到目方法与盹用研究
室内外先僧测试，特性分衔，实现计算机管舰敖翻， IU院
除上海之外航空成像光语技术及徽被技术的
陈)，特候'世化及提取，仪撞得为高分拂郁的光谱仪及分光光!发熊
度计 山晶晶晶晶
原则
90
高光滑野外测试 4 特传分析，敬据库技术以及高光谱数据 处理与成像 ft馆剿销合
成像 1t谐技术方撩开发研究 凹←
中期
年 代
后去期 」…
向光满野外测试!特性分析敖据库分衍你何分布好处理，
J!!逃
实现光懈可阁像处观食…为的处螺纷析
方法研究
向光谱宠内外测试，特征形成机蝶，实现东内外光谐与成
成佛光谱实现如天化以及敏榻处珊与成用方法
像光溜的各种应用分析方法相结合
研究实现工程化
2.2.2.2.1
w研究成像光谱技术方法以及开始应用
地质学中的成阴昕究
我们赖以生存的地球其袭层绝大部分是由者币、矿物组成的。地质学中最为重攘的研究
课随之一就是岩百、矿物的形成以且其物理、化学特性研究。由于岩宿、矿物的反射光锵是黯 石、矿物的翻成成分、结构构造的
种表现形式志
，在指示着岩石、矿物成分以政精品的结构
构造。因此，通过其光谱特性分析来研究岩石峪矿物的各种物烈、化学特惊，可以为精矿的葱础 磁论研究提供…种新的方法技术。
地质学中除研究岩石、矿物、地质构放、地质演变l'Í穗之外，另一蓝项目的就愚找旷拗菇。 找矿勘班是为了寻找朋体金属矿、石油与天然气以及稀有金属矿碍碍。从光谱非非枝上分析农
明，如果该粉矿光i雷特!ìEI立于矿化蚀变波段1t:置上，如1.4û μm ，1. 90 阳， 2 ， 20 川， 2 ， 35 阳 等，那么我们就推断眩辛苦矿处于成矿有利的蚀费带上，或称该袋矿如饿变革苦。找旷的叫个重要
标志线索之一，就经寻找蚀变辛苦，有利于缩 '1 找矿在E网(靶阪)
0
J!!~善人的研究雀明:蚀变带上
指矿光僧特征恼息还可以指放该蚀J佳榕在热液蚀变形成过程中温度的情况。不问溢腔的热鞭 蚀变类型，可形成不网成凶樊割的旷邸，而不闷的热液蚀堂挫，有不闷的光谱特征。因此，蚀变
'市资矿血谱特征恼息是车子找旷库的高利指治信息。
2.2.2 , 2.2
其他锁域中的 Jj)z ffl
岩矿光谱研究在地质找矿勘探上应用比较广泛，它对遥感新传感器的被段研制与选择，遥 感图像处琐的方法技术，遥感的各个成用领域的解释提供现论指导，以及对航穷、航天遥感数
14
Z
研究现状勾越骨
据雄行事~)Ë o 除此zj" 光憾 iïJ 赢接 mz用于事林资源的位势评估、病虫害调菇，农作物(如非
稀、小~以及经济作物甘甜n 的长势分析和伪产，辙被冠æ覆盖串的计算，以及通过光谱特征 分析直拨研究物质的性质及其变界状况，例如 1 研究分析肌肉、肿棚、物品的瑕疵和伪辑物的光 懵特性，以便达到识别这些是物质的真伪情况，从附览有利于了解其物悦。在原学上，通过对大 量正常与异常细胞组织进行可见克、远红外以及短波红外光谱测试分析，提取各自的党西哥特 征，然1茵通过待识别的组织细胞道行光惜测 i式分析，通过把宜与已有的火盘正常的均界常的
(含良好的、iI!i性的)进行对比分析，来确定悴识别的组织类型。在军事伪装上，人工制作伪绿 色，事先我们知道绿色植物给色的光谱特证，对待测的伪装色进行光踏测试，以栓测其特征谐 与1奇模仿的绿色植物光谱栩差多少，经过多次制作、多次光谱测试对比分析，果逐步使其与待
模仿的棉被光谱特征柑
致，以制作高质盘的价伪装。
总之，岩矿光谱研究表明，它在岩性的物化性和岩性的确定、蚀变带制剧和矿化地段幽定 等地质戚朋方闹，在土壤类型划分、土地利用调查和农作物估产等农业应用 1'I阂，在森林类型 识别和制阁、森林病富的陈测和植冠犀覆盖率的 lt算以及其XJ(向反射特惊等林业应用方商都
具有特赚的意义。归纳起来，主要表现为研究者矿光谱特性与影像密度之间的对应关系，建立
illl感朗悔的目视解译标志;研究穷间荒草感罔像中一段"影像异常"的反射光谱特征，探讨其成
像机坝，促进对激感揍础瑕论的研究，建立混感信息库和岩矿光谱库，将朗像解译从定做分析 发展为定最分析和自动识别，根据光谱特征，有目的地选择最满用的数字阁像处现方法和费 数，从而减少计算机处顾中的商时做.报商处现壤度和然济效援。
2.2.2.3
遥感光谱研究的皮展波在势
草堂矿光谱研究从航空擞影时代，到现在的成像光谱与微波时代，已经走过了半个世纪。在 这半个世纪中，岩矿光谱特征的研究无论是对航空擞影技堆，还是对遥感技准以及其也相关领 域都发挥了极其重要的作用.问时对其自身的发烧也起了促进作用，使其lI!具生命力，有1!广 阔的陈周前景。在可见觉、近红外到矩披红外波忙上，岩旷光谱研究的牵来主要集中在 F 闹几 个 1'I 币i] : (1)对具有代表性光谐特征的岩石、矿物、土壤等地物，建立光谱数据库。
(2) 分析案内外岩矿表层不同涂层和粒度等因素对光谱的影响放成以及野排藐取光滑的 方向憔效脱。
(3 )分析井现解旬括元素替代(置换)、晶体结构、晶格畸变等在内的化学变化对其先谐的 效眠。
(4 )自然界嫩物('È票最带有)光谱特傲的确定，包指岩石中矿物?昂贵模珊的建立，以便使 从成像光谱数据中提取矿物的相对含量(丰!l1)的精II得到报商。
(5 )确定地物的反射、散射和透射光谱之间的相关性。 (6) 且非替特征的援化表示及其提取方法技术的完静和发展。
2.2.3
岩旷光i曾特征形成机理
组成我们地球辛苦布圆的主些物质是指石、矿物。当然在地球进削有四分之二三的海在，阳分 之…的陪她，陆地雀画是土壤‘森林、榄被、淡*'和裸直在的密西、砸、物口革封石是矿物的巢合体，我 们研究岩石的光普雷特性，首光要研究矿物的光谐特性。旷物是自然界出现的无机物，它是由阳
离子和阴离子组成的化合物。一些F电子王可能以主塑成分、次塑成分成吉敝盘组成成分出现ω 电磁波作用在岩矿在副除了反射辐射形成&射光谱之外，还在某些彼伏上形成吸收光谱，
15
dL悻克精蜡矿识别方法4在水研究和部响因素分析
威者是 i!: 射等现象。不网被*1:形成的反射、还吸收和透射，其产生的原因是不相同的。因 2 2 … 2 是物质的反射、辐射被殴 1:J't谱成因的类组变化 ο l'j太阳光，戎相当的光被韬射照肘在精函、矿物进削时，由于光彼具有粒子特性，光放粒子
均辛苦矿物质巾胆子、分子直相作用(Jll(.称如碰撞作附:弹性或非弹性碰撞)后，某些具有选样作 附的物质服于、分子中的电子获得能量在可见光、近红外波长 (0 ， 40-1 朋 μm) 上产生电子能 级跃迁，形成特优谱带，在烧彼红外上( 1 佣阳 2 ， 50 协rn) ;草些具有选律作用的陈子或分子中的 电台精合级性就要'!I.生变化，导数服于或分子产生振动附形成特征谱带。在可见光、近红外
( VNIR) 上，电子能级跃迂过程的主要类骂自有晶体效应、电荷转移、导带跃母和色 'Ö 。在短红外 披上 (SWlR) ，应在于、分子的振动提到主要表现在事谐振动、俯频和青频振动以及转动振动。
者矿的反射辐射光懵行为不仅取决于光源能量强度、去矿表两几何状况、敝庶以及传感楞的观 察方向与响底特性(信噪比等) ，而且更主要地是取诀于被照的岩矿物质的原子数量、撼力、原 子分布的几刷特征(分于与品体结构)及其所形成的品体场、电力杨 J磁力场特傲，以及物质所
具有的各种光学、咆学、磁带性质。但归结极辈，任何费矿的反射翰射光憎特征的成因不外是 夜排罪电磁低能撤辐射照射1'.其在附与电磁被发生相 J!L作用，受外来电磁波能量的徽监而引 起 Ä 内部的电子版Jf过程，或分子报功过程。
2, 2, 3, 1
能级跃迁的基本是型
在某一时可榄周内，任何物质的能最状态都是其领戚戚分状态和其相对攸置的雨数 b 在 原子、分子革统中，总的能最可以表达成下 JII 阴种不同能量状态类到的属和，即 ， E峪农 E州+ E制 +E制 +E也叫程。从…种能级状态跃迁到另…种能级状郁，不网的状态类型所榕骋的能 量是不网的，因此，不同樊却能量跃迁在:I't糟的不同部位会出现不闷的光谱特征(如图 2 … 2 2 所JJ<) ,
主主半功能盘没有~量化，这里找们将平带血。分子作为一个整体在空间转动的转动能盘 是功态的，并因为主主凶体的物理特性，也不予以分析。#最边能盘攒2走到E衷于或分子在其固定的 位置上相对其他彼此相对搅动，这样的能级变化常常监生在光谐的中红外(成热红外)和规波 反JII辅射(北阳光}
• 鹅钮，非辐射
也量低
'"m
o4() 0,70
00l 1!m
1 ∞阳
' ,rn
35μm
中虹外 i
址缸外1臣
舰被"帅
+
I
lmm
远缸外
核能
•
咆于挝稳
倍颇和合锁'段动
'
‘英
迂 i
也晤端和精确 '如
圈2
16
-2 …2
旦射、辐射幢段上能级变化的主题黯
旋转
徽波
2
研究现执与越骨
直I夕}泡ll!I内。
短披红外( SWlR)上的光满特征是由振动能级变化的然锁鞠含糊躁动产生的。电于能锻 状态均掬成电子周围的陈子核威者价健位置有关。因此，咆子能娥的变化通常需要更大的能
髓，一般在 μ20 .V(O. 35 -1. 0 川) ，这些变化制它们所具有躁动能级的变化的合撇撇动者在 是由可见光、近红外、紫抖线的光子和 X 射线与物质中原子、分子碰撞所产生的。 y 射线的光 乎是与 B衷于核中的跃迁(即核辐射)有关茧的。在 SWIR 上，陈子、分子的振功能级之间的问隔
( IIE) 一般都太太小于电子的以迁能缝间隔，在 0.05 阳1. 0 eV 之间，问其转动的能级问隔所需 的能景就更少，一般都小子 0.05 eV~ 因此.我们常常从紫外、可见光、近红外、短波在I 外以及
中红外到远在L外彼长上，可见到岩矿剧定物质的光谱吸收谱带的宽度和#程度遂渐变，售和变 浅U 岩矿物质中原子、分子的电子是否发生能级跃迁及其振动、根据分子轨道甥论和量子力学 现论.这唤跃迁或其振动最激循一定的规律的，即称为选像。这就最两个能级间能级的问隔，
或偶级的改变必然小等于零能J点白网此，产生电子过和必须满足 /j, E :;: E) 叩 El :: hv
(2
2
1)
才能产生时@.波长在E 围上的吸收谱啼，否则不产生。原子、分子掀动恼频糊合颇t且必凋满足方 辍式 E银= IIE
=h
",
(n + 112) 斗 hcvx(n + U2)2 +...
(2-2
虫)
才能产生 SWIR 彼恒的吸收谱帘。这 IIE 为能级问脱(或能级要在) ， h 为普朗克常数 ， V 为产生 粉1ìE睹的波数(其倒数为被任) ， n 为报割J篮子数。
2.2. 3. 2
电子过税
对于预感粉矿光锵，在可见光、iIÍ红外波长珉周内，产生吸收特征峙的电子过瘾革要有两 种热琐的跃汤:第…种，盘属组成的阳离子和杂质阳离子的咆于能级之间的跃迁;然二种， fà 于
自闹离子能貌与晶体场成配位场互相作用，使自由离子的能级发性变硝厨的能极之间的跃迁。 这种电子过辍主耍体现在晶体场、电荷转移和导带效 rtl上.对其严般的特征谐必琐事从分子的
量化轨道理论、晶体场理论以及能带理论上加以认识。 2.2ω3.2.1
晶体场效应
在晶体结构巾，阳离子用圆的国已位体与阳离子成配位关单的阴离子或负饭朝向中心阳离 子的偶级分子所形成的一个静电势场称如晶体场。晶体场理论认为，由于过Ill:胆子电子底结
构具高 d( 或ρ 亚层，只部分地为电子所填充，在一个孤立的过l!f(盘腾离子中，其五个 d 轨道的 能簸相问(五建简井) ，电子处于任一轨道的儿写在相等，依洪德定律，电子占攒尽可能多的轨 i草，且其自旋方向相问。当其进入晶体场时，景静电的影响，五个能囊相同(五章简并)的 d 轨
道围绕能级童心发生分裂，而产生晶体场效肢，这
放$.使得物质中居在于的电子选择吸收了人
射光的能景，其反财光谱出现了反射将(吸收晦)的光满特征。 对于划破盘属离子(如 F. 、 N; 、"、"、 Mn 等) ，其轨激网统能级发生分裂的方式和辍肢， 取快于配位体的种樊和配位$-丽体的形状。在八丽体配攸中，由于1在Ii个 d 轨道都受到配位
体负电椅的排斥，属于 tk 您的两个轨i蓝白"和Id. 的轨滋瓣是指向配佼体的，而属于 d 姐的 三个轨道 d啡、比和 ι 的轨道瓣是指向配位体之间的，则此前者电子排斥的穗度重哥厉嘴 a些， 相时 ι 轨道削宵 ， d ， 轨道的能量增高了。 d， 与 d， 轨道的能盘阅距称为晶体场分裂。能级分 裂遵循童心规则，即如果以辈分裂时 d 轨道的能量为埠，则分裂腾 4E
(d ,)
+6E(d.) 巳 0 ，所以
17
成悻也蜡黯矿识那i 方法 lt才、研克和帮响网 1世分布r
E(d ,) =31划。 ， E(d，) 丽 2/5句，也就jj!，说 d， 的轨道中锵…个电了使过睡~脱离子的稳定性能 降低了品，而相反 d， 轨道中在哥叫个电子使其离子的稳定性增大 2/5 .1，)， 盈负相抵梢，所僻的净 稳寇能称为品体场稳定能 (crYlltal field stabili础li恻 ene耶)。…}j圆幽于电子堕占据Y单可能多 的轨道，另…叫:市丽晶体场分裂被应使电子倾向占据首能量最低的轨道，于是与李放过拨盘闹离子在
剿、强晶体场中分别具有商、低自 1佳状态附种电子机型。在强晶体场中，具有低自旋的 J 轨道 离子(如 Cr，lt ， Fe 3 + 、 ve~ 和 Co 1 + )在八 uií体配位中获得较大晶体场稳定能，官们将强烈地倾向 逃摔八简体配位。 在四凶体商己位中，由于自己位体位于相闷的立货体的 tm 点扛，这种自己佼没有时称中心，因此
其自己位体中 ， d 组轨道的电子被配位体排斥的程度比 d， 锐的I育事
些。这样其能级分裂与人
在首体恰好相反.且其分裂能最问距亦较人尚自己佼体小。
由于位于八简体中 6 次配佼的过镀金属元章离于是最稳定的，因此它可以帮助我们推测 过渡盘闹离子在晶体结构中的择伎情况。如果夜结晶过程中，有几个攸景都放于一个离子的 进入，那么，它将进入赋予它最大咆于隐定性的伎重史上击，这可能导致晶体结构中阳离子的有 序化。
总点，在不同的品体场中，栩网离子的能级可以 f基本同的，这简单地叫做晶体场作用(成 效底)。像阳、 C ，、 Cu 、 Co 、 Me 等这些提元素的电于跃迂情况，官们的 3d 轨道层的眠于主要地决
定能缀，这些电子不被外!il轨激所廓蔽.因此，它们的能锁太太地受晶体场外部的黠呐，咆予以 新的能最值出现在晶体场中。这就是晶体场效应。阴此，在这样的情况下，新的能雄之间的跃 Jf和官们的吸收光谱1'E~定程度上空整幽离子(如 Fe' 申 Of Fe 3 牛)的化合价自己位数位置的对 称性、掬成障， 1立基的主睡l!M(如金属 -OH) 以且晶格崎变的程度所决定。位于平闷晶体场位置 中的jJ[恢 (Fc
h
) 离子具有l'问波怯上的吸收谱带(如阁 2 … 2 … 3 所泌) ，这也指示着光憎数搪
可能被)Il束依次推断晶体场和物质的太多数的组成成分。
在些情况下，晶体场对光谱特征的影响作用问能不是重要的。瞥如，在咱些稀土金腾隙 予中，它们幸被填充的是夕层电子，它们可以很好地胖蔽外界影响，表现出没有任何灌义的晶 体场效应。
2.2.3.2.2
电荷转移效应
在些岩矿物质中，由于人射能最可能被吸收，提高了电于的能缀，结果电子在相邻离子
之间移动，然后井没有完全变成游离的电子.这就是电椅转移。最典珊的特征谱是由 Fe...-O 产生的，在岩矿中，它是极为普斓的级成成分。王军电荷转移严般的谱:t哥哥饺于紫外光上，井且
向可见光被围内延伸。 Fe~O 常常吸收较短波仕的能囊，导致其反射率由钱向蓝波波拉方向 急剧下降，形成陡峭的斜坡(如网 2 … 2-4(0) 所示 )α 这梯，穿军化铁在可见光上费现出红色。
电葡转换的其他例子最饥梆铀矿中的双氧偏离子 (UO;') ，它在小于 0.5μn 波长范围内吸收 余部能景，绒果导致矿物成黄颜色。
2.2.3.2.3
导带跃迂吸收放 lJiL
在…些像硫化物的非军事体物质巾，几乎大于某一阀值能篮的所有光子都能被吸收，以击是询 电子的能盘.产生辱带能辙，从闹革提现出其反射光馆为盘剧下降的边缘放 lJiL结果(如图 2 … 2
4 (b) 所示}。通常情况下允许电子你在的能锐(带)再附种·具有较商能量、未被电子占据的 能带称为导啼，进入尊带的电子具有且够高的能量，由于主主动能大于势能，故问脱离离子的束 缚，在占百格中自由运动，为整个晶体中所有挂在于共有，这些电子被称之为"自由电子"。在较低
能盘眩，被电子所占据的能带称为价稽。由于价带中电子的势能大于功能，阴此其被束缚在特
18
2
研究吼状均是是静
舍 Cu" 、 Fe"、N>'离子的光谱
具晶体销钳矿物阶光谱
'警告在矿
i~学石
砂纯石
好V 飞凰四"伽阳刚问
ZMW愉 V时
紫苏梅有 微然有
能孔省二百
￡每位百
候佣摘而
10
0多
多
20
25
0.5
波长 I，m
I0
15
2.0
2~5
放长机m
因2币2 ~
3
晶体场效应
(暴器川唰创 d ， 19ω)
然矿物样品的辰射光憾陶钱咐，橡往有中二工价铁离予优于锻八面体六次自己位体创Þ ， Fe 1 • 她在八固体八次 配位体中!夜十字否巾， Fe2· 处在阴倒体，'"配位体巾，在自刷上 F~' 的问段收攒带有情娃的指示
定的商于键 t 。所谓辱带跃边是指一类通政吸收眠磁波能盘，咆子从价带已填满的能级 r~J ~争
中骨的烹隙跃ib 另一类是樵同~能梢内不同状元峰之间的跃迁。 在周期品格巾，电子的í?能盘取快于其在品格中的位置，在大配位范围内的远程相互作 用，势场变为周期性的品格势命由于周期势的存在直接影响浏电子连续能量变化的制约，以显 形成…些特定能撤区，而电子平可能取锵该区的能盘值，这种能量[[称如然精，或禁隙，电子的 运功被限制在禁隙分开的一些倒您能带中。根据鳞带的宽JlU巴固体物质分为二三类第一类是
禁带宽度大于 3 eV 的物质，称为非盘阀，在可见光范围内透明，为绝缘体，第二类是紫千背宽度 大于 0， 5 的!(一般在 0.5 町 3 eV 之间)的物质，称知半导体，它们的吸收限在红外或可见 J't或
近紫外眩，共价键的键组决定它们是透明，或者卫在透明，或具有某种颜色，其吸收边的锐度是物 质纯度和结晶度的函数。因此在校状矿物中，由于颗粒的边界、品格的缺陷、周期费羡以及杂
质成分等因章，使得其吸收边的斜度比在纯单晶矿物光谱中见到的事大，第三类是禁带极堪， 或者根本无禁带的物质称均金属，其导带与价带重叠，不透明，具有金属键 G
2.2.3.2 , 4
色心
只平可具有完3慧的周期势场的完静晶体在受辐射照射时才不产生班立性的放底，自可为一日"
19
成悻也借 11 矿识如l 方法技术研究和帮响附章分析
含 Fe 离子仰矿物先1糟
舍硫化稽的矿物光谱
*砂 份铁矿
些
V
! r ，---一脚 ι~ … rl
户施'、先、
L.. "
0.5
'" 1. 0
L5
,
， ~L_-，
20
μ
25
0.5
1.0
1.5
披长很m
被快加n
飞'1
(bl
固 2..2..4
20
2.5
电子过程产生吸收特征峰搅隘的典型承例
(，)黄曲仰铁矶、赤铁矿和针铁矿刷出于咆俯转移效应，其反射嘟向紫外先篮彼方向忽战11'降的特征幡酶，问时 也町观察到在队 87.... 处 Fß J + 离子赋'守缸锵在三种佯品响都有明显的显泊 (S~gaI俨Jt
aL .1983) t(bl 娜 满布峪辰砂初'但横等矿物的反射特征惜阁，这阴种矿物$11示~忽剧的~收边橡徽邸 (Hunt ， 1980)
将翻射源罪事去，受撒:!t电子就立即返回到由于1':们离开而产您的带 1E 咆的空穴。 f!H盖.在实际
昂体中 .1且 ff砸晶格缺白白，它们扰乱了附期性;这些缺陷产生分离的能级，受微发咆子能落人这 些能锁中。这样的电子被监缚在腆陷处。缺陷的种数很多，敢常见的晶 F 色心，对其研究也
广泛(Przibaum.1956 ; Fowler ， 1968) 。具有色。的是去矿物质种提有限，主要为卤化物。在问且 光区所显泌的光陪伴征并职能用它们的化学特性成存在的杂质来解释，它们是由色心电子现
盘引起的，瞥如图 2 … 2 -5 显添了不问颜色的1Il1'i光谐(就是灾然晶体中包心的光谱特征)。
2.2.3.2.5
跃迁盘腿5G章中的电子跃迁
在跃迁盘腾 JG囊中，电子转移过程频繁地出现，极普通的离于是铁离子 v 三价铁离子在 0.87μm 鞠 0.35μn 附近出现显著的吸收峰特征 .IX级光谱特征在 0.5 i=附近 ffl 润。二二价 铁离子的特佳谱出现晓1. 0 阳，1. 8-2.0 i=和 0.55 -0.57 tJ..m 位景上 p 其他有特征谱的元
章是如，出现在 0.8 阳附近 2 阳在1. 25 阳和 0.4 川附近 jCr 夜 Q.55 阳，0.4:当川和 0.35 μm 附近有特征谐。
2.2.3.3
振动过粮
任何…个幽 N 个粒子组成的原子或分子或违章回(称为强统)有 3N -6 个振动方式(简正模 式和基本模式)。振袖的敷目和 M式以且允许的能级值取决于基削的结构原子的数目、种樊、 空间几何排布以及它们之间主窗台力的大小。每一种搅动有一?与它相关的盘于数均鞠…↑ 简正频串 V， Ó 第 s 个搬动通常借助于所涉且的主运动来描述。如，J!(分子仪有 3 个简正擞泊对
称的 OH 伸缩搅动(幕'1) ， HOH 弯曲搬油(.， )和非对称的 OH 伸缩搅动(.，)， ~一个基本模式
20
2
研究现状与越骨
被两个或两个以上的篮子(明antum of
含锺石矿物的先淄
energy )所激发，就会产生俯频( ov'创tone) ，其 懒惰位最重较葱频的附俯就越数俯(即 2. ，、
3 的、仲 l 嘻)处理E附近。当两个成阀个以上的
货包货石
不同幕棚或倍频搬动控生时‘在所西I 基赖均 倍细之和附近，就出理含糊憎带( comhíned
frequence)
"#.
<)
地球上绝大型数物质，尤其是告石、矿高 鲸鱼鸳斗目
物，其服于分子的搅动过程出现住烧披红外 E (SWlR)和中红外(咀的披段上。这些振动过
程是分子或囊团的弯曲和伸展搅动的结果。
蓝像蒙石 、、r-吨}
振动产生的光谐特征能够因为基谐振动、倍 频振动制告费西振动而被[[分开来 c 巍谐振动
出现在中在I件( >3.5μ叫，而借顿和告频振
动出现在短波红外( SWIR) 上。由于振动过
无忽葡萄
穆，Ill现振动光谱特征的熏要矿物额3院最磁
酸敖、磺酸饿、氮氧化物、硫西藏盐金属、硫化
10
05
位置，由于 3毒品体场效 E宜，可能金发生器事移。
2.0
2.'
艘伏 /μm
物、硝醺等。这模陶普通的阴雨于成分舰成 的许$精矿物质中的特líE懵蜡僚的精确波任
"
围2
-2-5
不问圃色曹l'ì的光谱待配曲线
因此，这一段彼段位泡阁上的光谱特征是由阴离于的物质成分和晶体晶格结掏两者决定的。
SWlR 是太阳反射辐射电磁波的一部分(如阻 2 ~2-2 所成).现将→些重要的阴离子的 光谱悴征慨括如下。
2.2.33.1
短基 (ωOH)
短基(峙。 H) 离子普遍将在于粘土物质中，其基谐攒动特征谱出现在 2.74 -2.77 阳波
段，其精确位置可能由于晶体场效应阳发生变化，在1. 44 阳附近是
个倩旗振动谐。在
?.. 77 川附近的基谐振动谱和在1. 44 间的倍频谐二者之间都7f.相干涉成在在分子中所观事 到的类似特征谱。然而，当
OH 离于出现在与铝、钱相结骨的署在网中(如， AI~OH 和 Mg 响
。H) 时，在粘士和水告磁酸盐中很普遍发生，几个尖锐的吸收蜡出现在 2.10 -2.40μm 的波~ 范围上(如阴 2 ~2-5 所示)。 A]-
OH ~在朗典琐的振动谱带出现在 2. 165 - 2. 215 jIJ1l之间(网 2
2-6(.)) ，两侧场发
育→按次→级的吸收谓带，与 CÈ要谐带构成"二三7t谱娘构"。如:明矶码的吸收哥哥带位于 2. 165 附和 2.325 机m ，埃梅有的吸收懒带为 2.165 阳和 2.205 阳"伊利右的吸收谐带血 2.215 阴阳和 2.355 v，.mj 高峙百的吸收谱带为 2.165 仰和 2 却5 川;紫脱石的吸收懵带为 2.205
阳和 2.215 酬，自如何的吸收谱带较 2. 192 - 2.225 阳之间糊 2.355μm ，叶蜡石的吸收谱 带位于 2.165μ阳和 2.315 川问尊贵脱沥的吸收谱带位于 2.195μm 铿虫草泥苟的!ll!收蹭带位于
2.
155μn 、 2.225μm 和 2.3臼 μ.m处 b
Mg
OH~盖团的典型报功滋段在 2.30μm 附近 o到 2 … 2 -6(b)) 。谱带的彼t是位置量随带
具体矿物的不搁榕在一定幸在异阳起石的强吸收带位于 2白 315 阻，腾云母的强lI!t收带位于 2 自 335μrn 冰倏石的强吸收带位于 2.315 阻，叶蛇纹石的强收收带f由于 2.3却阳，纤蛇纹而
21
成t阜此谱茸矿识别方法拉点耐克和部响闺啻分材 的强吸收带位于 2.325μ川，领息有的强吸收带似于 2.305μm ，键蛇纹石的强吸收带位于
2.315 -2.325μ阳在问.金主立悖的强吸收带位于 2. 325μm ，透掷石的强吸收带位于 2白 315μmο 产生这网种吸收盹 Ì 暨是由于 M … OH( 草草 Mg … OH) 的伸缩搬功与其晶格振动成摇摆动掀动的
合颇。应 2.31 当向 2.335 ""'之间的强吸收t曾带回I作为含 Mg … 0日的矿物鉴别栋怠。假辛苦
OH 和 Mg … OH 阴者组合在…起，那么，
Al
般在 2.30μm 附近出现→个吸收蜷糊在 2.20 协m 附
近出现一个比较弱的吸收蝉，如在高岭有的光谱'1'就出现~峰(如凶 2 叫 2-6(.) 所示)
0
含 Mg--oH 的矿物光满
舍 AI~OH 的矿物光满
恨、国附每回
喝\ 咖M 啸稳川崎
归云 M
'院J!I.cf
组皂
水钱宿
娘岳飞\飞
黑1民Jt
一 阳越石
2ω
2( 0
210
2.JO
2 -4 0
2 步。
被长 /μm
200
1.10
220
2,30
2 4()
], 50
滋长/， m
(,)
(b)
阁2⑥2
6
盘金属
OH 矿物的特征光谓附蜡
(，)食 AI-OH 慕圆的矿物光溜; (b) 含 Mg"OH 者在阔的矿物光谐
与上述的说明相比较，蒙脱石和白孟母的典那谱带仅出现在 2. 30 ""'附近。铁可能替代 的要么是饭，哥哥么是钱。在帖止矿物中.随曹替代物的增加，从精构来看，减少了 AI-0H 波段 上 (2.2μm) 吸收峙的强度，或者 Mg … OH 波段上 (2.30 啕 2.35μm) 吸收峙的强度，网时也增
加了快在 o. 卜1. 0 f.Lm 披段 t 的眠于过程产生的谐的强院校 2. 1 陶 2.4 阳波长被围内，由 于Al -OH 和 Mg..OH 的强吸收现盘，从而导致波 t忱于1. 60 阳的反射光谱曲线总体上都
下降。如肆出现帖:f:矿物，那么，这些波段上的谐特征则可被用于诊断商俞帖土矿物的地区 Q
2.2.3.3.2
71<分子
在自然界，*大盘将在。在E1N辜的密布、矿物中，卓越着3重要的作用，矿物的许多性质就取 决于串的性质，根据班是否彝加矿物品格而把准分如两类~类是不费加品格的，且称为收附
;.K ;一主题是垂加品格的，包括以准分子形式存在的结晶革和以
OH"、日。、 HJO' 离子形式的结
掬在(如在 2 -2-2 所治)。 不曾参加品格的收附也是渗入在矿物和矿物集合体中的普通串，它是 H， O 分子状态。吸附 水在矿物中吉盘是不阎王运的。当鼠目E 达到 100 -1l 0 't，吸附水就全部~矿物中溜出。依媲度
22
研究现状均超势
2
食 ι飞'..矿物 10训'
舍…0旧矿物炮i费
含 H，O 矿物觉懵
γ川正-yr
乎1 英
曲阜气皿霄敬叫咱
忠、皿贸街时
院、回嘴怕牺叫晦 旷j
1 tl
2.0
l.S
05
2.5
r:Ö" l J-z
-2-7
a曾缺矿
lPi
被妖/队m
被长 /μm (.) 周 2
，在铁矿
fõ …寸丁…… 2.0
波长/IH'
(b)
25
(0)
一些主主哥粘土和水命磁能盐矿物在 SWLR 波段上俯捆相告颇振动将哑谱曲战
(a) JL种食水矿物伪反射光谱掏钱 (Hunt ， 1980) 1(b) 一格常见的帖北矿物反射光谐曲线 〈如靴棚的a1， 19阳) ，(忖碳磁盘在矿物的反射光蠕峭线(Wbít阳y 树&.， 1983)
理费 2-1-2
水的主要作用
矿体物中和水矿的物种然类舍
水夜端矿阳的'枪司'作用
典犁矿物
分子式
谱带位提(川)
有爽，您白石
Si01 ， 5iO♀. nH~O
>'90
针铁矿
feQ.. OH
0.933 ,!- 413 ,1. 925
水价铁矿
F.刷)H' nH吨。
0.949 ,1. 443 ,1, 935
沸 4牙水
方沸石
N"l[ 皿ilO，d~' ZfllO
照i雨水
通费脱石
气'"水
直 不
混存水
吸附水 t 中+学
浓郁水
的 H， O 分子 1
胶体水 周华水
结局水(中饨的
参加晶将
水分子)
黯晶水
约街水〔商子 0.. 、 H' 川，。 φ)
~l "10 守参句晶楠
O. 970 ,1. 168 , L 423 , >'8时，1. 915 ， 2.135
E， (~O).I (Ali_..Mι) ，
[ (Si ,A1) 40 10 ]( OH)2 I
>.础3 ，1.
915 ,2. 135
硬石'曾
è.. [SO.J
1.935( 辅}
石膏
c.[ 四晶]‘ 2"10
1. 443 ,1. 748 ,1. 935 ,2. 21 当
高怜宿
Al. [Si. 0 ]0]( OH).;
多水高龄石
Al.;[Si .û1o]{OH)i '4H zO
1. 403 ，1. 825 ，1.阔" 2.2的 2.315 ， 2.375
晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶蜻晶
水分子底
。λ 俑4 ，1. 403 ，1. 91章， 2.2时
的不同，吸附J)ç，可以娱气滥、液态相固都将于矿物>1'.
费加到品格中的班，到以分子形式存在附有纷品在、沸石氓、路闷在和销构瘟四种形式。 在晶恪中给晶J)ç具有一定的位置里，在分的数盘与旷物的其他成分之间常成单比例柴草(如在 23
成悻ll. i骨蜡矿识和l 方法拉华研究和帮响因素分析
膏巳.[SO.J .2H， 0) ，网此*分子在 i草原鹉构造是在i守的作用，它们通常以一定的配ru:形式网 绕着阳离子{有时也网拽着阴离于)。这种方式滥成很独特的纷离子:即所谓的结品在化物。 由于结晶7):费加到晶体结构中，作为格构单位榕在，敝只有ltJ矿物加热到一寇温度后才合全部 成部分地坐坐4分，随着生7):作用的发生，矿物的品格也开始被破坏，同时引起;物理性的变化。 给晶7):从矿物中迎出的温匮范罔…般不越过侃"。吧，一般在 100 斗阳吧，由于在不问晶体晶稿
中， 1j亿分子与品格的联 lJ 紧密程度也不一样.因此其逸出温度也有所不闷。沸有氓，凶其将在 于沸 15~位矿物中闹得4旨，它具有海绵状的陈子结构，在含量的变化是渐变的，并且不破坏品格， 只是物主理性质有所改变，当加热时，在 80.110吃范圈内就逸出。 f主问'*唱主主喜存在于高峙码
的矿物中.高岭石具有f，l状结构，7):分子即处于层闷，成分子丰身亦连成结成底。当自最Ii'升到 110吧时，矿物中的层 i可啦就大量地汽化逸出，矿物的比重、折射率也随之增高。沸石在和层间 在就其性质来说介于吸附'*与结晶'*之间。 以 OH 或 w 、 H)O+ 离子形式存在的水称之为结构水。通常以 OH 形式革董事。如高峙 衍 A14
r5i 0 4
lO ]
(OH) ß ，水舌母 (K ， H ， O)[Al句。ω](011)"
结构非与结构联罪较为紧密，网此
将它从指矿中海 ui 需要较高的混度，大约 600.1000吃之闷。当主主巍出时，结构究金破坏，晶
体纺构嚣新组合。 有时在一种辛苦矿中可以布夜几种形式的水。点在农矿中再在形式的不同，我光满特征也 就平同.阙此.我们可以通过岩石、矿物中在所漠视出的不同光谱特征来撤断此精矿中串的亦 在形式，同时反映宫;有、矿物形成对所处的地质环境提件。
在分子的棋谛振动产生的吸收蜡饺子 λ ， 3.10μ mJl: 6、 08μn ，J， :2. 09μm 处，这些吸收 睹的含糊和俯拟出现在短披红肿 (SWIR) 上的1. 40 伽1. 90μ 叫 J， +λ) 附近。尖锐的吸收峰
指示管在分子处在商度高序的位置上，者吸收晦比较宽，这就靠眯着'*分子处于地序的位置
上。回 2 生
7(.) 雀明附种古串的矿物 m膏和童声脱石)的光谱巳然而，这些波段位置与煌基
(ωOll )j电子的完全一致。在分子
般是物理PJJ.附在精旷囊削和化学PJJ.附在晶体进画上，但
也可以被封闭在晶体结构内的液态包里整体中，如草L 石英 (5iO，) 0 这种乳 155在中的，]<常以锻包
理体形式存在，其光谱吸收峰(1. 40μm 和1. 90 阳，)都比较宽，如图 2 年 2 -7( 叫中石英曲线， 这种液态包裹体事也是给晶串，随着升坦国 100吃以1:..或在高温高 EE~变成细的颗粒，问渐渐 失去串叶子，相成的光谱吸收峰(1. 40 惧"和1. 90μm) 就变得宽阔浅。
般3位说，物现吸附在
岩矿茬陋的水分子没有吸收特征(1. 40 阳和1.四川) ，只是我 VNIR -5WJR 光谱 H曲线上，艘
体上降低了其反射事。对于结构水，正如前丽所分析的一样，只要其搭在，则光谱:ff1.4O闷 和1. 90 fU"附近就会出现吸收谱带。如果岩矿中同时存在水分子和 011 捋署在离子，那么，1. 40
阳1 和 L 90 jkm 的锵带合同时出现;若仅出现1. 90μm 吸收峙，表明指矿中只古结晶水分子， 而无结构*存在，者1. 40μm 和1. 90μm 再吸收晦比较宽， ~tlt且表明只古精品水(:<<包藕水) ,
而无结构水;要是只 ui 现1. 40μm 附近的吸收峙，且比较尖慌，则号是明水平子在E形式为锁构水
(在此情况下，者在 2.20μm llIl 2. 30 阳1 附ilÏ也有尖锐的吸收畴，则我明其含有Al -OII 基因， 就 Mg
011 革团) ; ltJ然，在1. 40 fU"和1. 90μn 附近都出现比较尖锐的吸收峙，且在 2.20
μ.m( 娥 2.30μm) 处也极为尖锐的吸收峙，则在明这时缔构也已经晶商度有I!'锚构啦。
2.2.3.3.3
面提醒根离子( -CO;-)
在 SWJR 上， CO;~ 离子出现的谱带是其离子内振动的俯频成含糊所产生的。尤其是
2. 35μm 附近的谱带一般十分清晰，碳酸盐通常不与点结合，凶此强的事谱带一般币存在，平 含干扰碳酸盐的光谱。
24
研克矶状与越骨
2
平阔的 coγ 扇子街六种基本模式。网为有附个双直在筒井模式，因而只有下列四种 J基本 模式，闹不是汽干。官们是(工叫 c- 。究金对林伸缩振功模式，它是如外磁性搅动。但它的顿 量自身出现在 9.23μm 附近( Griffilh. 1969) ;也~V2 阴外弯曲振功模式，发生在 1 1. 36μm 附近 3 ③ 町双重简并对称已 -0 伸缩振功模式，发生在 7.0 阳l 附近;@的双重简井阁内弯曲搅动模 式，出现在1. 4 四1 附近。在 2.55μ.m附近的憎带为 (V j +2的门 .2.35μn 附近的谱带如怜的) •
2.16 IJ.Ill附近的谱带为 ("1 +2叫+1'4) 或 (3v ， +4 1'4) .2 ，帕川1 附近的谱带为 (2 /1 1 +2町).1 .90 阳附近的谱带为 (Vj+3V')9 在 N lR和 SW1R 上，碳酸故一般有一翻五个非常特低的谱带，前 两个谱带波长较丘，是十分清晰的政意谱带，其强度比波长较烦的三个谱带瞧得事。
碳般盐在地壳者而十分普诵，尤其在我院南方的…幌磷酸敖地底(湖南、贵州、广两等地 阪)。联商量就樊中最为普涌的矿物为方解百(
C.CO, )、蒙镣矿 (MgCO， )、白云石[ ( Ca … Mg)
CO ， l 和菱铁矿( FcCO，)，具有好几个吸收谐带，1. 9川0 1""， 2.0μ剧， 2. 16 I-'m ,2.35 1""和 2.55 μ.m(都在 SWIR 上)。农1.
90 I-'m .2. 35μm 和 2.5
IJ.m 处的吸收潜带是极为显著的(如阁 2 中
7( ，)所主扣。在1. 90 阳处吸收盹由于*分子的作用与之栩提瞅，问样，在 2.35μm 处吸收峰 特征也然似于粘才己的特献。然 H币，1. 40 仰自和 2. 35μm 附个吸收峰特征和在 2.50 1""处额外
的中夺征应该作如碳酸盐的诊断潜。此外，在1.1 0 阳附近，由于 Fe .离子中电子跃迁产生一
2
波长 1 ""，
刺度改变"、 04
0.5
,"
也6
2.' Al j\lI团体 6 次'也位
保校石 古悯瓣苟
揭变卿石 相脏榄宿 砂编 1i 十字辛苦 锦华 碰雀有 礁捕石 簧锺矿 刷泵 狼腐4与
有膏
销售企矿
销榄衔 '度悦石
针'民矿
宿英
监饶有
金禄峰
自j运"
悦"销'
高龄石 附石
方"有
铿..钳苟 覆跚锵石
刻度改变
阻2币2←8
矿物光惜特征位置与属国标飞己因
( Hunt , G. R.
,
511mh町，J. V吭 .1肝时
25
成悻先懵j告矿识别方法技术研究和都响罔章分树
个强的吸收懵咐，这… FeC0 3 的 Fe + 满带极为重要，且谱带强附宽。 2
2.2.3.3.4
1在他舱类(磷自主盐、删酸盐和硝酸盐等)
这些盐类的农矿物质在 i丘红外波段上的他频与含糊都且驹，先法检测光谱特性。然 fftl ，当 它们中含有具特征谓的杂质时，在短波红判进现为特征谐 fi 沟。如:磷酸盐的 PωQ-H 基因
的俏频产生的谐带在 2， 20 协m 和 2.35μm 附近;制图章就巾 uoi 振础，在1. 95μrn
商子的倍锁类似 coi …离于的
.2. 16 削和 2.20 川都有清晰谐啼，此外在1. 40 阳有一尖锐的 OH 谱
带。
2.2.3.3.5
者矿光谱中电子特征和搅动特证的优慧与成因总结
阁 2 -2-8 归纳就给了岩矿光谱中电子特饭和振动特征的被长位景与成因。从阁中可以
明跟着出电子过粮与振动过草草形成谱带分成两个阪域，1'，1'角较小的rI域为振动成阁将蔽的 佼置，其余部分表示具有电子成网的特征 G 在可见光、近红外上有几种不同的产生光谐特征的
眠于过程，在特定的电于过极中原管岩矿布辛苦干谱带，但是特定的商于戒毒E朋产生标志性的谱 惜。例如，在绿校石的光满中踉示 tll JL 个小同攸置中的水振功所产生的尖锐的茹重谱带丰E Fe' 牛离子的电子过极所产生的谱带，阁中仅标 w 了八丽体 1ft 烧六次配忱的一时候离于晶体场 跃还所产生的i曹带.而其余的特征则在图的其他那佼闹别的矿物标剧。
根据谐帘的 1ft豫和形在可以把搬动产生的i曾带同叶在于产生的谐带区分开:搅动所产生的
满带事尖锐得多，而且典型的报功将征以茹熏谐带出现;而电子成囚的 i曹带宽， jlij且娃单i曾带 或多:11: 1曾带。如果在自国 k有精干个谱带，那么在能够确定这些谱带巾的任何一个之前，所有的 母野葡应在光i暗中出现。如碳股盐光谱有五个懵啼，只有当所带的Jl个谐带都在光语中出现时，
或者精带有主次锦m.立分时，万能将每个谱带g'l~骂为 co: 离子的辙油 Q
遥感岩矿光谱信息提取方法技术研究进展
2.3
航空、航天遥感地物主要有地物的光谱、空间和时间信息。由于地质作用(古风化、侵蚀
等外功力作用)的时间漫长，网此在岩矿地质体遥感中，时间信息不用考虑。遥感岩矿的识别 主要依赖于岩矿的光谱和空间特征的禁异。$光谱技术由于光谱带宽，光谱特征行为不足以 表低岩矿的光满特性，网此，开展岩旷的:t光谱遥感主要靠其交问特征(如岩砌的形态、结构、 尺寸、而积以及它们之间的相互关系等)在影锦上所展示的灰胶、侃调、纹现结构。网此，信息
处观和提取主费最M用阁像增强、变换和分类的分析批现方法。这些影像的处理方法以增强 朗像的低调、颜色及妓珊的主是异，达到最大限腹地识别成 IK 分精矿为阔的。顺着科技日新月异
的发展，摄感撒物光说俯息技术进入一个蜗新的时代，出现了成像光谱技术。成像光谱对皆旷 的识别'È要依赖于精矿的光t雷特征，]鼓楼进行岩校的识别、分炎，革挂有、矿物的Ji[盘化分析，如
矿物的存夜分晰、矿物丰 111相细分肯置。下面从茹血谐和成像光锵遥感{商息处理的 )jri:;技中 附方丽进行阙述。
2.3.1
事光谱方法技术
:t光锚的俗且提取主姿集中于，(!色调俗息占在取，②纹理{肖息、提取， cr 信息融合·。对于
色调信息挺蚁，主要是到UE一些增强处理，扩大图像中地物闷的灰皮差别，以提出目标信息或 .甘甫平 2001 遥感岩矿信息提取基础与技术 }j 法研究，中国媳阪大学 (Jt 京)憾士学位论文。
26
2
研究现状与趋势
改善周健放果.靠边商解i辛标志的步l 别能力，如反鼓扩艇、彩色增强、运算增强、王E快增强棒，边接 传统的凶像处理 Ji/.击在一寇穗盟军上满足了应用的能薯。近年来发展了一1f"列的以主成分变换 (PCA) 为主的榕息报是取技:;jÇ.在辛苦矿倏血!t!取中监掷了重要作用。如张1前郎(1 996) 搜出修正 的宦接主成分分税提取默氧化物俗息。 MNF 堂接 (Maxímum No刷刷刷刷 Transformation) (Kru悦， [99币; Greerl et 01. ,
1998). NAPC (Noìse~adjusl Principal 巳omponent Tránsform) (1肘" al. , [990) 、分块主成分坐换(J ia " al. , [998) 、基于主成分的对应分衍 (ι'n^创 al. • 1 师9 ，张 1曲郎， [996 ，杨盘中， 200剖，以及基于主成分分析的空间自相提特征提高主 (Warner e叫， [997) 、手空间投影( Ha~an抖 1'1 al. ， 1994) 和尚维数据二阶特征分析(Lee et al. ， 1993; 日.e由 l
etal. .1仰的等，也是琪于主成分分析进行信息特征选择与恃征提取。问时，根据模式识别的 陈理，提出井设计出监督分类与非陈曾分类方法以及利用决策树进行分类\Rß'J (WrbkB ω 此，
1999; Friedl
et al.
, 1999 ; Friedl el (11. , 1999; Hansen et al. • t 问剧。这将技术与方法是建立在阁
像灰皮特征之上，利用数现统计的知识进行地物分类与信息援峨的。 遥感影惶的边缘和挟现信息对线、那构造的识别具再一定作用，但却似乎无助于岩惊的识
别。城缘倚，@，提取通常来用滤液算子或锐化的方法就行(。阴市& Scl>otl , 1998; Varhel ，扭曲)。
纹现{言且摄取面常利用灰庶共'É瓶阵、傅黑叶功率谐和纹现谱(王润生， [992) 等方法。 多源数据自由台研究也非常黯及与深入，其技乖方法涉及到不同的数现知识(j imcl1 et al. ,
1999; Pohl , 1998; Robinson et α l. ， 2附:阳明， 1999; 阳 ss & Schott , 1998) ，比如小被制融合。 真应用涉及到非滋感激掘(五润生， 1992 ，乡长亮蝶， [994) ，如藏感数据与地球化学、物探数据的
提加与融合。法接方除一方丽拓宽 r 越感的应用现网，另一 1f 阳也延伸了通感的应用能力。 品的来说， 5耳光谱源然精矿{商息挂在耿直要提然于则像灰皮特征，自 p~喜于精旷的反射强度提 异，翠用
些数字变换方法，增强成突出有限的囚你依息，使之易于国视解体命在数据处跟中，
由于波段有限，来能有效地融入精锄'的光i器知识，其鳞果精度lI!多地取决于研究人员的经验。
2.3, 2
成像光谱方法技术
一方闹，商光谱分辨筝的成像光谱遥感技*'是对多光谱遥感技y性的继融、盘腿制创新，因 此，绝大部分旦在光谱遥感数据处理分析1f法，仍然可用于商光谱数据，另一方隘，成像光谱技*' 具有与 5耳光谱技术不一样的技术特点，因l 商光谱分辨率、趟辜被段(披段
2凶个左右)和甚高光谱仪Jltra Spectral) 分辨串(波段>[脚，主婆用于探测大气化学成分)的 海量数据。因此，常规牵光谱数据处现方法不适合于成像光谱数据的定量分析，于是成悻光谱 数攒处理和分析技术应运而生 t
在成像光谱数据处理湖分析方法中，提键性的技术问崩量均
物光谱熏哮，光谱特征的最化及提取，棍合像元的分解和定最分析及棋规识、刑。
2.3.2.1
光谱竟然扶;/(.
按照不阔的模型理及算法.从成像光龄数据中把地物的光谱中非 f! 反演出康的过很就是地物 光i替重建技术。极据不网的工作情况且晶件，来取不网反挂起模型来重建地物光谱，是实现成像
光谱数据遥感jE j量化分析的第
齿。着时其不进行反革草，贝Hlt有一个统一物理盘i韭行对比。
目前，光锵反曾遭模型大体可分为兰兰大类型.基于大气传输理论的大气传输模型，鉴于统计分挤
的统计模型以应基于地困地物阴步观测的经验阴阳模型。
2.3 , 2. L 1 基于大气传输理论的模型 该模毁实质上就是ffl理论模型消除大气中气体分子、*蒸气、气榕版1直尘埃等分子颗粒对 地反射输射能量峨收与散射以及大气截稿射效底，井将其还服成地物的fÆ射辐射光谱。这是
27
成啤九惜牵矿识 *'1 方法桂术研究和牵挂响阁;t分析 一种比较复杂的问时必须进行地物光谱耻大气费堕测量的绝对反射率生成方法，也就是对成
惶光楷数掘进行绝对韬射你寇的问反演。在这一反恼过程中.关键是建立大气传输的模型 α 自 19削年， Chndrasekhar 挺出了辐射传输理论以班，相继监照 r 许 $Jr!击，如 Ordinate 1J 法和l
Variatìonal lI t击等班解决辐射传输问题。目前，常见的大气传输模型有 5 S ( the Simulation of
thc Salellitc
Si伊 al
in the Solar
Spectrum) 、硝 (the
Second Simulatioß of the Satel1ite Signal
in 由e
Solar Spectrum) 、 LOWTRAN-72盖 MOOTRAN (Te il1剖， P. M. , 1989;Vermote , E. , Tanrén , D. , D础时， J.L
etal. ， 1994 ， 1996; 如 .CaÎ Gao , K. B. Heidebrecht and A. F. H. ('~tz ， I997;Z. QIN ,
A. Karn ielî
模型一般用于对传感器选定标)Ë场，开展数据绝对辐射标定。 2 , 3, 2 ,1. 2
<基于统计分析的模型
该模型的建立是在分析不闷撒物光t普通感熔息在不网光锵波段的传输特点基础上，利用 计算机对典型地物的光谱特性进衍统计分析后，得到的地物光谱特性反摘模型。对成像光谱
数掘进行地物 !'t憎反演常用模型有3JL 1骨城反射串模型 FFR ( Hat Field Reflectance) (仙."曲d Srivasta飞ra. 1985 ; Conel , 198.5 ; Crowl町创叫， 1988;Rωt et
a1. , 1991) ，内在平均相对反射事模 型 IARR (Inlernal Average Relatìve Reflectance) (Kru se et al. • 1985 ; Kru se , 1988; Mackín and Munrlay , 1988 ;Zamoudio and Atkin80n 199时，对数剩余模型 1且巳( Log皿thm Resìdualι qn刷刷。n) ( Green , R. O. et al. , 1985; Gower , 1. F. Rω 此， 1992) 。在这 3 种模型中， FFR 模型是在隐像 上诲取光谐和地貌特低都均匀平滑(平惰性是指地物无光谱吸收谱带，光谱曲线平直)的地物 平均值将消除大气辐射程械制仪器的事响脱; White 模糊是根搅鹦帽朗像的平均光谱刷钱平
均俄对图像归一化处珊，然后计算每个像元光锵r!Ii钱与平均光满曲线的比债，也就f盖地物光谱 特悦， LRC 模潮是经 Lyon 和 L咽阳修正后，对太阳辅射衰减、大气放城及地形影响都布所消
除。 G附n 和 Graige 提出的对数剩金纠正公式如下:
Ig(R , l "lg(DN.J -lg(.veDNJ
+ Ig(DN,) + Ig(DN, J
(2 …3 …1 )
这盟凡是第 i 波段、第 J 个像元的剩余侦山凡是第‘波段、贵在 J 个像元的亮度假 ;DN， 最声在 t 波 段所有像元数据的平均由辑 ;DNj 二是第 j 像 )10在所有波段上数据的均 ~;DN，f 是所有被段及所有
慷元的均债。该Jr法完全基于网像本身特征，不需曾要野外地物光谱测量。名E前两种模型中， FFR 模型优于 IARR 模型讯官克服了 IARR 书提到因受像制虽吸收特征的影响而出现的假反射峙 的踊点.而且计算量较小 u
2 , 3 , 2 ,1. 3
经验线性阴阳模型
利用该为怯重重重地物光谱技术实质就是通过开脱典型地物的问步反射率观测，根据成悔
光谐数据。N 值与地ìI:í实测地物反射率值，经蓝蓝小二多位法求出阴阳方程代 =Aj' DN~ +B/ 这
里冉 ， Bj 是传感器第 j 放段的线性凶归系数 J ，然后，根揣此方程反f亩地物的反射光谱。这种模 型的数学和物理意义明确，Jr法简 i!l! ，运算最少，成用广泛 (Roberts et al‘, 1985; Cónel et al. , 1988;Elvidge , 1988 õGreen et 吼， 1988; Kn嗣 et al. , 1990 ;Zamoudio and Atkinson 1990) ~例如: 28
2
研究观战均越势
提阔 lPL 的 Abrams 利用恢模费苦农奄网 Nevada 州的 Cupritc 矿区进行矿物学填因;樊图科罗校 ;<:大学的 Zamudio 理事人，事l 闲谈模型在梁凶 Nevada 州东部进行矿物识别和松柏分析;日*' h阳ο 公阔的 Mochizuki ，利用该模型:æ盖因 Navada 州进行蚀变矿物的反射光谱僻究等。该模
型的平足之处是要开且是野外地物光满观测，戚本比较高，凶归精度的商低依赖于对野外概实测 的精度。 除上述这些典型光谱重建模型之外，还肖 UA 民TC叫e ， lPLι叫e ，连续内插波段比算法 (巳IBR) ，背策法等模型 (De 10吨. 1998) 。
2.3.2.2
岩矿先谱特征的量化、提取，定量分析且识 ~'I 模型
成像先谱数据绕过光满意辈辈模糊处现后，获得了她物的光谱特衍谱钱。不同地物光懒具 有平同的诊断特征谱带.如吸收锵带，特有E谱线的微积分变化，波形变化等等。如何有效地开 展地物特征您最分析和识别地物，菌先要弄清楚如何去最化服提取她物的光谱特征。因此，开 展藏于地物特征谐的量化摄取是十分必哥哥的。
2. 3. 2. 2. 1 地物光谱特征度最、提取均m;配识别模现 ( 1)就地物光锵特征(这11!指地物反射辐射光谐)削商.币外乎附大樊虫草:吸收谐带(1ìll反 射将)和光满曲线的斜塔变化(由波形变化)。针划这附樊光耀桦征的形态、结构，分别巢取不
l司的ilI'J重1ï式。目前，对吸收磁带的分听应量方法是外资l!\数栓，它通过把光谐曲线归一化后 去测量吸收懵静的放长位置( position) 、吸收橡皮( depth) 、吸收1till' ( FWHM) 和对稳性 (sym m创町)( Lyou ,[ al. , 1985; F. A. Kru脯， A. B. Letko旺. 1993) 。这种外资革敷法可以由外资凸形
幽钱与光谱之比柬雀汰，也可以由外资值击械相应披位上的光谱反射事值辈求得。由于吸收 峰的非对称性，果用 RBD 方法难以准确描述其特征。连续撤值小组段算法( CIBR , CQnt1 nuun
int呻巾.ted band algorithm) (De 10吨. 1998) 和光谱吸收指数图像 (SAI. 叩ectra1 absörptión 皿dex m昭e)( 玉甜年等 .1996) 与相对吸收深度阁指法类似 .11'[引入了对称度因子，使其对吸收特征
的描述更为合琪。除了这些测戴彝数外，对栋被光锵有多种度盘彝盘，如植被、绿度指数等等。
对于光谱曲线斜半变化的特征.表征和提取的方法有基于地物光谱的思体被形特征度量，如傅 里叶费换的波形分析方法是利用有限级次的谐披掠脑和初 iîl相度最地物披谱特征;藏于切比
雪夫多项画面数的波哥5分析是利用多项式踊数对地物光谱耐线ì/t行拟齿，提取有限琐的罪数来 表示或组合特低，成用其1t债来茬示地物光谐披形特征的事景:蒜 f 波形栩似 tt( 总体成分 段)分析的光谱角度最.还有光谱曲线特征的微分质量、积分庶撒及二二债胶囊等等③ 2坦然，对
吸收谱带及斜事特低庶盘还可以用统计特有E1量去在征度最.如均假、方毅、协方蔬炬阵、特征 僚、特征向盘、特征网子及组内离毅等 α
(2) 光谱m;配识别模烈不网于多光谐的模式识别，它是根据光锵特征服最盎数难进行匹
配识别的，是成像光满数据处理分析的特色之…。这种特色模到校处理过程中往往蜂恶用可 视化的交:rr式的网像与光谱、光谐与你准光谱形式进行的。目前，光谱匹配识别模型宿:编码 匹配识别法(均值锚码匹配险，岐向编码版图记怯，比值编码匹配法 L 吸收峰编峪匹配法、彼形
m;自己法和光惜角匹配法等等。在这些阪自己识别懊型中.编码匹配基本上都是按二值 (0 利 1 ) 迸干了编码、匹配与识别的，吸收特征编码匹配盘根据外兜革数法归
化后，对锦个特征的吸收
#程度与波伏位置逃行编码;被形匹配包括相似Jl!'、傅盟叶交换参量，切比笃炎等 1ï法。近几年 发展起来的小被堕换分析在成像光锵数据分析处理中应用相当多，尤其是对陈始信号按不同 小波尺度，分解成平阔的小放进行彼形分析，突出低锁溺信息，有利于信息增强，比如周小波变
换进行凶形幽像描筒、融合J是饱含像元分解等。
29
成啤克锵j吉矿识别方治技术研克和帮响的辈分析
2.3.2.2.2
成像:l'é词尊敬攒的定量分听及识另 rJ楼剿
寇量化分忻且识 zrJ模组化是l!j今遥感技串的发腿 jfl问之
，应用于成像光谱数据处理。
定量比分析与识别模型，除了不断究棒和改进已有基于统计分析的立在盘化且识别模型(如:改
进的主成分分析、能{幸被段组合、自生模型盛大似然法、基于决f在边界特征矩阵的变换和正交于
空间投影) ，其他学科的新息想、新方法也在不断地引人遥感数据分析和理解之中，如人工智
能的专家单统，模糊逻辑映射，证据推琪、神经闷络、分形租分维等·。 人工智能专家革统技术是目前比较流行的信息处理技本，尤其对比较草杂问剧的麟决有 独到立处， Gotung 和 Lyon 在 1986 年就已建立的光谱信息专家识别革统用于分析实盼望和野
外地谱，它是结告已有的地物光谱特征知识，自喜;若E确定判别规则决策栩 (Decision Tr回)以达 到识别地物或地物类别目的。决策树这惠于知识的判别准则层次是建立专家~统成败的关 键。涌过这个系统进行编码阪配，他们成功地从大量的事验室光谱中识别 ilill 种矿物。 1993 年，美阔地球'i'间研究中 ú( 口四川和荣周环境科学研究所的 F.
A.
Kruse 和 A.
B.
Letko/f研制
了碌于知识的成像光谱地质制阁专家系统。诸城各种特征在识鼎IJi立稳中的作用井赋于相庶的
权僚，或根据专事对别别知识和绿骏建立判别撒则浓行识别。 目前，神经网络模型航遥感地物分析和识别方阙备受青睐，有辛苦「泛的服用( Gol创1 Giser , 1996;Gil，棚， M.F. 创 al. ， 1995; 郭小方， 1998 ，玉润生碍， 2航员。)。由于神经网络分类规则对训炼
桦本的数量旦分布特征没有特豆豆要准，网丽可以在特征空间形成非线性别别边界，并且还有… 寇的抗噪声、抗干扰和自滔应能力，适用于大数据髓的分类研究.量盖达1常用的分类准则是后向 传播( BP) 闷络模型。 目前，且成憧光谱遥感数011!1分析均识别的各种新理论、新方法的引人束辛苦，大多数模型的
研究和应用坯是
2.3 , 2.3
种盘凶.1'E如例将模型与成像光懵数据相结合的研究方圃，分析耳;够深入。
混合像元分解模型吕
由于"间分辨靠不高的原剧，在阁像像元内合出现不同成分(阳.d member) 的地物， &Pl昆 合像元。不同的地物具有不同光谱特征。阙此需要通过混俞光谱分解技*束提高识别精度 α 混骨像元闷lIli是遥感技术的研究撒点和热点。制于成慷光谐技术的光谱分辨率已从微来
(川. )JI!商5日j 纳来级( nm) ，网此，其混俞像元分析、分解及其模型研究就属得更为震薯。
目前，开展商光满溺感根舍像元研究的 1J1!i校本，首先从实验辈辈于，进行地物1髓告光谐的 测试、分析、敬事模拟、分解懊撒开盘研究，然的将其外搬到遥感图悔上，进行战观地物混俞像
元分析，主要包括空地同步观测获取典观地物(或可通过人工布标)数搅，经模型分树脯，对
媲仓像亢的地物进行分解，或混合光谱模拟合成。在实验室里，通过时平问『物光谱混合含量 测试发现，不透明矿物或暗色矿物，其光憎按比例f阻告到l其他矿物中，混合的反射率盘剧下降， 阳不是草草渐下降，说明其1髓合光谐与其混合的端员矿物光谱是非线性关单(磁铁矿和橄榄 1'í)。当两种矿物的色调相近时，实验测试的混合光谱与线性模型告成的混合光谐都皇线性
逐渐变化，说明混合光谱可以按线性模型分解端员矿物光谱，如橄榄石和紫部辉石，且吸收谱
带的波长位置也是遂渐从个波长位置遂渐过被到另一波长位置。不仪如此，还发现在可见 光、近红外这一股长上，低成分端且饱含时呈线性趋势，当成分增加时，线性关系剧烈变成非线
攸关嚣。在这三种情况中，第一种非线性关革是由于组合混合光谱的端盟成分之间互相作用、
•
气在润生等"配泊，成像光谱方法技术开发应用研究，罔士资部部"九瓦"意点"研项目报告，中罔罔 Ì资源航窍物搬
遥感中心 n
30
研克观状与地势
2
臣栩影响后光谓被光谱仪检测到lJ;第二种线性关嘉是由于各端员成分之间无互相影响作用，各
自烛立地反射
束分解端员成分，如土壤与辙被、不同含在量的粉地、岩石露头与草地、荒地等等。在一峭图 像中，毒事萨先声知Ui淄茧有 N 种端虽(地物种3烫睡 )λ，井且也如划1 道各种端员的光谱反射星卒解 性模骂型 型
D风 Z EF川， +尺，且， EI 黑 1 ，
(2ω3 -2)
这里 DN， 是波段 C J:l昆合像王己的 DN 值或反射半 ;F↓是第 ι 种端自在梅奇像元中所占比例(或 权革数 ) ， DN， 川是 C 波段上第 z 种端挠的 DNj直(或反射率 ) ， E， 是 C 波段上拟合误景。对每 个像1(;都按熊是小二乘法解方程，进行分解。在因像中，端员的 DN 值(或反射事镇)要么可以 从训练应取值，要么在地面实澜。端员成分的确定过程实质上是
个选代过襟，选代结果使 M
个披段上.~.、误差 E 最小(且 N运 M) ,
6 且 [M" 杂;1 川
(2-3 3)
求得版中各种端员成分之扇，就可以定量成半lË景地对端9\丰庶制作丰庶等专颇网件。 用非线憔模裂开展溺命像元分解不il'见， fê 日有这方丽的研究.如模糊分割模到(Jjn 节 H
kim , 1996) ，概事鹏模坝，几何光学模明白( Charl嗣
Ichokll ， 1 阴6) 及赢于神烧网络模琐的报告健
元分解(二El事脯，张养贞等， 1998) 等等。 目前开发的模型有:
一一光谱吸收指数模型吼I( 王晋年，童庆禧棒， 1 酬) , SAI 监 Z 且制孔 ， l J. 监 1 ，1.， 0
(2 叫 3 -4)
←→高斯模型挫 MGM ，该摸搜是基于矿物和岩石的反射、吸收光谱性质模拟反射光谱的 各种模拟方法。它是…种确定性的闹不是统计性的方法。高斯改进模骂自 MGM 是近几年在分
析反射光谱的基础上发展起来的分析技术( C!out脯.
1989. Veverka ,J. et al, ，2(00) 。
m(x) = S*exp( _ (xn_ μ" )212σ勺 通常取 n
(2 -3 -5)
=- 10
光谱识别与分费技术 (5阳ctral C 1assification) 主要是利用地物高光谱特征的最化费数，给
俞其在阁像烹间上分布进行摄取有利的信息，达到分类的阔的。~耍的分赞赏捻布: 一一般大似然 11< MLC
g( 川江 -Inl
l
, 1 + (x-m , )t
l
I( 第 -m，)，
,
(2-3-6)
ι一人工神经问络技术 ANN ，一般来用前愤问络模型器，即第一隐层的节点输入等于输入 应诸节点输出的加权和。法代的次数以系统的平均误差为最小时为撤。
吼叫 /(l+exp{刊"叭，此 =
l
Wí, X"
(2
3-7)
一…光满角制阴法 5AM( Spectr划 Angle M叩per) :该方法娃通过计算测试样'"光谱矢盘
(像元光谱)均重量带光谐矢量(训练的端血样..光谱，或栋准光僧陈的光谱) ，也 n 维空间 (n 波段)上的角度难确定12:们两者的相似度。…般两欠置之间的角度越小，阀光谐向量越相似， 进而可以别阴种地物为网樊，沓则视如异类。数学模型企·
31
成埠也谐，告矿识别方法拉水研究和都响因章分树
。您 G081z tft/(z tj)in( 五月) ，勺，
(2
~3 … 8)
且盟 ι 叫， 2.3 ，。白，，，. .n ,1t ~电波段数。 光谱雄特征提取法(
Spectral Dimension Featute ExuactÎon)
:在高光谱遥感分类中，使
用饿 1J法对事波段、商相关、数据冗余度高的数掘进行降维处蝶。相关的有统计 1J法，如主成 分、典型变盘及改进的 PCA 法等。
光学模现( Optical Modeling) ‘除了前述的数据分析D.模型外，横被网其特有反射伎
质，还有独特分析模那(光学模琐)。该模型l 主要利用高光谱溺感数据预测或估计报被的$种 生物物理、化学彝肆，如叶而指数 LAI 、，~'È物最、穰盖庶等，时绿章、水分川、 F 、 K 古最等。该 模姻也属 7 级骏傲的统<1"模裂方法。一般性通用筷舰为
S
=f
(λ; 仇， φ'8 ;脚， φt'j C) •
(仪 2 … 3 吵9 川)
这盟 S 为预测的E生 k 物物媲 置寻奉酷数， C 楚 j 盖捕珑植被置冠盖层为丰特非做参数"依tt;法的模型有叶子光学性质光哥哥模型 PROSPECT ， 叶于的任意斜徽射候到自 SAIL ，即生化彝最反击暂的IlBERTY 模型号事。 陶先自身在植被且在附中除了他物、化学费量的反演分析外，还注盈利用植被光谱中争性谱线的
监边、反射峰、货边、红光吸收谷、红边、近红外反射商直在13:等变化且数指的归…化、对敢、微分 等变换，来监测植被的长势及病虫害，进行森林识别、分类、制图( Ch"k ，且 N. , Roush. T. L. ,
1984 )。 尤谱数据应用处理分析软件
2, 3.2.4
通过开展指矿高光谱特性测试分析和成像光谱方法技术 lt&.用分析研究，已发展井开发 了如下数据处均分析软件
2, 3, 2.4.1
光满数据库及分析软件(崎O 伽 2500 nm)
网外: 9毫阔地质询资所 USGS 和 JPL 的标愤矿物业憎席(~机精光锵)且光榕分析管理软
件 SPAM ，lRIS. 日本地调所的辛苦在矿物光谱库等( bttp:llsp削 lib. jpL naga. gov; hUp:/1 specl毗 e
阳明 gov; Kru崎~. Aω 叫， 1993) 。
凶内:中因科学院安徽光学研究所、中国科学院遥感应闲研究所、直草地质矿产部航空物探 遥感中心等科硝单位都巴遥自己的光谱$(王润生等，四∞)。
2.3.2 .4.2
剧像处理分析软件
目前凶内外常用的光谱朗像处理分析软件有 :Erd削、 PC1 ， E阳I 等。其中 Pω 和 ENVI 都 有高光谱分析处理功能 (ENVI User's Guide. ， 2悦的)。此外，现有悻 Tetricorder ( CI制 k. R. N. ,
G. A. Sway尉，民 E. Livo ， 2(回到。国内涌放高光谱玻感方法技术及示截肢用研究，中国科学
院遥感应用研究所、网士贤源部航班物探摄感中心栩缎建立了成像光谱数据分析处现系统， 如 :HIPAS ， ISDPS 等。
2.4
小结
有矿光t雷学机现研究与遥感俄息提取 1J法技术研究，二者之间相辅相成，具有一定的对应 关赢。
岩石矿物的 Æ锵特征主重要是由组成成分、物质内部晶体绪构、物化特征所决定的，但是外 在环梅、密矿我陪伴征和物理风化等因素，也会引起密矿反射光锵变化，如反射半大小值的变
32
2
研究现就与地赞
化，锵带 f}L贸、宽度、吸收深度和形态的变化 c 农苟矿物内部结构、化学成分的改变平仅使光蔚 反射强庶和调附位置壁、吸收探1lt1t'E变化.而且也会囚矿物中新离子的产生而出现新的特征谱 带。网此，深入地认识精矿光精细撇变化与其物质内部级分、内部品格络构之间的恼血关联， 探叫化学、物理影响网章与老母矿光谱特征变异性的栩互关罩.~量减轻就梢除外瞿跟他睡响因擎 的王可能技术珑径.是政静和提商越感对精矿观测与 i 目j能力的关撑。 探讨影响遥感指矿光懵应用效果时所进行的凶辈分析是基础 U 遥感密旷他也挺收技术研 究随普遍感光谱成像技Y性的发烧附发艇，基础研究和方法拉堆的发腿都主要集中在光谱特征
的狡取和判识与遥感技*接件的改进，直日光谱分辨温辑、空间分辨率、大气矗件、观测茹件等影响
着与矿物物化性质相关联的光谱特性，以及光谱物理模型效果。对岩矿物化扇性与光谱特征 的相关性和对光谱物规模型的古怪人分析与研究可从不同影响因素的角度为旗感直接识别矿 物、提取矿物含量和化学成分等信息，分析矿物内部晶体结构以及进行地质深层次信息挖掘等
提供璐论基础直撑，推动遥感应朋技术的发展。遥感地质的实用化与产业化盛满感者矿也谱 应用基础与遥感岩矿信息提取投*研究相互促进的结果。
33
成啤3也谱~矿识别方法拉非研究和哥拉响阁常分析
岩旷光谱特性解究
3 3. 1
~量矿光谱研究目标
3. 1. 1
概城
开展岩在1 、矿物光谱特低研究的目的有
( 1 )为成像光谱的辐射校正和光谱熏辈辈准备地困地物光谱资料;
(2 )较某统地研究试破 IR 内主要指类的光谱特征，为数据舱琛和撒质解事手提供依据: (3) 研究环境;g件和带布农商状态等对岩矿光谐的影响， (4) 剧;有仁和矿物混合光谱研究，为矿物识别和您最分析方法的研究费庭观论藤础。
根据以上研究目的，部署了栩戚的光谱测试工作。
(1) tE野外i沿选定的剖阁成散点实地测量，成果鹅密 o标本异地在自然光盘件下酬量; (2) 珉靠岩石标本在实验签条件下开展不网盘件 1可将o光谱变异柳究:
(3 )果鳞糊收集纯矿物样品 φ 在实验室晶件 F 开展不同搔件下岩石光谱变界和矿物饱含 光谱研究。
3. 1. 2
样品光滑做掘测试与分析
试验区上共获取了市标问步光谐测试翩线 91 辈，野外实地和自然光照条件下岩石标本测 试光谱 521 条，平同条件下光谱变异测试 19H晨，矿物混合光谱测试 40H怪，岩矿薄片和光片
鉴定 95 件.样品化学分析 41 件。详细工作量统计见表 3 -1 份 1 ， 袋 3-1-1
词'金臣精矿先谱调试分析工作'统计'随
问 Jt张温良日第丰L 亦饿饭雄区 工作 项目
日'因
时间
工作量
说
斯跚班天山(二七原东融工岔口)试验区
明
日期
工作量
时间 』晶
麟勘
1997.5.78
2 '}1
2时跑.6.12_
62 于点
14
4 夭
晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶
说
明
…晶晶晶晶…晶晶晶晶……
85 个点
泥土白银地 1 1997.5矗 16
U 'i S -12:50
6条
布饰
网步
1997.5.17
10115 _ J2:1S
11 条
19n5.22
10咽呻 ll:ω
2条
1997 ，旦 23
9:45 制 11'14
3条
测量
34
布标附鱼岛观测地点
太子械 布栋阔步观测，地点
太子蝙 布你网步观测飞他点
镇宁B是 布标阔步观测.地点 镇宁堡
2创u、 6.12 仲
"
10:30 陆 13:50
12 个点
戈嗷滩、挺挺灰 色的片粉和有
英白布自划等
立阳.10.咱 1日
11 咽49
-14122
4 个点
~IÙ.ll
10:47 自 14:45
7 个点
布标 2运用跚地 物问参观测
布辅:及周阴地
物网步观测j
3
*矿克惜特性研究 续我 新疆东天山(:1:，磁东叫岔口}试礁陈
?问北张建京口去失利L-Jj乐城试股原 t作
精射
标定 测试
说
|工作最
顶"
1999, $, 25 2s
明
剖期
工作量
时间
说
明
16/1"甜点
"条
土敏锐锦矿
1997.5.9
10:05 _ 15:4R
20 :::提
D ，烹。"号点.肯矿 光谱测 11
2悦且 6.12
10:05 呻 14:50
m
l佣7矗 5.
II
1O:l7 -11:43
1997 ,.5, 15 110:30
-13:∞
_W'
1997 , 5.16
密布
1997咽 5.18
11 条
9 ，展
D" 烹 D21 -11普点，岩旷 光滑测最 D坦歪归国带点，告旷 光谱测量
11 个点
雷
… v
岩然剖面光谱 w:口 6.13
10:17 -16!lO
7 个点
测量(第三分 区)
细而'2， 6.14
10:30 叫 15:54
4 个点
2制)2，
12:∞阳 14: .50
4 个点
辅佐光谱测镰 (第三分区)
一一一一
15:帕崎 15:50
9:26 吗 10:27
4条
S 条
队和 0" 密矿光谱
测最 东坪金矿区光谱测 最
香"铜像矿
6. 15
光谱 13:10 阉 13:25
2条
二ι 遭询俯锵矿矿踩 光满测最
者俭倒阁光销货 测最 绪性剖面光谱
2明足，币.18
10:26 耐性刷
5条
测麓(第一分
ß)
'吁外 测试
区矿化蚀安省
性倒回光满测
2ω2.ι20
l1'∞呻 15:48
10 个点
香山东搁"镇矿 矿区2阳带测，世 金山金矿矿区
1997.5.
n
附:刷刷 15'哺
3条
时7( 黄土#险金旷)
2刷)2.6， 21
11:20 剧 15:55
7 个点
矿化饿费精俄
剖面光谱测量
8 个点
香山锅…橡矿 矿化蚀受精性 削凶光健身测量
+白白白白
咱…m
沿;河谷实测精
1997. S. 23
11:20 句 16:55
12 ~民
日~g 望口拮点
立即'2.6.23
10:32 由 14:3臼
9 个点
性倒回光谱测
1:(第二分阪〉
1997.5.25 1997.5.13 1997.8.8 斗
岩石
13
标本
1997.9.2-
先前曾
多
测试
1997.10.15 伽
18 1999.1 J.26
10:32 -14:38
3 条 51 条
14J提
19
i11
39
l提
18j展
0" 、 D" 糊口掉点 在纽属非L!要拥待所测
试 .0 ，歪风， .1怪 传品实尊命案测战， D" 翌日m点 岩哥r 鉴定切片光精
陋的'但前曾测试
阳也口 29)J
237
~民
航;j!巾心实脆'"
岩矿梯晶物来先渤 测试 异常点检查化学分 析样品光谱
35
成悻此培先告矿识别方法技术研究如影响因素分析 然表 新疆京天山(土锺lIi…工站 n )i式舱眩
问mk寂 fl 主持 ~L-bÌ\飞城鼠横陈 工作
日期
项目
时间
说
工作量
明
U
时间
朗
』晶晶晶晶
说
明
双向反射测试!样
1997.1 1. 5 附
号，
104 条
8
B'_1 、民 1 、
ßll~1 相 BU， _l
光变试i验异曾 i|1997, 11 15
双向反射测试，样
33 条
1998，章.5
不同 条件
下作绩 晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶+晶
q. ， 8站】 t
不同事坡度光1瞥测试
14 町
样号， Bl:(i_1ó、 B~IH 、
19 条
B 1 ，，_)相 Bl-\ .l 4
1997.12.26 -
16 条
27
晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶悖蜻
岩石精末样品高温 加热后光惜测试
可，峙
右矿
(块状和粉末状)
2002.6. 12 -23
"金会
1997. S. 9 吨 25
采样
10 肿矿物光谱搁试
"条
1997.12
120 块
中嗣冶金抱质 始矿
"件
1997.10
抱在定 ……
地将脆地质所伍笨 警研究员拖到世
2∞3.6-10
"件
调查工程总局
|…'I!定 隔测战中心
晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶......-矗
光片
她科院矿床所撼缩
6件
19白7.10
鉴定
循研究员鉴定 ………叫…
中阂冶金地质
化学
1997.10咱 26 仲 1 1.
分析
国家地质测试中u
26 件
24
2003.6. 23
~
11. 22
21 件
调盗工程总局
…隔测试中心 4件
样品
1997.12
加饱
清华大学热力学实
(4 费事如
每件)
8金堂
不阿
也件
戳" 加了
1997.11
'扣阁地质叉学(
(4 等组/
每件)
Jt
京) 咱
数筋
1997
处理
绘图
1997
~199S
-l~S
.583* 200 余张
原地矿部航窍物探
遥感中心 Jl(地矿部航空物保 遥感中心 」
3.2 3.2.1
.... 组阳咀 -2003
297 品
中国国土资源 航空物保避'自 中心
2刷)2 -2'朋3
的 15
m'
中闹闹士资源 航窍物保遥感 中心
:l告矿光谱特征分析 螺丰七赤诚试验区
3. 2. 1. 1 光谱数据来集 本节的粉省光锵特征研究分析对盘均问北张家口试脸区的辛苦也样品。野外量去衍光谱测量
36
3
若矿先谱特性研究
主事在 1997 年 5 月份开展，其时试验区榄物刚开始发坪，给测鳞工作带果很多万便。测量仪 器为 GER ..IRIS …回去卫外智能光踏仪。侧盖章时间为 9'30 ~ 17'30. 大多在 10 白 00 -町、 00 闷，
光照Iît:…般在 4 万 Ix 以上 ο 理垂直测盘商1ît:1Y 100 cm 左右。 测量来F自由j 丽和南重点相结合的万讼，根据试验区的地质情况和研究目标，经踏勘后，海摔
了
1Æ大的如i陇削醒目以且阴晶小创削(凶 3~2 叩 1) ."P 四自嘴吉普中L 甜狮子沟大剖隘，二三道
向、草坪、黄土壤制炮梁四条小创蹈，井抖克 y.些零散测试点，且共布设测景点崎量在个，包括 了自主内主要代进性的辛苦宿。 m等→地物目标都进行多次测量，井观察和i己最测最费量(测点
位置、日期、时间、太阳角、观楼角等)、天气状态(天气、云晕、云云状、光照胶、风琼、风向等)、目
标特征(地赂、岩性、主要矿物Jll;分、颜色、颗粒度等)在附状;在(风化程度、覆盖物、糖蒜面积 比等)且背景特征等信息。来岩石标本或样品 60 击块，在实验雪在以 !C阳 W 的卤章灯管产生 的平行光作为人射光，对样品的风化雨和新鲜表两分别作了测试，并对其中 39 块梯品作新鲜
切而测试、岩矿且在定相部分样品的化学分析。
'0 霄却时 ehM
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õ-_-~可
nj一了电
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波长/队m
15
2, 0
2.5
报纸/，m
圈 3
-2-1
试瞌旺若干捉飘凯射光暗
队，-.…轻变质"英砂绪 ;B;l7 _1 叫"长石石英精砂岩 ;B组 2
条钱状臼示岩 ;5，岛 1 …混质慧'层白云窍，
'.什一断层角砾岩 ;B29_2 一一花岗碎裂岩 ;&"_1
石英岩
盐1 了弥补实地测试岩石种类的不足，对零黑点或实地测试有闲难的蝴点，粟集岩石桥本异 地在自然光照条件下测景其反射光谱。异地共测最费而一光谱 25 菇。
3.2. 1. 2
沉和嚣的光谱特.)业分析
沉积告-'È事要出露在试验区克南角，所测黯位有轻搬'lI;~置的滔英砂辑、长{i'{王盖在精砂岩、菇
带、摄妓状及l!!E需再睡应臼..粉、{i'~斗封建事，其中有些为经断裂作用改造或光填的断层角砾岩和 花岗质邮裂辛苦(费 3 … 2 寸，因 3 -2 叩! )。
沉.11(，封光峭的吸收谐带主婆是碳酸根谱带、粘士矿物产生的范基和氓的强吸收谱带、 Fe 3 +
且Jt Fe + 的宽辍吸收自费带。特征叫般较清晰，受到不透明矿物的影响 mtl 1iJ能减弱。 z
jk {i' i列英粉砂岩 (B~1_ ，)吉削%荷英，硅质胶绪。由于 SjO~ 含量很高 (9 1. 54 啊，光谱反 射率较大。 可见 0.95μm 处 Fe~+ 的弱吸收谱带， 0.5μm 处铁离于吸收谱带清晰。1. 40μm 处
的接基谱带rliJ长彼方向展觉，王可能是 0日的分布较无序的变化所致。1. 9 川和 2.2 阳处的 控基谱带明显， 2.35 阳和 2.45 1""处的恶毒谱带微可辨识 d
.1 7
成悻此惜 j在矿讯别方法技术研究加强3 响因辈分析 .3 阳 Z 寸试瞌臣稿于抚积攒光满特征 测点 1 样品 号号
野外定利
健下定和
常红色
紫红色断
砂@乐绪
Ii!角砾缎
先给性组〈段) 戒 !l体时代
主要矿物
主婴化学成分
被谱特征
WB/喃
。.75 峭 2， 50 阳1 较平:ll.'虽!l
Bm_1
J"
"唱左右:
铁质版出药物
倘低， 0.93 ， 1. 42 ， 2.22μm
BZ9 ~l
石 n英 砂省
斜长有，"
(11.72) , F，吨。'~(5， OI) N/lz O(2 4Q). K, O
奖，树长石等
(1回)， re。但却)，
钱化铁质 填充的花 岗质碎
J"
裂每封
阳谱带中等
弱
!5i{\(59 创)， Al丹
D, 9 紫红色 K
1. 93
民石，石爽，
, 可 H拍拍 t 苇本一辙，但精带相对 较弱
H l O'(O. 55)， C且》
(1. 40) , Ca，(队组)
D"
蓝白也 K 轩微费股 B" …' 有石英 石隽砂椅
SiO~(9乱怆)，
Chd1
砂绕
碰质脚踏
! FeO (O. 40) , lI:! O~ (0.41) 也，i~(9U4).
黄灰f!l K
υ"
。"
自31 ~J
石石英 砂绪
H寄电 4
低有石英 精砂翁
条常状
条纹条带
白云与当
自呆着
有 ~(60喃)，
Ch,
长岳阳。呢]， 碰质脱销
Chg l - )
AllO)
石英， K 石、(1. 46) ， fe，O唱 (0.17)
刊， 85) ，
Al20 1
K, O( :1l6) ,
t''':!Ù J (O.13) , t'eO
(0.18) , 11., 0+
(0.惆)
,
O， 5~ 1. 30 ~mÆ挂上外精势 s 1. 93 ， 2.22 相1. 42 阳谐带 较强舟.93 阳n 弱
眨射率值 509串左右霄从 O. ，陆
1. 30 1. 93
~强谱带，
2.22
~中带偏低
I山盟上奸跑婚 i
1. 42μ田， t. , 0, 5
由民有 (801串
倒较岗， 50% t(
曲 90%) ，叶
1.制 μ羽导上升状态;
:型
J. 93
绿泥石
制 2.33μ皿吸收谱带"强，
({O悍)
1. 42 阳为中嗨强度 db 线形状、反射秘值 2是吸收
口2草叶
ßV~I
利练器
Ch
4守自E 与 B嚣.，事~*相网，的
1. 42 相 2.20 俞泥服
。"
日晶. ,
中薄层
件m 葡弱
总体筑鹏以上 ;233μ川强峨
Ch,
白云岩
收， 1 佣附中等，缸"川1 特 征货且较槐
长省有英砂岩 (B到…， )矿物组分与 B" 什相近 ， Si0 1 青最高达 96.72% 0 新鲜丽景灰白色， 以石英为主，石英碎屑大事已熏纺晶，青少量~布，颗粒较坝。 J愚体反射事极高，吸收谱带特低 清晰明鼠，吸收强度大。1. 40 机m 、1. 9μm 和 2， 2 IJ-ln 附近的重董事在谱带尖锐， 0.95μm 处的
Fe + 吸收i曾带明掘清晰。新鲜丽光谱可见 0， 65 "'"处闹 t是衍分解出的 Fe 3 +形成的弱i昔带。 2
风化丽和切丽光满载体反射事降低。 白云辛劳 (B组， )主要矿物 3印刷泣石，肯约 10% 叶嫌槐衍。光谱中 0.5μm ,1. 0 J.lID和
0， 7μm处可见囱 Fe] +刷 Fe 3 +离子引起的较宽缀吸收谐暗。1. 4 阳1 处的控基谱情较剿且宽 化，而1. 9 阳"处的吸收i替中骨肉长彼长血肉吉普移至 L 93 川1 附近，强而宽的谱带我明样品中* 分子"，.盘较多。持击毒f曾楷壁画量睡盘根 2.0μn 谐带的靠晌，两者形成一篮合懵1惜。风化凶光懂
中可见 2 ， 1 协m 附近的异常革分子蹭锵 ο 由于 Mg 胁。H 谱带的影响，已。;·离子在 2.30μm 附 近的吸收峰发生了草草移，在 2. 33μm 处形成强闹清晰的磁酸根谐带，井基本掩盖了 2. 2 "'"处 的数基谱带。 有英矶、绪和白云岩反射率普遍较高，一般在 75% 左宿。吸收特在H且强，1. 4μ阳、1. 93μm
38
3
j告矿克谱特性研究
和 2 ， 20μm 处的吸收都较强，说明官们不仅商宵 OH 矿物和量商品华分子，而且 0日一以及格品
也分子处于商应有序状事。陶于二三价铁氧化物 Fe ~ 0 的电荷转移，这几种草皆有的反射曲线从 0， 50 川1 左右向蓝彼方向，急剧 F 降，且在 0， 50 川1 和 0 ， 80μm 附近可见到吸收特征。
.fi英岩 (B 1H )O.50 阳，、 0， 65μ泪和 0， 93 阳'附 i丘有 F，'。离子的电子跃迁躇睛，
1. 40μm 、1. 92μm 和 2 ， 20μ峭的吸收很强，是石英辛苦中的结古自*包盛体和啻有的粘土矿物 Al OH 基因所敛。 2， 35 川和 2 ， 45 阳处也能见到较情麓的吸收谱带。 :tt岗质畔裂岩( B"q 同，)的长英脱碎腾物为紫红色氧化铁!ífi:物所胶结或充填。紫红色断层 角磷岩 (B2\I 1) 矿物组仕相近，但颗较较大，最大颗较达 5 -6 mm ，铁质物胶给 u 它们的光谱特 征相似 e 受舷铁矿等不透明矿物的影响，光谱粮体对比 I!t 不强，波形较为平坝，反射率较低，一
般在 35% 以下。谱带中 0， 55μm ，0.65μm 和 0， 90μm 附近可见 Fe~~ 形成的吸收谐带。1. 40 μm 和1. 93μm 的楼嘉谱带微弱可见， 2， 20μm 处 AI-OHI曾带清晰， 2 ， 35μm 和2 ， 45 协m 处的 窍革伴随谐带隐约可辨。
3, 2, 1.3
岩提岩和义山岩光暗特征
丰/Í(测 i式的挫辈革址和 ;!uJJ 皆有角闪辉有密、透辉密、流统密、粗货精、角闪梅、二长街、正 K 辛辛等等。它们弱光谐特征见姿 3 -2 一 2 和图 3 户 2 户 2 所豆豆。 '曼 3
洲 战
柑品
-2-2 试验区主盛缎黎绪秘火山辑先偏僻怔
耕有名称
镜下
者性组或
(野外定名}
定名
岩体时代
:E奋起矿物
主要化学成分
被诵'常征
w" 她
0， 5 斗，阳最上升
角闪辉有着
0 , B, ,
程化;在 1 咽 93μm 中
(!夜袭警包)
.,
等强度晚收; 0.93 飞
{趣者在性攒体)
1. 42 、 2.30
和，41)
阳为弱吸收 透解石 。.
Bl!'1
角闪'靠有精 (趟基性岩体)
递解岩
的
(90% )‘蕾铁 矿及不透明 矿帕 (10%)
。" Bw 斗
斜长锵民粉
Si01(48. 9!í) , Mt;O( 16咀 08) • CaO(2 1. 7日)叩 F吨。， (5咽制 J ， 反射 H郭中等偏低 s L 04 fUII谱带lR宽，其 FeO (4.70) , Al .O,dL67) , 他很弱 ",, 0+(0, 22)
普通角闪石
反射率筒中等偏低 4
，斜 !Hi
从 0.5 ~2.5 """，垦上
选樨斜
45%
低角的
30<串，激辉
升趣~\1.
石、角闵有
2.42
10% 町'"岛
收谱带
精
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93 , 2. 30
和
I阳盯见较扇幌
掏钱是略上升翩势，
D"
B" 内 t
斜长角闪岩
(灰像色)
值T-姐过"嗨(1.
^'α
93
制 2.35 忡由问JlI糟晰
吸收瑞带
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抖，据僻 íií 则 "5 付
D,
B~_(
条带状?昆li> K岩
.Ol
缸""'"上升，吼币制 2' 阳为下降， 1 囚阳眼
收明显，也 93 、1."鞠 22
"'"极尉
39
成悻也增黯矿识别方法战斗志研克和部响因最分析 续费
指4可名称
点悻品{野外烧4"
DIOIB )O _l
D61 B6_1
榄挚二长岩
石英二1<辑
镜下
留45
蜂拥有
化工1< 1
与自
高龄土 化石英
正t史密
精性组钱
主要矿物
辅件时代
交望能化学锄成分
斜长E45鸭. ~i旧0，川(6曲O. 创 )L,
柳位ß45饵，
, .,
川"‘3
啡。:-
脚石 5% ，确
Ilèii ，拥有
磁谱特征
问/
I ""'10) (2. 3的. r呻(I， 74) ， K~O(4， (7). CII.0(3. 拥) . N", O(594)
lL+9归3 阳n 较强眼收'
1，4ZJL20 璃l2. 35 阳咀 峭
, 1110'(0.10)
做条直tl止石 i01 (74. 86) , AI, O, (13.26) ，反射率 45%左有;0. 93 、 刷]悍，石3> 民主。(4， 67) ， Na， O忡.，时， I 1. 42 .1.93相 21 ""，咂 I 15%. 条块 tt FqOs(0+39) ， FeO忡， 47) ，收谱带中.1.仰，...最
石 d 商岭土 化
H, O' (0, 26) z
强，1. 4'1 阳丑次之
从血 4 啕也"阳曲钱
细粮石英 D7 I B _，二*辑叩"， (灰白) ，
k 升，0. 7.5 ~2 细川 刷锅JftH.;t93 j.I.III强 1: 收， 1. 42、 Z 盟、 '35 阳 Uh等偏冽
I
。咱 4- 1. 80.."rn 呈上升
1)~ID~_11 *~tt:j'习 DnIB" , 1 {1 :h古叫且血
趋势，1. 93μ皿中等强 度， 1. 42由，、 2.35 i辆
可.，
1 直)μ皿啊
斜*石 40畅， ISio， (74.80) 企+划)0，(13.58). 反射串值的""岛;从 n "101"10_1
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τ，当哇~占儿~
吨。.~
条段长石 N，内。忡.84 )， X)0(4.41)， 10.7 斗+到协m 刷揭鞭
145% ，石英 " .... 5IE喃石，帽等罚金嘴
I
平直;1. 42 和1. 93 阳1 Fe0(0.41) , H 2 0ψ(0.14) 收收明显，其他报剧 Fe20 , (O.83) , .~!、.，飞
O. 当什 .J /Mll!盖上升
变化;1.3 -2也 15 平
D~íB6"1
础性花岗量~
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势; 1. 93μm 强畹收，
直 ;2.15 以后下降跄 1.岖， 2.2 协皿娟
Dll I B:n I
斑收花岗辑 碎岗裂辑花
~-I
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25~串脯，。怖， 斜t;::;q 10辄 -1'4岛
Iß'J~I
1J D
将阙岩
1t岗粉
H
附."明3
，、" 3_11 且J曲'I
D
细位辉 -tl r
角闪
工长粉
可y;-I
球恤
正忙街
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1 2 . 22μm 、属中等强度
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弱.其中1. 93 极强 特征多目较娟;1.的
I。咱9l、2.35 ~切川先锁中啡， 11"m 校萌
I
μm 深而宽.
止长石."串: m(.'
E屯。 φ (1.26)
反射事债 50<;导以上， 何!<石 10嗨， SEOz(71, 76) , A1202tl209) , Oa5"1+30μm 呈上升 抖 !<JO喃喃石 K10(4.97) , NazO 忡 .33 )， 越费 1 1. 42 , 1 的相
母、憾
中挝工!<花 D" 日11.1且 岗精(肉宜I缸)
I 1',,:! O, (3.02) , FeO(L2 2) ,
1
1'" 、蛐虫石
10%
0.93 、 1 ，42 、1. 93\ 自.iû!(74ι7哑)， ^1~03 (11.74) ， 12.22 、2.35 租2.42 μ 11 I ~O( 5.o.~)， NI"z O(3.I7)， I I!l收情带中， L 93μ皿 Fe~l"'l , O, 飞(1.'''~I ,
54、 F呻(1咽 29) ，较强， 1.42、2.2、O. 的
"-"~';~:;~;:;
氏之， 2.35 、 2.42μm 很弱
40
1. 42 、
3
j自矿J!.谱特性研究
---_.
缴税
告时 D"
B" 咽 l
稀有名称
像 F
错位组盟成
(野外忽忽)
定程
岩憔时代
主蛋化学成分
主要害矿物
Wø /
被谱特征
%
槐搁，吃正
。当幽>l0μ刷上升趋
长骤缔戒
静，仅1. 93 和 232 "'"
次相安省
可见J弱吸收符征
0, 75 "2， SOμm 'l'l! 球粒状
iE长流揭
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正 JC箱
5骨!『 1
略降， 40'串- '0悔。
班长Æi
L 的占山中等， 0.93 、
1. 42 , 2. 22 ~弱
。" '..句 l
斑状流钱者
徽晶质快苟 ω% ，荷英
首配绕着
30惧，距拉布
Si~(?6. 91), A4 0l (1 2. 剧， K~O(4.84). 四吨。 (2.1町， FfI:l O)( L1们， F，凶 (0.8) )，
10.
H哩。咿(1.俑)
D..
'.ιE
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1. 42 、1. 93 、 2， 22 糊
辉石等占
2.35 阳吸收根躏
40%
D"
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球状剿
龄3夜精
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.,.O(3 , 81) ,
K~O( 4, 30) , N
俯吨，斜低 7j'、角间石、
iWl吸收较
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石、角肉有
自iI<状告生苟
2.22
0.6- 2. 50 阳下降黯
""非，斜长
索精
势险值''''定有 a 。，"、1. 42_，1. 93 和
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组条状长石 B在状粗
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C呻 (2.
'军石等自 40%
S9)
， f'，吨。自 (4品 72 )，
M( 口.7的， C句(1. 48) ,
H,. O+ (1.1 3)
"随线平惠'各下降，皮 射率低于 20'也 .1.42 、 1. 93 和 2.22 件m 咂收 很弱
8c BJ $-! "阴川剧
曲 '\M 笛W 四
Z M
20
05
1刀
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2 ,0
11 1< 1μm
因 3 …2 …2
25
10
1.5
20
2.5
被保/川
叫验区啻干辑浆辑和火~(岩若有反射光谱
凰 13_1 …花岗绪，凰l8_1~饱锦维也画 lJ _1ω流线指 "ωl …金毒犯有化_JC梅 ;8 10 _ 2 -年避'军斜妖角闪君去， B 怕也 t…藕(~欠辙紫若曾"川和 8 19 _ 1 …继位状正议揭斜长石密脉 ;B11_1 …叶之长花阅绪，凯，…石英二後纷
流纹岩(日协， )薄质商微品长百利而英组成，斑品以 IE*有利布英为主。光满1. 9μm 吸
收谱带清晰，1. 4 川和 2， 2 酬的谱带较弱，说明其粘士矿物自r:l;极少。 0， 45μ阳和 0， 9 川 附近的宽缀满F带是戴质中之价铁辄化物所产生，战谱带在风化面光谐中褒现更为明显，附且 41
成悻克谐蛊矿识}i'J ;;守法拉华研克和奇怪响鸥常分析
0.7 川附近的时+吸收谐静也做 'J 辨识 ηE旺状串且安量去 (B I60 ') 光谱形状与流绞楷书~j均相似。 陈毒草花岗挡 (B)l_l) 型肉红色，斑状生气陶，斑品主盛为长石、有爽，基质如脚长石、斜位布、 百巢，食少量的黑泣俘帮赂色矿物，并充土具有揭恢矿等蚀1!'矿物。J't ì萄1. 4μm 粉1. 93μm 处
吸收谓带强烈，世谷可能含较多的割草 ili包体事 α0.5μm 附近的锁商子吸收谱带明显， 0.7 萨m 附Jl5;的宽缀谐带是由 Fe +引起， 0.8 州1.2 μm 的宽渊明显的语带应是 0.85 协m 附近 Fc" 3
(1'í'
3
篮 3.02% )的借怡和1. 0μ.m附近 Fe ~ (含量1. 22% )锵静的综合作用形成。 2.2μm 附近的 经基吸收谐带较明显，主要是长7j蚀变为高岭右后引起。 2.3 阳、和 2.35μm 出现的草草委主慕伴 随i普情问能是由于微最黑岳母蚀变为绿泥石所致。
花岗辛苦恼列， )主要成分为掷ti:7j、斜长石相石爽，花岗销构。1. 4 抖 m 以后光谱形态与陈 裂花岗告相似。切凶光情 Fe"" (0. 85μ.m)和 Fe" (0.95μm) 的吸收i曾带分离良好，假谱带微 l
弱，表明铁的古最较少(约为 0.77%) ，自然阳光谱中可见蜡值夜 0.45 阳1 和 0.5μ阳的 Fe +
i曾带队。‘ 75μm 反射事向银波方向靠剧下降ο2.2 酬的强吸收同样最高峙士所引起的。由 于铁的古景校少，，\丑体反射率较碎裂花岗岩明掘要商。 二长花岗翁 (8 1J…， )与花岗粉 (8]1 1) ---~样，在1. 40 阳1 、 l 守 93μm 租 2.20μm 扯的1曾带都 很珉，说明两者的成者损庶者在本为中淑(地质部情报研究所， 1980) ，但二二民花岗世 0.93μm 处
F，'牛肉于跃洗宽谱带明缸，在 2.30μm 附近有比较弱的吸收，在 0.60 川1 处反射事向短被方
向急剧下降。 有架之长粉(日胁， )主蟹矿物成什 JJ斜长石、做斜拉在和约 5~岛的目爽。光谱较如平剿， 1. 9μm 处的吸收特征明显，1. 4μm 处吸收谓带较弱， 2.2μm 和 2.3μm 附近榄弱的经基谐带
囱做盘的高峙石、绿泥石和牵挂帘有引起。 0.45 川和 0.9 川附近E可见 Fe 2 + 引起的做弱 i蹭带。 2.35μm 处的悦目司谱带可能是处于不问位置的经基引起的伴随懵静。 去最槌石化二三长告 (B IO _ I ) 中斜长王王与树长7j相互镶嵌，总量达 90% ，井吉苟辉有租少量的
磷1正在、磁铁哥、等国4矿物。斜长王玉和辉省巳部分辈革混在王化。光谱中1. 9 阳的叶飞吸收谱带明 显，削1. 4μ" 的谐带洲 2.2 阳"、2.30μm 处的辩基谱带都很微弱， 2.35μm 处有绿搅石引起 1
的 ~l 路革谱带。 0.45 件m 处 Fe < 的谱带明显，其他铁离子谱带都月在清晰。
球粒班长岩 (BS'1 )主要旷物有自l形球粒状íEti:有集合体和电蓝少戴晴包矿物σ 1. 4μm 、
1. 93μm 和 2.2μm 的水相接蒸弱吸收谱带明肢。 F\:?'
-å: O. 7μ.m 朝 Fe
2
+ 在 0.95μm 附近的
宽缓谱带清晰，在 0.5 协m 附近可见明植的铁离子谱带，表明岩石富肯铁质。 2. 35 1=和 Z 咽 μm 处有弱的税藕伴随谱带 p E现状制安岩 (B I6 _ 1 ) 呈褐肤色，自形斑品有斜长石、日蚀蛮的角闪石和掷石，黯质为微晶斜
ti:石、正怯石和破璃质，克壤有少攘的磁铁矿。光谱刷钱较为:iJZ坝，大:11暗色不适量明矿物的聚
集降低了精布的熟体反射事和对比度，ffi仍然可见1. 4 1= J.9 川、2.2 仰和 2.35 1=附近 例规棋和水的满带，铁离子谱带撒弱。
混辉农 (8)8.' )新鲜朗;在灰绿色，透辉石含量达 90Q毛.可见磁恢矿经脉收克填于透掷石粒 l闻就跟隙中。血谱中1. 05μm 附近的 Fe"+ 谐带宽 l而擦，0.78 1=附近的 Fe' 噜常带微阂。新鲜 阳光谱中元啦和路基吸收恼僧，风化阳光谱1. 4μm. l. 93μm ，2.3 阳1 罪U 2.4μ1 的挫基锵锵 橄剿可见。风化程耳光谱中可见由F'e' ‘等引起的自 0.55μm 处向监彼ti: 区的反射率陡降，在新 鲜潜在疆和切削光谱中则表现为 0.45 川处的时+吸收i普喻。 造辉斜 ti:角闪皆 (8 10 _ 2 ) 呈~绿色，主要由普通角闪省(吉量约 45% )、斜t是有(含量约
30% )和透辉主王(含盘约 15% )组成。波形与透辉岩 (8强， )类似，反射率较低，谱带特1JE半明 42
幸矿丸懵特性研究
3
鼠，只有1. 9 阳1 的准分子谐销、 2 ， 3μm 和 2， 4μm 的持者在谐带有较明显显而(自然阙)
,
0、 7μm 的 Fe +澜。‘ 9μm 附近的 Fe + 谐带仪tE切削光谱中较为明掘 n J
l
球位状正t生也(日 19 - I )各搅带都很?青晰，以 0， 48μm 、0 ， 93 阳、、1. 40μ，ru ，l. 93 川I 处较强，
2， 20 川B 处仪之 .2 ， 30 协m 和 0， 65 m 处较淌。表明该笔写有世典划中由土矿物(阪1t Al
Mg
OH 盛阴) ，并由相当的 F~J 牛，是 Fe l+悻换部分的 A1J.丰t1 Mg
2t
OH 立命
离乎所致。
细粒 E英二t主岩 (B 7 _ 1 ) 的反射率较商，在 70% iLt,.)À 0 曲 μ，m rû) 短彼方向;急剧下跌。
1. 40 件m 和1. 93μm 处宽而裸的谐带说明岩石含有大盘的液态水包体 .2 ， 20 忡m 和 2 ， 30μm 处谱带十分明蝇，是高峙布和绿泥 E等粘士矿物所致。
花岗岩、工长花岗辑、正 t主岩、 E 英二位岩波形大体相似，它们的&.射率相对较高。 岩靠岩的是主要成分硅氯四 ilif体本身没有光谱特征，其光谱特征都是由岩石中其他成分 所产生的.如产生电子特征的铁和产生振动特征的残毒和事。它们在岩石中可以茹种形式存 在，伯与岩罪翁的基本分子结构没有直接的关系。 岩靠岩从毒盖性叶中性→酸性，一般铁离子的古撒逐渐减少，铁的情带逐斯减橱，知惑和点
的谐带迅速加强，夜摹仿和越基恢宏中，1. 4μ.m和1. 9μm 烧验和华的吸收谱带少见。而反射
率则由自带 Si0 2 窗缝的增加而增如.光锵曲线最商点的波*位置是随着旨i0 1 啻攘的增细而向快 被方向移功。 1. 40 j..l.m 、1. 93 阳1~2. 20μn 和 2.30μm 附近谱帘的强度(探皮、宽度)也随着反 射串时比艇的加强附变得更加突出。
3. 2. 1. 4
变质量的光谱特征
变质岩主要分布在阪内北部的太古字崇礼群和古元古界红旗膏子群内，测试的主要岩石 有各类片麻岩、变质闪长岩、片蒜、大观岩、石英岩等。
白云母石英片岩 (BZ~~l) ，白吾母鳞片与石英定向排列，白云母有时景成薄片，形成以其为 班的条带。光谱1. 4 川1 、1. 9 阳和 2.2 阳 2.5μ.m之间的革和烧基i脚明晶，tE 1.1 35 仰和
2, 12μm 处可见做弱谐惜。 0， 95μu 附近有 Fe 2 ，的宽缀满咐， 0.65μm 附i丘 Fe 的吸收特征做 弱，在切 ilif光i替中 0.44μm 和 0.47 阳1 附近可见蚀弱的 Fe • 懵喻。 1
片麻粉的光懵形状都大体栩{时，整体反射事值在 30Q也在布。 1雪Z草莓角闪斜长片麻密饵]9 _1
)
主要矿物有瞥i且角闪石(含量 35% )、斜*打{含盘 50% )制有英{含盘 10% )，含少量辈革泥石化的
黑岳母。先蹭1. 4 川、1. 9 JUn-..2. 2 川和 2 ， 35 阳处咱忆和经基憎楷明显。风化凶光谱1.5阳1 处可见一弱吸收峰，可能盛处于平问位置的事分子引起的异常谐静。。盯阳处 Fe h 跃 l'E谱带 宵。缀，0吁 45μm 处的谱带是 F. 所引|跑 o 0, 70 阳，处反射事向银彼方向急剧下降。
角闪黑云斜t是片麻岩(且如， )由 i丘似等景的普通角闪衍、黑云母和斜长有组成，含 159毛的石 英，撮帘石和操泥石沿片麻现方向的裂隙充填。:IG谱 0， 7 阳处的 Fe~ +谱带较吉黑云角闪斜长 片麻辑明鼠，表明;lt Fe + 青最较高， 0.95 川处出现宽缓 Fe f曾带。 2， 3μ.m处谱带明最比2- 2 川
1
处强，说明样品中级奇在主要是烧镣配忱。1. 4 "'"和1. 9 1酬的药费和水懵带明鼠.~日1. 4 阳谱 带宽化，可能由于黑云母中郑慕的取向作用引起。tE O 旧 μn 附近铁离于溺带明盟 α
吉布吕酷Ii榴角闪黑云斜妖片麻草叶 (B~H )样品含有石摄等不透明矿物，在Ë~ )Ë秘 il l:影响 了先i替中谐带的表现，尤其切田先谐中吸收特低;r;明显，整体反射率较低。自然丽光谱中 1. 4 附和1. 9 川的谱情可见， 2， 3 jJ.JU附i'í:I'>格辈革镣配{!'i:l附宽缀 .0， 9当川附蜒的 F. 吸收
懵将优强闹清晰， 0.5 阳1 处铁离子懵静明显。 次透辉有角闪黯 (8‘， )与透辉斜长角闪岩 (B JO _ 2 ) 光普雷特征很相似，只是切凶光锵吸收特
43
成悻克惜最矿识别 7i 法拉华研克和tI响因素珩析 '随 3-2-3 测点 样品 号
号
D, B, ~l
岩石名称
铺下
精性组(梆}
(野外烧街)
定~
属院楷体时代
议'最阻着平班属精光词'特征 :E要化够成分
1'J哥哥矿物
O.S~LSO Jl皿蠕慢上 5h
角闪石!斜长
变质闪低着
L 93
有， Fe 2 0)
D"
a~ ，从 t
灰肉包 大赖和
。'.5~ L80 1J.lll略景上升t! 势，特征与
石，纲云侍
闪长翁
D, 84_1
晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶悖晶晶晶晶
斜挺石，角闪
母化变质
化大理
lucl
者
5'_1 同，倒
2.22 川有一娟咂收 O.4~2.50 ""'"呈且体下降
白云石?方解
蛇然石
阳、 2， 35 阳喂收中
等，0.93 、1. 42 阳弱 ._..
拥辙娟 A
D, 8 2_1
被谱特征
_，1帕
鞠势 .L42μm!且收费髓，
石'"也 F 屹就 <1 20%
\. 93μ四较宽儿 34
阳3 中
等 信後离( 50% 以上)，
白色大
Pt IHy
确街
2.35μ抽幢幢幢收，1. 42 、
方解石
1. 93 fI.Il1强吸收， l. 78 、 '.1串串~;J:辅
D筋 B".,
灰白也铜
自 ii;Bj:
云苟溪
石英片
片者
岩
Pt IHq
石英"'% '
1. 42 ,2, 22 阳峨收楝íI\)会
65嚼，白云悖
髓， 0.93 和1. 93 J.I.lU特征 宽且较畴， 2.35 ，2.42 弱
'"串啕'"串
.........
畔
翁揭色透 。.
8. _~
曲辑较平E宜，强度中偏低z
解角闪斜
Aκ1
142、1. 93 、1 盟和2.
t采片川保粉 倒灰缸黯
。"
B,6_( 在"龄长片
。"
1.11O~(
O. S 趴 ， H，
IU"
2. 四川曲线坐上
升简势 1 1. 93 忡皿咂收中等
麻精
偏低，1. 42 、2.35 j.I.Dl崩
灰色角闪
O. S ~2
属"斜 IC
仰 μm 变化趋势问
'u 叶，倒在，.加'""阂，
Pt, Hq
片麻岩
D. BtH
35
艘明显，中等偏尉
\. 93
澜 2.32 附幌收唰强
1.93.1 .42 响12.2 ..，m强哑
商缸色花
l眩 0， 93
肉片麻绪
..剧中鸣'吸收，
2.35 和 2， 42μm 屑暇收 晶晶晶悖叫
p组
风H
1. 93 J.I.lU中等吸收，1. 42 啕
肉红色花
2.20 和 0.93 阳中偏弱，
岗片麻岩 灰白色花
""
B" _2
。B
B" 卢 t
2.33 刊2. 42 件血躏咂收
....
哺
向片麻袋
回电
1. 93 lJ.IlI强眼收， 0咽 93 和 1. 42 阳中等. 2. 2.和
仇"句
〈变质长超 脑脉体)
.....
2.35 削弱 I 咽 93 阳强!!收， 0 归中
肉红色花
等，1. 42 鞠 2， 2 酬蹦暧
陶片麻岩
收 .2.45 协m 剥吸收 黑远去喝如俑，
D. B.
l
揭灰色食 黯云斜拉
角闵属
片麻岩
片屠挥者
云斜长
斜*宿(中最
Pt 1lfq
在〉却嚼，石英
"畴，蜡市<1、 雄现有 5啦，酋 通角闪苟芷胁
44
0.931辆 L 93μm 吸收巾蟠
偏低，1. 42 和 2. 3Q阳弱 吸收
;告矿品精特性研究
3
缀着变 测点 样品 号
号
精+i名称 (野外定名)
镜下 lz卦做斜(黝) 定名
或岩性时代
主要摆矿物
才k要化学成分
彼谱特征
础 ，J% 』晶晶晶晶
黯百母 30喃喃
街边角闪石
含刽景
D.lI BJI 1
角阳确云云
石榴角
9树长片
闪属及
'陈岩
斜长片
矶 ， H，
麻岩
'"岛，石英 "俑，( 1,* 石)石楠予高
"
......
..
石榴透麟
。" 8 )4 "1
10'导‘有锺 "品，斜低百
'"
, P<， O~(O. 6û)， K, O( I. 66) , CaO(6.46) , Ti0 2(2.14) , N坷。 (2.79)
Fe l Ol(8， 1川， F.o口 .06 )，
石角闪斜 长片麻岩
。"
宙黑主主
角问8时
民片"能
(魏低而)
50号岛"有蕉
''''
石墨黑压A
斜 tc 片
1. 93μm 宿…中等偏强嗷 收情带， 0.93 ，1. 42 翻 2.l。 阳辅眼收
03
f.I.IlI
'it收宽盹1. 43μm 萌眠收
>0俑，提云母
岩
μm 一直处于上升状态:
l.何 μm 强暇收，1.
35畴，斜长石
/\rCI
反射事曲线从 O. l 阳l.盼
"， 0 咿 (2. 幽)
片麻启
揭灰色黑
8 19 _1
MgO(2- 98) ,
A,cl
角闪斜拉
普通角闪石
BYI~I
SiÜ:! (峨们)， ~Ü:! (16. 酌，
Si~(炼自3) ，
AJ, 0 1(14, 55). 1. 93μrn 中等股收， 0.93 ,
MsQ (4λ02). N~0 (3 .79) ，
1. 42 ,2. 20
c.o， ι (9)， f，吨。3 日‘四)，
的暖收谙错清晰。相对被
K, ú( 1. 56) ι()t(O.42)
,f'eO(5. 91 ) , , TjO~(O. 75)
和 2.35μm 舱
弱，1.50 阳'!lI:可见曲曲萌的 眼收惕带
1ω 』山处宽的中等吸收，
1. 42 和1. 93
IuCI
酬处的中等
吸收， 2.20 和 2.35 协m !ll:
麻者
的确吸收 角闪石 50协.
。‘ B'_I
石铺递解
次是最辉
角闪斜长
石角闪
片麻袋
指
AtCI
次选鲸百
反射事比较低， 20% 左右，
...，岛，做斜长
在J. 93 和 2.35 f.I.lll处有
布，斜长+i
比就清楚的吸收幡带
>0% 征较明匾。切商品新鲜削光憾在 L9μm 处的吸收特征远不直到风化进阎明显，说明风化褒 m
i皆有校 5 的*分子，税切阔步t谱中可见的 2， 1 川处异常烧基潜带在自然阳光谱中很微弱。 2 ， 3 阳1 和 2 ， 4μm 处的主益基锵带均有显庙，但仅在切凶光谐中可且铁离子的精谱带。自然在
附含有较多的不透明物质组分 ， E巨抑了样品的光谱特征。 虫草礼绪都( AICI) 蛇纹石化大理岩 (B 4 _ 3 ) 蛊灰白色，主墨由自去革牙利方解石组成，古 20%
的蛇纹衍。 0， 45μm 和 0， 95 "'"附近可见蛇钱石中的铁所产生的特征谛带。 2， 35 阳处碳酸 粮谱带非常明显，在嫌被t支边表现出其特有的肩带，由于舵纹有中的 Mg-OH 巍阔的作用使诙
谐带具有双峙的特征， 2， 30 件m 附珑的吸收极翩。 2.14μm 处有磷酸根另
较弱的谱带。
L4 阳1处的谱带强削尖锁，表明晶格中青有较事的结构水，并且是高质有序的六次配位的人 面体结构， L9-2.0μm 处出现
宽而强的吸收特疵，是由1. 9 jJ.nl 的规藏谐带和 L9μm 、
2 ， 0μm 附近的碳酸根谱带震台而成的。
红旗营子群(阳， Hq) 白色大观态(日21 ~ I )方解石含量 100%α 先谱刷线形状坷蛇纹:ri化大 规岩类似。假反射事债哥哥高出的 20% ，且 L 93 附和 2.35 "'"处的吸收深度和宽腹部更强， L 40 "un 附近的吸收谱带:l!:1l.较浅，在现为典哥哥的 CO; 的特':[E.;. 变质闪位精 (B 1 ~ 1 )和细较锅云云母化变质闪快粉 (8，_，)反射率低，…般在 20% 左右。光懵 曲线形状在 0 ， 4!) - L 85 "'"段上…附相似， 0， 48 川、 L 4!)阳、 L 四附和 2 ， 35 川的被带都 很明撮，很由于踪者销孟母含量多， 2 ， 25 M刷 Mg-OH 的振泊潜带J!!!虽。 0， 48 闷的谱带和
1. 0 f.Lm 附近宽而惰的懵份为.F'é~ 所引起。 45
"埠此谐绪矿识刑方法拉本研究和部响网章分析
S Z;母石英片农(日13 ~Z) 衍洒在乎 (K I Al , [AISi , O,,) (OH) , I )肯贵在 20% 喇 309毛。光锵与
闪长椅摄本相似，枫反射事要商lO %lê右。 0.48 川、0.65 川、 0.93 阳、1. 40 川、1. 93 川、 2.20μn ， 2.35 川1 和 2， 45 ~m 的潜带都清晰 E可见 ν 真中1. 40μm 和 2.20 ""'阴谐带部而尖 悦，是白法峙的生在构71<分子和Al
OH 辈革则所致 ο
络上所淫，随着 Y!: ll宜作用从椅到源，谶带特征…般 i重渐加强， 2.20 川1 和 2.33μm 处的谐
带最 11突出。中B:不同时代太理糙的光蔚特征(尖锐性、吉普腔、双降等)整异很大，说明其变质 的条件很平相 l词。红旗告辈子群大理岩I!!i'纯，色臼，反射率商，具高典型的微酸根离子吸收特征; 续非L群大型绪皇艇白色，蚀变旷物(蛇绞 n) 的光谱特征明盟，1. 40μ1 附近的尖锐峻收峰说 明该岩石中含高度有序的结构准 (OW) ， 分市段对应矿物晶体的八固体六次配位的位置上， 变质温度要低于红旗肯于群大理岩。 8ο
6D
总\树都时向
。
昧、棉篇回
20
0
05
10
1_5
ú5
2.5
2.0
被低 /μm
E目 ]-2-3
10
U
2, 0
'::.5
波长 /μm
试验阻若干变质岩应射光谱
B11 "1 斗白色大理绪 18"'_2一白云母有笑片糙。 B'_9…舍身民兹角的斜妖片脐带 ;B:汹 1 吨角俯身黑瓦斜长片 眯街; B1 • 1
变质闪长费 ;8 1 _
1
细检绢 i?-Il母化变h也均长椅 s 弘一 3
黑"斜低片"陈绪 84 _ ，
3.2. 1.5
她纹石化大理绪 ;B:W _l
次选能角闪挫斜长片肉保岩 ;B'8"1
苟销角闪
黑云斜低片麻岩
矿石.11..蚀辈辈革光谱特征
对赤铁矿、东坪愈矿、黄土梁金矿和三 i草沟;1:金属铅钵矿矿石和主要倒岩进行光谱测试，
分别分析各矿B:岩矿光谱特做(表 3"2"4) 。
3.2. 1.5. I
东坪盘矿阪
戚朋类型为;1:源热液石英脉那 α
号有英矿脉，盘主要赋存夜石英脉中，赋矿国岩为有英
二二怯岩.周粉蚀型~'Ë票为柳化、嫌 ìlil
穿过…号脉的剖丽所侧的精旷光谱。矿脉、蚀变挝、网袋且体光f雷特征大体相似， 0.93 ""10 、 1. 40μm 和1. 93 阳1 附近的吸收谐带队旷布向网翁依次变驹，说明从矿脉经过蚀坐椅到图器，
密布中华分子即满腔有序状态变为无序状态.纷构在成分躏少，继古自串分增旦在 ;2.20μm 附近 的吸收特征的变化指泌由 AI-OH 的蚀变矿物绢岳母一商岭石依次减少，磁化、何化变淌;而
2. 30
川1 附近的吸收将征盛放齿 Mg
OH 基凶的矿物(绿泥百)依次增 2草。是最泥石化程度变
强(阻挡除外)。该盘矿蚀坐带的蚀置类型变化见我 3 一 2 ~5"
46
班矿克懵特性研克
3
褒 3 -2-4 动测点 样品
野外
做号
定4的
号
镜下定名
试幽阻矿有制矿化蚀噩箱'怕僧'非咂
粉性组(群)
成份体时代
主要矿物
主要化学成分
|
被精盼怔
w.!嚼
债校低 ， 20% 1i右. 衡状荷英 赤铁矿雀i
"英(ω幅 ).ii如 ωA
赞矿(细节串
H
自i01 (41.1I)，
f'e:Oj(53 , 97) ,
日 .4 ~ 2. 5 1翩翩绒 平直， 0矗 90 件m强哦
Al zûJ(2. 34) , .'eO(0.59)
400也〉
收， O. 的、 1.93
剧
2.20μm 特IE微喝
与"叶网，但 铁矿
龟裂状 尔铁矿
Chrh
5iO, (7. 7时， F吨。，(明.79) , FeO(0.47) , Al2~ (l .64)
赤铁矿(9Q悔)
且因μro特征黯瑞:切 面1. 42 儿妇、Ul 和 Z 到〉阳1 特征清晰
Sl Ûl( 98.48) ,Al 1ûj( û. 34) ,
1". 1含金在t 英脉
D咀幽 "，'阳，,,,
石'应脉 {变形型商刚)
东华金矿石
1. 42 和1. 94μm 吸
N~O(ü咽。时， Kz O(O， 04) ，
CaO(O.15) ,
石英 100辑
FeO(O.
收特征为该lK所有
p，句句忡'.2:';) ，
32) ，1-1.。中 (0.10)
着矿中娥强的，泪眼
•
度最深宽度也大
自0 3 (0.13)
横斜1<石怕他，
例化
D"
B:uI ~t
轻微锺化
碰化的
徽斜优
念矿14
石脉
其中倒l': t主石SiO~( n. 72) 咽A1l 01 (1 1. 0唱 L Na.. O(3 , 11) , K j O(4. 93) , 京隅，石英 l膊，
幽辑比较平直，在 u 盼、1 .42 和Jl， 22 μu
..
绿俗习与、绿混石、
ι 0(0.70} 司 FC:Ol(0.98) ，
可见眼收， 1白阳1
尔铁矿、黄铁
FeO(O咽 29) ， H10 年 (0.18)
吸收制虽
f 铜)矿等 15霄，
斜长石(奥长\ Si0 1 (创旧，世~o，(1也 61) ， 1 1. 93 阳谱带宽而 Bt< _l
僻化蚀
I 耐
制快
创) 80铃 1 辙斜 1 N句。 (5.71) ,1( 20 (7. 71) , 1 警报，其次1. 42 f.I.姐，
石者脉
长石 15% ，有英 I r~oJ (0 , 66) ， FeO( 队"，，)， I 再次 0 ， 93 鞠 2.20
I
5%
斜长街理 E [lU. ~l
化做变
二三低错脉
日阳明 ;;';"'~
怅石 15% ，在
组
英、制沾蔼 V的
B 1H I 筑化金 U~l
旷衍
R吨。. (0， 2而)，(>1\0(0.23)
帆(64. 74
附'j (l9.27) , 1 1. 41 立刻粗到四
N~O(6. 23) ,1(:0(6. 35
画面附附3
I CaO( 1.J2l ， F~20J(0.84) ， \ "一:
制 (0.2.6) , H20
-+
(0.1S
J.Wl较强
93 ""，中
ZZZ14LZ4
等整体掏钱啊盒
SiOl (59.02} , Al.O) (l 7, 36) , I ~ 剑"'"非常蝉的
南歌矿化
条纹长街?飞向 Od6 仍旧 G 锦
仰长石脉
铁矿 10 锦
斜伏 T.i [0 锦褐
叩"，.
碳眼就绪
徽斜士(;?ï 8O~也，
IW::I化黄铁矿
黄铁矿金属矿 104岛，石英政集
命体 10%
面 kftzma
^". ..,,, \二?二二.，，， I I\J O( Il. 76) ， Naτ .. 1. 76) I ._,., 12.20~特征明踉 I A 咆飞... .~
τ
H 2 0'( Ll 2)
户
ilnnih 川
I 协m
SiÚ:! (58.0肘，Alz 03 (18.\剖，
F"'l Ùj(0， 9时， FeÙ(1ωJ ， cρ(2.30) ， ~O(lL5时， N句。 (1. 94).
C01 (2 , 88) ,
Hzû+( I.Q4)
:工""，，，"Ill-二=，
1 1.93μ噜对就强
0.9J 协m 明占在吸收， 1. 42 ， 2.20 ， 2.35 和
2.42 lJ.lIl特征十分 精跑1. 93 阳街对
较强
Lffi lIII'l吸收很宽。
1 ，"， 1 阳金 目 4 旷有
1. 42μu 弱1. 93 1Jo1阳
组屹立'"阳"...... 等
做斜挺有 ω%
院，， 1 例化蚀 t
变老野
揭铁矿化 黄铁矿化
何长岩脉
1 SíO~(59
剧，州州川， 72) ,
咱轧奥附 I "， O(ll 刷刷刷刷 1 "酌，精锐矿， I I Fe20j(S.Ol) , F.,o (O.20) , 黄铁矿 5%
'"也
岛
1".
H， O~(0.55)
Q93 件m 中等强度吸 收， 1.42 谱带很清
晰 J 仰和"-"，""接 线
47
成啤此懵者矿识别章法抗卓研究和'"响因素命材 缭绕 将 测点 样品 性
号
号
野外 定;;
镜fJ筐名
粉性强 (f字)
主要矿物
或者体时代 i
'È费化学成分
苗。 t (43.12)
i 黄快矿刨嗨，黄
81.6.,
就铁、贫
就幌矿"
铜矿石
黄铁矿石
制旷 20喃喃 I~僻
i 矿 l矶方铅矿 5%
。"、]. 42 、l. 93 和
K， Q(O.65 )，巳 Ol( 1. 15) ,
2.22μ抽可见较弱
H， O 个 (0.50) ， Pb(2.3 2 l,
自iÜ2( 弛 49) ,AllOJ(Q 8刑， F问 0， (1 5.
倒9事
货销货
铜矿 5% .闪悴、
矿罚
铁矿石
7f酣矿 5喂，石
的将IE
77) , HiO' (0. 50)
黄快矿 30% ，黄
英 ωq地
富多吉
,Al, O, (2. 74) ,
F"'.l O) (2 1. 19) , Cu( 3. 04) ,
日(23.
自如啊4
8定谱特征
醋 ，1喃
74)
，ι，(且 68) ,
Ph\ 15. 18) , Zu( 4, 94) ,
反射事低， 0， 93 和
L 93 \AJD显较槌时 吸收特征
sm. 53) .H10+ (0. 22)
石英 40% ，闪钵 。扬
8$.\
铅铐
闪销铮
矿 40吨，方铅矿
反射昌在很低，儿乎
矿石
fi'^街
10嗨，首铜矿
校有明显将很
4%
自.-.
H晶，
相铃
闪销铸
矿石
矿石
高岭土
强绢云@
化饿费
化花岗
着
质岩
自U. ，
蚀交税
化做变
岩
翩绒平直 z 反射率
面r30辄，方铅
很低，1. 42 、1.刷刷
矿飞黄铁(铜)矿
2.22 阳1 隐的可见
W%
很弱吸收特征
铜法哥哥w 白泛注地
SiÙ:l (71. 20) ,Al10J (I ó. 18) ,
80嘱，石英
F句。J( I. 20l ， FçO(O 朋)，
10悟，褐峡矿
K1 0( 4.. 9时， N"，::! O(O矗 09) ,
.5%
I l; O.
0.93μ阳谶宽""收 瞒带， 1.42μm 供锐
强眼收， 1 咽 93 ""m 中 等宽度强吸收 1 收 0.93 阳很宽的强
褐铁矿 1"串，制 揭快矿化
K有"喃，百英
碎裂翁
1"配，白云母
眼收，1. 42μ'" 明显
叫扣等温度眼收，
1. 93 j.I.Ill巾等眼收，
50锦
。她
2.22 阳稍嗣吸收
............................•
货铁矿 自主<，. J 化蚀受 与普
纲云母-白 E啡
青青铁矿化
纲云母糙
。咱 93 ""，极撒吸收谱
754奋 ω 缸附黄
带，1. 93 l'JJl相
性旷 15辄仲却啊J
122
'怪 3 幽 2-5 矿体(脉)
μm 纯舰强吸
2.22
(2. 制)
晶晶晶晶晶+晶+
‘"晶晶晶晶
褐铁画，
有英 40喃喃问悴
j.U"叫民弱
东t平盒蛐噩稍绕盟堕化 蚀 1延安搜变化(强弱) .....................，.，叩
侨化黄铁矿化
蚀变革 ~…晶晶晶晶
哥毒化
中等漏度，其他的确
绢云俗化高岭土化
强其他的弱
绿槐
蝇，疑他的场
商粉
弱
......-
外侧
3.2 ,1. 5 , 2
黄铁矿化
强.其他弱
黄土梁盘矿区
成倒皇岛剥如热被碟，金产于黄铁矿化柳长告脉中。蚀辈类型有仰化、黄铁旷化、费阁桶锁 矿化。阁将为紫红色fl':石石英砂挡，岩体为斑校花岗街 (B 3H )" 光谱如图 3 … 2 … 5 所杀。
碳酸盐化、黄铁矿化梆性格脉 (8 27 -J 、 B2] _4) 在做斜长石的裂隙及长英质集合体中;Jt宵有 48
3
量矿此蜡特性研克
4ω
(.)
80
以}
W 部时隔 感\姐
除、飞回骨被四
40
m 。
.~山币
0.5
LO
1. 5
2ù
l .l
05
).0
2章'6dμm
15
2.0
2 吨
8度提/阳
团 3 -2 币 4
'*坪忿矿矿在五鞠围墙皮射光谱曲蜡
句什→禽;，有葬J弥 I B 21 l'辈化徽仪挺石脉 ;B1oO .1- 斜妖有精脉 ;B24.) 叫"工t毛有缝隙 1
B，… t 币4每a令土化石'电iE嵌着
(b)
(b)
" 创
球、飞幡然时
在鼻 、
幡 40
都 时
10
o t;J.,. 0.$
1. 0
歹;1 O~
波长 /.m
2.'
。乡
1.0
1.5
•
滋长 /μm
20
"
朋 3-2 寸黄土梁金矿区矿石和周绪反射光谱 B~_) 、 B" 叫→碳醺毒草绳黄铁矿化僻长黯脉，岛… 1
问?… 2
揭铁矿化、黄铁矿化伸长指脉，
榻铁矿化仰1<者脉 ;Bl~ ，!"…斑状(碎裂)花殉梅州刻…， -μ花岗质部裂份
碳酸盐化且黄铁矿化，化学分析茬明样品中 Fe'ψ 比 Feu 吉费 *i在一倍。光谱中 F.' 令在1. 0
"m 处的谱带宽且深，其长波边延伸烹1. 35 '"观附近，形成从 o. 75 协m Jl!伸烹1. 35μm 的宽广 吸收谷，0.43 忡m 般 F沪的满带明艇， 0.7 阳的 Fe J +谱带微弱 oJ辨。 0.65 1=处反射事向烦 波方向陡降。 2.35 机m 处吸收谐带明显，似未见曲曲艘根吸收谱带短彼伏边的腐峰，可能幽徽酸 2
根与报摹伴随满带的复告作用所引翩。1. 4μm 费主基谱带5是 Fe +谐带的影响较脱伺仍问辨
识。1. 93 川的水特征谐带较强，现明最旷有'f'*分子可能如'f11'f的主自晶在。 2.20 1=相 2.30 阳，附般的烧葱谐带校强 íñî尖锁，闹离峙有纲岳母(域自岳母)、雄泥石、绿带有等蚀受矿 物中Al -OH 、 Mg-OH.器阴所引起。风化司蓝图光惜在 2.45 1=附近E可见一徽剿烧基伴随谱带。
+昌铁矿化黄恢矿化梆议将脉 (Bn_l )主要自做斜长石组成，问状裂隙较发育，裂隙中充填
49
成悻克蜡贵矿识别方培技水研究和青在响阴章分崎
有桶铁矿和 1寄钱矿，肯 FC 1 0 3 达 5 ， Ol 0/0~ 姆恢~化例 t王军才脉 (8ι~ )巾*'且黄铁矿， Fc 2 0 ， i雪 髓 6.05%ω 官们的血液形盔和谐带特征都相似。 0.47μm 、 O. 7μJ11， 0.95 ).l.ID 处均出现强烈 的 Fe~' ， F旷十谓惜。1. 93 1=处强吸收制1.4D μm 处的剥吸收进明蚀变矿石巾含结晶叶飞，可 能忱于觉序的位置上。 2.20 阳"的谱楷十分清晰，附 2.30 f.1m 处t营销槐树，几乎不盯瓣识，说 明有怦长有风化产生的高岭谷存在。丰昌铁矿化伸长告脉在 2.35μm 和 2 ， 45μn 可见 2 个弱 挫革伴随谱带。
海 llf晚期的斑状花岗岩 (8扮， )铁离子谐带明显。1. 90μm 和1.4D μ峭的→强一躏谱带 表明结晶准王可能处于无序tL ï罩上。 2.20μm 的中等偏硝吸收白含 Al~OH 革阔的蚀坐矿物
(锦化)所引起(彝见岩靠背部分的摘述)。花岗质碎裂岩(日"什)光i普特íiE请费见沉积钳部分 的描j琦 n 该 ISD京生金矿饵化、黄铁矿化
带极为明 E 兢iL绿泥石化谱带很弱;岩体具有桶铁矿化战惆化谱带现藏;周指具有十分明肢的押 化、操泥有化以及较弱的褐铁W 化谐带 ;1.93 酬的强吸收蜡和1.4D酬的弱吸收峙报7f-Jj(分
子都以锵品;但形式存在，与东坪金矿相比，1. 40 憎带弱而不尖锐，可能指示其成矿温度旗高于 东坪金矿。
3.2. 1.5. 3
=.i直向多金腐矿区
位于毋城主持非L东西向大断裂附侧古元古界红旗窗子群!'1 U挂电告中，吏要受， tllf 向 Æ剪性主理
瞅校制。在 E 号矿脉地雀，对精辛辛茹盘腿旷的矿石、蚀变密和i 围挫逃 11 光谱研究，光谱特征如 图 3 … 2 … 6 所泳。
>>
80
B,
t按 情扳回响 政\M
帆 战\锄部时
"WM
一一一一惠州
/
'0 0
日当
1,0
15
20
:.u
05
彼伏 /μm
因 J
2 6
1. 0
1.5 波长 /μm
20
25
汪道沟 1彭金属矿区矿石和脑岩反射光谐
ß:U; ~J ， B泊 4…货销货铁矿衍 1 B~泊 j ， BU.ó …铅铮矿苟"泌…， .μ缎销汰饰化花岗脆挫， r 饲 7
货铁矿化
编 ri怨纷， ß 始写…揭铁矿化6夜静绪，也， .，…花岗片川妹料 ;B I7~!…地状粗资料
戴钢菌恢矿石 (B加.，、 B剖叶)光潜刷绒较平直，反射事一般在 20%"呈宿。 B 26 _ 4 在 0.93 μm 附近可见到j宽级的 Fe)+ ~碍于谱带和 0.45μm 处的 Fc h 憎惜，在 1. 93μm~2. 20μm 和 2.33
阳附;fr有剿懵带出现。 ß川在 I.O ).l.Tll附近的 Fe + 典型 i蹭附阻，在1.4D阳、1. 93 川、
1
2.20 阳，zi2 .33 川附近也能见槌其激翰的谱带，0.80 川附近 Cu' 哨子谱带被铁离子锵带 所掩盗，曲线中没有血泊。
钳伴矿 (B棍，、8那.， )的反射光谱曲线平宜，曲线略是缓慢下降的稳势 c 谱带特征不明显。 5。
3
蛊矿克谱特怯研克
8:u.~~光谐在1. 20 iJ.ffi附i丘有一个较明蝇的弱i萌带，光片鉴寇榕果显添两件中丰品中都含有少量 钮羁的银黝铜矿 ([Ag]CU ll S b S O) ，但 B洒当的)\';谓无此谱带，因此，其可能是由于媲黝铜矿中
憾的二价离子中咆子的允许自旋跃迁所产生，也可能是由饷 l国矶有 (N aAl， [50,], (OH) ，)中 的 Al 一 OH 基蜡均幽搅动和 OH 伸缩搅动的合频所产生。后
种解释似乎直为合理(地脸部
情报所， 1980) 。
t虽绢运母化花岗!!It岩 (B~. ，)中长有已全部蚀变为绢运母白泣啡，吉商峙石且部分黑褐
色、黄色/I~透明矿物，主要为褐铁矿和黄铁矿的集合体，可能为铁鳞矿物的蚀变产物。光谱llJl 收特征强而明显。1. 45μ阳和1. 93μm 处的谱带部而尖锐，说明岩石中吉布商!lt有序的结构 JK( 吨。 2 ， 84%) ，其形成』制度可能放低 α2.2μm 处纳云母化 (Al， O， 16. 18%) 工人固体 M OH 弯iI!J振动所产生的谱带强而尖锐，与 2 ， 35μn 、 2 ， 45μm 绿据有、银帘布的 Mg-， OH 基朋数
慧谐带形成明履的强度提异。铁的含量较高.加刷了光满自 0.55 阳n 向蓝披民方向的陡降， 在 O ， 44 lJ.rn ，O， 5 }Ul1 处具明盟的 Fe ' 的 i替带，队时阳附近旷离子的请带强而宽，…直Jj!;伸 z
烹 i丘童工外 IK l0j贯主基1. 4μn 的谱带形成明盟的分界。 黄钱矿化古同云母者 (Ð施吗，
) 'È哥哥由纲孟母和臼首母组成，声雷铁矿成自形品，约点 15% -
209毛。黄铁矿光谱不具明显特 4正，以 0.93μ m :Jg 中心的宽锺谱带可能是受f出生量 Fe1+或真他哥K E量的影响。新鲜脱光借 E可见。咽 3μm 处的 Fez~ 吸收谐带。在来H 控基1. 4μm 、1. 9 协m 、
2, 2μ阳、 2. 30μm 罪U2 ， 45 协m 处的谱带都较销晰。 捣铁矿破碎岩 (B'，{; 'l) 褐铁矿化强烈，含量盖约 109毛，皇胶状集合体措岩石裂隙:&.岳母解溯
分布。光谱 0， 93μ.m Fe + 离子的谱带强附宽，尾部一直延伸至近室主外鼠， 0， 68 阳1 处的 Fe 3 • J
2
谱带较弱， 0， 47 川处的 Fe + 谱带111较清晰 o 切随和风11:丽1. 45 阳和1. 93 iJ.ffi的谱带宽且 襟，说明含有大最的结晶水分子 .2.2μm 处校感谱带非常明蝇。倒新鲜商 2. 0 iJ.ffi以厨的模赫 谱带极其微弱。
周岩花岗片麻起去 (B Z81 ) 沈谱在矶 93μ阳的 Fe h 谶带、 O. 51 iJ.ffi的 Fe 2 + 谱带、1. 40 和
1. 93μn附近的结晶水谐带都为中等强度。 2.20 阳和 2 ， 30 川的 Al 句 OH 和 Mg"OH 霄曲 振动i茜带稍弱。 从七述分析可见，由于不透明的黄铁矿、如锁矿的将染.该$盘腾旷的引矿石反射及在值低，吸 收精带被压抑;蚀直指中光幽特征都比较幡然。且1. 40μm 处强而失悦的谐带特征推断成矿 谧度较*坪和黄土搬盘旷都要低。
3.2.2 3.2.2 , 1
新硕东天山(太愿东彷口)试验区 尤谱数据来提
野外精苟光谱测量主要在 2∞6 年 6 月份开展，该试激区属于早 IK地表，几乎没有摘被.有 利于野外光谱测量。测量仪糯为 ASll "" FR 光锵仪。测撵时间为 10 ， 05 "" 16 ，1 0 ，太多在
11 ， 00 相臼;阳之间，光照!lt…般在 6 万 lux 以上，垂直测量商度为 120 crn 左右。 测量来用制削和散点栩缔含的}j法 ω 根据试验区的地质情况和研究因脉，经麟勘蹈，越摔
了四品的辛苦性剖丽以及六个矿床(矿化点) (图 3 ""2"" 7). 即第二三分区的武花岗墙体
红沟
大削剧，第三分区精密东流的问沟议削阁、豆豆新图 i草…陶湖铁矿公路大削自自及第…分区的商湖 公书七…红滩金矿西边的大花岗岩体性曲IJn耳，土墩俐4串矿、黄山倒镰矿、黄山东倒 1草矿、盘山 盘旷、香山俐你矿等，并补充 r 一嗖牢散测试点，且共布设测黛点臼个，{Ij括了[5[内主要代表
51
成啤3也蜡 A吉矿视别方法拉本研克和帮响闺辈分材
性的精罚。对每…地物目标都进行多次光i爵测簸，井观察和 i己最测最盖章撤(测点 1îL置、日期、
时削、太阳角、观黎角棒)、灾气状态(天气、孟盘、世状、光照皮、风迷、风向等)、四栋特征(地 赂、精性、主婴矿物成分、颜色、颗粒膜等)、程阁状滥(风化程度、辙篮物、檀盖面积比等)及背 景特征等恼息。*黯石标卒成样品 120 块，在实验室 ~J 1000 W 的卤掌灯管产生的平行光作;如 人射光，对样品的号是简分别作了光谐测试，也对部分样品作了岩矿鉴定和化学分析。
3.2.2.2
试验且典型岩石矿物光谱特征
试骏底野外黯勘削而精石矿物光模特征
3.2.2.2 ‘ 1
根拇指展走向、构激展布等地质亵章，在黯个试骏J2[共布置网最野外地质剖面，栩栩 3
-2
7 所示。这接削丽横跨了该鼠的三E慕地展，穿越了该区:È~害的侵入辛苦体以及平同构造惜。
3.2.2.2. 1. 1 制丽 I 校于试验院第二三分区的援东地，抽着商北向河谷布景(阁 3 … 2 呵 7( 叶) .出直曾指性韭要分
为闪民花岗楼、细品闪怯粉、蚀变航班主苦、解自最辛苦锋 ο 困3
2 ~8 为本区一峡代遍性精苟的光谱闹线 α2350 nm 、 2250 t1t1l .2200 川、直刷刷飞
1135 nm 且 950 nm 附iIí:都有收收峰。 2350 nm 处的吸收特征问能幽 Mg-OH 组合键引起，也 问能由 co;ψ 引起，但 coi 叮吸收将征以其ti.觉右堪的非对称性特征区别于 Mg
OH 的吸收特
征。 2250 nm 吸收特征也可能出氧辑化鳞 Mg 咀 OH 组合键在晶体中占据不问等数位置引起。
9咄 nm(2l 川问)罪U 1135 nm( 11] +叫+的)处的吸收峰是孤立水分子的吸收谱带。由于大气* '
带的强吸收，噪声的影响大， 1400 nm 及 1900 =附近的吸收特征无法识剔。 2000 nm 附近的
弱吸收峰可能是由岩石样品中少量 coi~ 引起 (2v， +2v;I )Q 42-57 号光谱耐线在 2(泪。句 2500 nm 波段再M道内吸收特征不太明显，盯能是蚀变强度较弱所纹。
3.2.2.2. 1. 2
剖幽 H
黄山东铜1串矿剖两位于试骏院第二三分底中部 B 11 _4-811 M:) 位置上(阁 3"2"7(0)) ，矿J2[
矿石太多可见黄例铁饥化、揭铁矿化、孔模石化，少数矿石样品可见滑石化、高峙土化@矿区岩 石可分为椒榄粉、花岗岩费及片端。片精蚀~矿物以绿混石为主，辣有纲云峙，花倒塌蚀变矿 物 7位操帘布.橄榄斗告中橄榄布为钙镣橄榄布，部分蚀变为蛇纹衍。 阁3腼2
9 为矿石代我般的光谱翩然。陶绒 26( 实线)为滑石化的矿苟的光谱曲线， 550
m 附近的弱吸收峰最三三价恢商子吸收谐带。成非对称艇席于 7朋'" 1400 nrn 之间，吸收峰位 于 10∞ nm 附浓的特在E!营情越铁的氢氧化物的吸收懵带。 2300 nm 和 2380 nm 附近的吸收峰 1
是 Mg …。"的吸收特征。由于肌离子的掩盖，孔雀高中 Cu + 内电子跃迁在 8∞ nm 附近产生 的宽谐带本甚明显。幽线 35( 盛线)如无情苟化矿石的光谱曲线。M.该曲线辛苦出在 1000 nm 附近有钱的氧辄化物的剿吸收锵静外，没有短波虹外的光谱特征。 图 3 … 2 … 10 为旷J2[代我性的片岩光谱曲线，曲线 1 拙和 159 为褐铁矿化光谱曲线，问矗
幽线都出现 Mg-OH 特征吸收，除此之外，曲线 159 还出现 A1-0H 特征吸收(手标本鉴定样 品中青绢去母)。
因 3-2-11 为矿区有代表做的花岗岩樊的光谱曲线，刷线中对称展布于 800 -1α)(} nm 之间，吸收替位于 900 nm 的吸收特征是铁礁酸盐的特征谱带，非对称展布于 1100 nm 附近的
弱吸收特低问能是铁的氮氧化物的特征憎带。在 1阳啕 2500 阳之间出现了 Fe
-
OH 和
Mg-OH 的特征谱带。花岗岩乘之所以出现上述吸收谱带领命，可能是由挺有蚀费为嫖帘有
所致，上述光谱嗣线是绿帘布的光谱闹绩。
52
3
f:矿先懵特性研克
州~川 .
嗣- .--.，.~ -中72··
Sι:! 』
-
. -E
~
mEEE (.)
..
~
.1 份区先 11跚忧虑
。】第 11 分区《衔'融、..锹与指I")JIe tl测试点
制!lR"1IIÐ-区先. .试点
IE3 - 2- 7
试验区地丽先带测岗位置示意回
( 帆'思点为"，栋 ， (It舍地际先讲测议点，们点为是f 矿光滑测武点，躯箭头为矿床上的精铭侧面测民}
53
成悻克晴量矿识别方法4t术研克和市钩田章分析
"'"回-
石;二 回 3
- 2- 8
因3
,J,
- 2- 9
矿石先渴幽钱
'
自-，..-→
围 3
54
酣丽 i 者石先响曲线
- 2 - 10
片岩光谱陶 钱
3
幸矿克，哥特性研究
也必 。，
••• 'J
..
OJ
圄 3
- 2 - 11
代褒性花岗 岩费光训'曲线
困 3 - 2 - 12 为橄榄岩光谱曲线，位于 520 nm 附近的弱吸收峰可能是 Fe 1 • 的特征吸收，吸 收书位于 10∞ "m 附近 井对称展布于 8∞- 1400 nm 的吸收峰为钦的碳股盐矿物的特征吸收 其中也可能有铁的盟理化物的贡献 。 位于 2322 nm 附近的 主吸收峰和右侧的次级吸收峰是 M g - OH 组合键的特征吸收 。 大多数光滑 ~II 线没有明显吸收特征，反映蚀变较弱，且以接椒槛 石为 主 。
il
剧?-ff?4·
固 J
3.2.2.2. 1.3
- 2 - 12
徽植精先谱阶钱
剖面 m
菁山革铜才串矿剖面位于试验区第三分区 样号 621 - 1 位置处(图 3 - 2 - 7(c )) ，岩石有辉
"岩 、花岗岩 、石英碎块 。 困 3 - 2 - 13 为辉t是 岩的光谱剧l线 ，曲 线仅到9 元明显吸收特征，为未蚀变辉"岩 。 曲线 004 出现 2200 nm 、2250 阳的刷版收峙 ， 2350 11m 的强吸收峰，说明岩石经查一定程度蚀变 。 图 3 - 2 - 14 花岗省光带曲线中， 490 nm 、 950 nm 附 近有较弱 的 三 忻铁离于特征谱，在 23佣 "m 附近有较弱的钱段基光谐 。 因 3 - 2 - 凹的石英光谱曲线中儿乎没有特征谱带 ， 在
2250 11111 、2350 mli 有极弱的 i曹带， 不 消晰 。 55
成4阜克1曾直矿识 ß'I 方法拉术研究和带响国常分析
蛐峭瞄 圄 ) - 2 - 13
德妖精光滑幽辑
围3
花岗岩光晴曲线
- 2 - 14
回 3 - 2 - 15
56
:0英先 i曾幽线
3
3.2.2.2. 1. 4
直矿克精特性研究
剖面 W
该剖 I目位于试验区第 三 分区样号 62 1 - 2 位置上 (阁 3 - 2 - 7(c )). 主要 为盘山盘矿 区. Jt 右扫大致分为石英脉、辉民岩、片岩与千廉岩.绿泥石化、细云母化、嗣铁矿化为本矿床挝为发 市的蚀变类型 .fj英脉中以纲云母化、桐铁矿化为主.辉民岩巾以绿泥石化、褐铁矿化为主.片
启与下陇右 ' 1- 1 三种蚀变类型同时出现 。 片岩与千 lt 岩光 i曹曲线基本 - 致 ， 因 3 - 2 - 16 、四 3
2 - 1 7 、 l明 3 - 2 - 1 8 分别为 三类岩石的代表性的光谱曲线 。
匈--
- 2 - 16
石英脉先精曲线
四 ) - 2 - 17
部低岩光滑 i掏钱
回3
石英脉光陪曲线 rl:I ， 14∞ nm 且旧∞ mn 附 近的宽而强的吸收憎带为孤立串分子特征吸
收.考虑到 750 - 1400 nm 之间没有出现铁的盟髓化物明显的吸收特征，可能是石英矿物中流 体包襄体所致 。 22∞ nm 附近为 AI - OH 特征吸收， 2350 nm 附近为 Mg - OH 特征吸收 。 与石 英共生的片岩干!II:岩化中有纠云母产出.所以石英样品在 22∞ 11m 附近的吸收可能也是绢 云 母所致 。 蝉长岩光谱曲线中筑lO nm 附近宽而弱的是铁硅陋盐的特征吸收， 2350 nm 及 2250 nm 附
近的双吸收特征为 M g-O II 组合键的特征吸收。这三个吸收组合是由岩石中的绿泥石化蚀变 引起(本矿床普遍撮泥石化) 0 7∞ 11m -1 4∞ nm 之间宽而且是非对称展布的吸收峰是铁的氧
57
成4阜尤琦幸矿识别方法拉术研克和'自响因章分树
因3
- 2 - 18
片岩千臆绪光谱曲线
理E化物的特征吸收， 14∞ nm ~ 1 9∞ nm 附近同时出现宽吸收峰是孤立革分子的特征吸收这三 个吸收峰组合可能是 由褐 铁矿化所致 . 片岩千廉岩的吸收谓带除了 2200 nm 附近 AI - OH 吸收特征外 ( 销云母化所致) ，其余吸
收谱带组合与辉长岩类似 .
3.2.2.2.2
室内光谱特征分析
试验区出露地层主要为石炭罩干墩组 (C ， g) 、 梧桐窝于组 ( C ， w) 的虫山岩 、 碎屑岩建造及 第 三 系桃树园子组 (E ， -N ， )的砾岩失石膏层和第四罩 (Q. )土攘 。 区内侵入岩较监育 ， 从超基
性-基性-中 性-酸性岩体均有出露 。 本次测试的岩性有中艘性火山熔岩、次虫山岩 、 碎屑岩 和火山碎屑岩 ， 如中酸性安山岩 、玄 武岩 、 石英岩 、 凝灰岩等，以碎屑岩为主的桶桐窝于组中且 有任石岩屑砂岩、粉砂岩、千枚岩、极岩、辉绿片岩、灰岩等等，区内分布主要岩性有焊石岩
(ν.! )、透辉岩 (p~ )、辉*岩 ( ν，! )、辉绿岩、花岗闪*岩()'ð!)、闪桂花岗岩(s，-! )、石英二*岩 ( 1JO!)、斜佳花岗斑岩(γ'o! )、回长花岗岩 (f'r! ) 等等 。 它们的光滑特征且表 3 - 2 - 6 所示 。 3.2. 2.2. 2. 1
岩石光谱特性
黑云变质粘土质吉砾砂岩 (06 日
的主要由*石 、石 英组成，约占 75% 。 样品呈揭色，在
可见光波段上 4回 nm 附近清晰的 Fe • 吸收特征 ; 11 ∞ nm 附近的 Fe 1
10
吸收强、且宽 . 在短波红
外的 1 4∞ nm 、 l 现10 nm 附近吸收特征较强，说明样品中啻有分于 H 1û ; 在 22∞ nm 、23∞ n m 附 近的相对较弱的吸收特征，如浅包的 A I - O H 矿物，绢云母和深色的 Mg … O H 矿物 、 绿泥石等
所引起 。 石英岩(样号
80623- 4 ) 主要由石英组成，占 90% . 在可见光波段上儿平不能归\~II 有铁
离子的光谱特征 . 在短波红外的 14∞ nm 、 1 9∞ n m 附近有较强的吸收特征 ， 尤其在 1 9∞ nm 披 *处吸收菩深且宽，说明样品中吉有较多的分于 H 2 û; 根据 2200 n m 、23∞ nm 附近相 对很弱的 吸收特征可以推断其含有少量的 A I - O H 矿物和 M g - O H 旷物 ， 如纲云母和绿泥石等 。
凝灰岩(样号 06 1 8 - O IO C) 呈灰绿色 。 在可见光波段 490 nm 附近有较弱的 Fe
征 ; 11 00 nm 附近有 一宽而浅的 Fe
10
Jo
吸收特
吸收，在短波红外 1 4∞ nm 的吸收较弱，在 1 900 nm 附近
有较强的吸收特征 . 说明样品中含有分于 H ，趴在 23∞ nm 附近相对较弱的特征吸收为 Mg 0 11 旷物，如绿泥石引起 。
58
褒 3-2-6 岩石名称 {野外定名?
键下定名
东天出土.东-三岔口这事童 E主要岩石的光诺转侄
者姓(经}
羹灰色
中级拿主花岗岩
中细缝二长
η043
花岗岩
0613 -3
黄揭灰色
程中锺 手在刻表
35%
-唾咀嚼苦奋英 25喃?黑孟母
及白云母 5号串 z 次牛毒「费为最云
索出着
çrj
岩
变虞辉纭岩
母、自云母< J%. 吉普E 于石
据
-12
键灰色
花岗斑岩
花揭质金 砾碎斑岩
与 火
þ;'4 倍A
灰色
石英砂去
花岗斑岩
vl
'" 过
自618
-otOA
绿灰色
肉红色
06t8 -010 乏竞绿灰色 咆P
'"串，碎基2tl% - 25怪，，.结物 10'导 _1圭悟;lX生矿辑为褐赞矿 斜击是石窒品〈主}与基擂喃号串"
.，悔，悴长石与基质(主 )2'嗨 h 30嗨 p 在英 20嗨_ 25'J毛亏孟母
l%.tt生矿萄为绢 E母、白 z母
岩
、，‘
石、黝帘姐姐%;武生矿费为方
碎毫 45号， -50嚼，角哥哥姐号也-
山
{)615 -:3日
绿泥石化 闪生￡岩
花销国长岩
绿字楼石化坷
条花岗岩
变震角饲 辉石岩
蚀变否菱 闰长告
、
:;..;:;--v= = γ1
离在等土、每瓷石、揭锈矿
告
。613
lf
{少 1 ，暴长石(少) ;武生司「曾为
解石石英(综)揭铁矿
浆
)γJU
遭际石{霹石最象 )60如甸回哇，
s- ,,!
角向石 35%ι码嚼，在生矿辑为
b飞二 r~\:)] γ~ff3
v:=-2
V问
卜\J r/4\吁
绿泥石
斜提石岳0% 基石英"毡，建南石
,..:
!20嚼，黯孟母 5% ;V;:生矿物为绢 云母、埠混石、绿窜石揭镜矿
白;
卡\~ν 与1 γvvvu
巳~
峰、持事每-草 -F 冉
绿灰色
古
悴挺石>，'"毒啕石英却啦，黑五
i 解挺在'"喜，撮渥石 3M毛守霉事Z
0613 -7
〈口、 40-250"血〉
母、绿覆石
〈变质〉细中 粒钢长花揭
光遂将侄
主要化学成分
斜 jUi 3{)号也 -35悟，铮长石
〈变质〉含袤
0613 -2
主要矿峙
或着体时代
:s
黯表
上
旗色
及经t)-OO2A
灰黄色
阳-阻B
t是揭色
有石名揉
{野梅克名 J 硅位安 11 ，
幡提4矿化
军贯凝灰岩
透'军岩
石 炭
褐铁矿化交
IIJ质篇灰岩
统 精
但523
-4
惊现白色
镜 F 定名
布莱脉成 化物
岩性{组}或
马"
褐铁矿、冀鲁号 秩统化毒向 岩
主要矿梅
:ti体lHft
t二2 甜
透闪石 >99号毡，培植石(少，;吕立
企矿物;际商量是矿等不透明矿曹
透沟 n <100%; 丧生矿物为褐 普普「‘黄押铁钮、鑫矗守主
石英〉掉嚼， 1是毛"蠕 E 母
手i 美告
<1怪:吹牛矿物为方解否{掠〉
橱
'"
0623 -06B
灰怠
瞎石"'*章f ii 结帘黑兰
石英片岩
子 组
i 0613-4
褐色
深灰色
浅灰色
变E毒4日 英砂岩
黑云母(提 1; 吉化?片岩
大理程
乌笛
〈黑主三〉变质
帖土质含'"
事申*石、石英 75% 守结z王母 15号革 C，即
钞岩
有梅变霹糙 士!lt粉珍岩
t 变1Ji)精品
灰岩
石茧 50唱岳阳 55% ，黑 Z;-Iit- 拍电毡， 每帘石 10% -15嚼，桂石雪辄
M 立悔，黑云母 10%; 技生矿物
!为每w.. b-.、民英质〈脏〉 石英‘长石 65号串-7G号"黑主哥
GJw
"呢苟炭费 5号， ，白云'母 1 号革;没
0614- 1)6
深灰色
亲(撞标}
受岩 震炭震砂
(ü.40- 2. 50 如.)
Lr~~Y
Y v吁
扩 )7
?
v 气
V
i七~/~/寸
L八J 二二:
丁'三1
L~-J)i
生矿物为撮~fI、'"菱厦 f 董事〉
黯品方草草石及细占在方解石〉
C 1W
95% 舍生物碎屑 2 号岛 -5呼， ;政生
矿捧为酶赞矿、粘主矿物
"石、石英蜜品?û辑守黑主母 黑z二母片
先襟符饪
主要位学成分
C,.
15% -
2f1'J品，炭JW; 1O~阜 -15% ，
碎屠 1% -5骨;段生矿物为石葵 臻、揭镜矿、精土矿物
γ一
?丁1
~fr寸
b费 F比伊蒂该电声v 嗣吨 -u 扣除排长草院管遗毒罩h蜂 y 茸
样 iil 号
辑表 事季磊号
2黄色
岩石名称 〈野外定名〕
镜下定名
若性(墨1 或 岩体时代
主要矿物
光透赞liE
主要化学统分
(O.40- 2. 50
摆 E母剧..町."阜 s 长石、石英 0614-07A
擦11<色
黑云母片者
最渍静，费 结云握辑
￡与甜
v.m J
,
c--------------
变矗革蹄 -25号毒，黄质，%拿黑 云母<5号坠，残余碎属王艳 d
10辑，，，，生矿物为褐赞矿
//气/吁
L
C, .
民18-010ι 结黄色
提灰岩
C,_
~
民l' 细1A 键灰色
绿吉德石
c,.
i归」/叫/吁
级泡
揭深灰色
化片岩
SiO~(23.5.'j) ,Alz Oj (9.
33) ,
c.o{2战部).MsQ (HJ5)，
第
1161当 -3E
韬龚棕色
盐碱先土穰
Q,
F."鸟(3. 26 ì， F，呻归.88.) ,
. .耐性。42) ， Pz白's(O. I3)，
V~JV 气f1
110，阻 47 )，直生命(1，制九 四
NazO( l.S7) ,l.OI{l 2. 28)
系
0614 -07日
。
~
黄色
黄主
Q,
盯
」
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M
峰、 KF 革等 -F 每冉
安出玄武岩
"'18
成悻九懵j告矿识别 7i 法拉~研究和iÞ响罔常分析
'It质提质砂辛苦 (0614 …(6)主要哥闹长石、有英组成，约占 70% 。光谱iIII钱从可见光刻短披
幻外 2仪附 nm 反射事， 1在波渐上升.由于本事品中由有较步的 f草包黑孟母和主提质的自在响，收可 见、近去I 外13:闷上反射率较低，吸收特f证不明显。 粉品质灰密 (0613
9) 企望寄由Jí解布组成，占 95% 以上 ω 有恢染，在 1100 nm 附近有…较
宽的吸收深泌的 Veh 吸收，烧披星I外 2创JO nm 附近较宽的吸收特征相 2350 nrn 附i丘制时极强 的吸收将征，由企解石中的 co; …成分号|起。
直是脱砂脱销运饭者 (0614 ~07A) 主要出长在、岳英组成，约占 70佬。光谱曲线与盖脸炭 膛鹏、将樊似。
安山玄武岩 (0618
朋8 日)的光谐曲线从7可见光到短波组外 1800 nm 反射率一直呈上升
变化，立的景下降变化。在可见光波段、近红外上有 490 nm ，8仰 nm 的 Fe 1 + 点特征吸收，后者 吸收特非很强，在短披红外的 1400 nm 弱吸收以及 1900 mn 附近中等强度的吸收特征，说明样
品中青少最分子 HlO o 有榴变质粘土质粉砂岩 (0613 ~5) 克喜剧 t主石、石英组成，占 60% 舶 70% ~光谱iIII钱从
可见光到短波红外 2α)()nm 反射幕一宽1il上升变化，之后果下降变化。在可见光波段、 ìlî红外 上反射事较低，说明样品中可能含有探 ê 的黑云母，夜岩矿接定中得到证实(黑云母~最为
25%) ，在短波在E外的 19册 nm 、2200 nm 附近有较弱的吸收恃低，两处较强剖吸收中守在E说明样 品中吉少量辈分于矶。如古有少撤浅色的 M 吨。H 矿物，如纳法峰等。 绿叶~J\\!\ Ä 石英片精 (0623 … 068) 主要由怔町、有英组成，约占 70呢。J't谱曲钱从河且光
划短波如:夕f2【削 nm 反射事一直5呈上 rl 变化，之后经下降变化。在可见光、近红外挂起段上反射 感较低，说明中丰品中可能含有深色的黑云云俘，在瑞矿鉴定中也得到证实(黯瓦饰自 30%) .但在
1100 nm 附近校宽的阅价铁离子吸收，在短被红外 14刷刷碗吸收、 l 咽。附和 22∞ nm 中等 强度的吸收特征，在 2300 nm 附近较强的吸收特征，这些特证吸收说明样品中青有分子 H， O
和部色的 Mg
OH. 如绿帘:fî矿物等。
绿泥石[化片岩 (0618 ~ooIA) 的光谱曲线从可见光到锐搅虹外 2刷 nm 反射事且体上皇
上升强化，之后果下降变化。在可见光波段有 760 nm 、890 mnFe' 牛的光谱特征，近红外上 1100 nm 处有 FeA+ 光谱 ~IHt特征，在短披在I外的 14咽 nm 处有概弱的 OHι 吸收，在 19例 nm 附近有 很强的分子 H 2 0 吸收特缸，在 2200 nm 、 2300 皿，这两处较强的吸收特征说明样品中含有少最 浅色的 A1~OH 矿物，如纳云母，和较多的暗色 Mg 呵。H 矿物钥如绿帘石等。
3.2.2.2.2.2
者最岩和 k IlI岩的光谱特性
灰绿色的变质角闪辉石岩 (0615 ~3H) 'È要是由波闪石、角闪石规成.约占 70% ~光谱刷 线从可见光到饭披在1外 2(阳 nm 反射来一 lU呈上升变化，之后果下降强化。在可见光波段、 i挂
在工外上反射$较低，夜 760 nm 有较弱的价铁网于的光满特蔽，在 1100 nm 有极宽、极深的工
价铁网于光谱;在短波虹外的 1400 nm 有一较弱吸收尖锐的 OH 特征 .1900 nm 宽而深的吸收 表明有 H ， O 的吸收， 2200 nm 和 2450 nm 囱斓的吸收，而在 23朋 mn 附近有较强的吸收特征， 说明样 6击中吉少盘 f是色的 A1 … 0日矿物，如纲泣母，和大量的附色 Mg … OH 矿物嫌况有。
闪*粉体在自E域内分布较广，在盘lÙ盘旷、红滩盘矿、土墩悯懊矿、黄山和赞山东倒牒矿哗 地均有样品来袋，部分样品有矿化现盘，主要为解长闪长革时刷很少壁的二位闪*糕。样品还包
括在区域上分布的闪 t主笔牙利盖在泣闪*粉等 ο 近旷的辉长闪 t是指普遍监生程度卫在阀的褐铁矿 化、绿泥石化或绢岳母化，与其光憎曲线特征相吻合。在黄山东锵镰旷(阁 3~2~19) 其光谱
曲线主婆表现出"浏阳 15∞ nm 宽的铁离子吸收带或 600 '旧00 nm 宽的铜肖子吸收带，部分
62
3
J告矿龙谱特性研究
样品盯且较弱的桶恢矿化吸收将证 (5∞ nm 和倒)() 11m 附浓的吸收) ，波i(;2(刷 .2500 nm k王
峨反映操泥石、钢孟在普及方贵鲜有哥哥矿物的混合吸收精征(纳'"母 2204 nm ，绿泥石 2272 nm ，方 解码 2345 nm); 黄山钢媲旷〔巨型 3 … 2 … 20) 处辉*闪长椅特征最褐铁旷化较 m (500 IIUI 和 9∞ nrn 附近的吸收峰明显) ，绿泥布和销云峰化较轻敝(江剧 -2500 nm 榄圈吸收申奇极微弱，锅孟
母 2220 nm ，全非把石 2267 IUn( 次级)和2.'344 nm); 土墩俐镣矿和金山盘矿处为路泥石化闪长密 (凶 3 … 2 … 21) ，具有典型的绿泥石光谐特征，可见 600 伽 1500 nm 宽缆的铁离子吸收谓带，长
披泡 f国绿况有特征吸收谱带位于 2277 nrn( 次级)和 2344 r皿附近;红摊金矿区出路主要为瑞 蚀变细品fJl 长岩(凶 3-2-22) ，曲线总体比较平直，盯且很峭的褐铁矿化特征 (500 nm~900 nrn 吸收盹)和弱绢云母化 (2220 nrn 谐带)、辅绿泥1:i化谱带 (2246 nm( 次级)和 2344 nm 附 近) ;区域上分布的英孟闪长岩光谱曲线在现轻绢云母化和峰造泥石化特征(阎 3-2-23) ，短波
范朋内可见微弱的流缓铁离子哦收啼，销泣母吸收特征谱带出现在 2209 nm 或 2220 nrn 附近， 绿泥石吸收蜡出现在 2354 酬附近，吸收特在E均比较微弱，闪长岩样品光谱曲线具有绿帘有特 征吸收 (2256 nm( 次级)、 2354 nm 附i丘)。
辉绿岩样品果自香山商段铜煤矿和主I滩盘矿附近等地(图 3-2-24) 。香 ùj两段铜镰矿 i!i'矿廊辈革粉蚀变特征为揭铁矿化、绿泥百化相黝帘石化，褐铁矿化蚀变辉镣岩光谱翩线是典现 揭快矿化特t旺，在 5阴阳和 9惆 m 附近有明腻的吸收峙;绿泥石化饿变解盘录者光谱曲线存在
剧。伽 15佣 nm 宽缓的铁离子吸收锵惜。;二者都具有嫌混石特低吸收谐带 (2267 nrn( 次级)和
2350 nm 附近) ，主E滩盘矿碍地(来近矿)的解操粉样品蚀贤相对穰度较弱，光谱胁绒表现不显 著的钱旷物(宽缓吸收带)、倒运精 (2220 nrn 附近)和1辈革泥石帮帖士矿物吸收将征Q l∞ 100
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解j;;岩样品来自香山西、虹滩和黄山等地(因 3-2-25) ，香山筒段铜镰矿近矿辉长岩蚀 '茸较强，主要为程度不肉的褐铁矿化、孔雀石化、绿泥石化以及较弱的绢云云母化。 1在悍铁矶、褐
铁矿化蚀变辉长岩光谱曲线5是 500 nm 和货)()nm 附近F'e J +强吸收峰特低，同时绿泥有特征吸
收谱带位于 2230 nm( 次级)和 2277 nm 附近;孔雀石化辉j;;者光谱曲线具有 600 阳 10∞ nm 悯 离子引起的特低缀吸收，恨在 Z棚而剧 nm 阪域的吸收特征不明显 g 绿泥石化饿变辉t柑光 谱蹦娥整体最镣泥石吸收特征，存在 600 -15∞酬的宽缓铁吸收，盘录呢有特征吸收谱带茹佼 于 2267 nm( 次级)和 2344 nm 附近，不同样品略有偏移@ 花岗粉、花岗斑划和花岗细占在弱，膏谶黠生不同穗度的揭恢矿化 lk 次生纲语母化、嫌泥布
化蚀变(网 3 叫 2-26) ，揭铁矿化吸收特征在如o nm 附远的吸收较哥哥，翩然早级， 700 nm 附近 的反射崎划称性较蝶。蓝白云销量吸收谐带攸于 2209 nm 戒 2220 nm 附近，绿泥布申夺权吸收谱带
多位于 2267 nm( 次级)和 2349 nm 附近，不附中丰品有'l'网程度的偏移。
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-2 -26
橄榄岩和辉有岩等事性、越事性脊髓岩部分样品光谱脚线光明且吸收恃低(盼 3-2
27) ，曲线比较平鼠，部分样品表现不阿根庶的蚀变，蚀变矿物主要为操泥石、激闪石、黝帘石 以及舵纹石等。绿泥石化比较普塌，刷钱在 6∞叩 15阳 nm 存在宽缓铁吸收谱带，夜 2267 阳 和 2328 nm 附近存在绿泥石特征吸收谱带。蛇纹石化橄榄翁J't谱陶线形态和 2325 nm 附设吸 收特征为叶蛇纹石典型自特征。
有提脉梯晶(部分为古董主苟英脉)主要乖白金 lLr 盘矿初靠工滩盘矿，从铺下和光谐曲线分 析， 1胁变类型包指揭铁矿化(因 3 而 2 而 28) ，~国云母化和在最泥石化(期 3φ2 叫 29) 。多数样品曲
64
3
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线整体形态具绿泥 15 吸收特征， 600 -1500 nm 存在镜H电子宽缓铁吸收，出现 2350 nm 附近绿 泥省和 2220 nm 附近绢云母将在E 吸收谱带。 碳酸岩样品经镜下搭定主要为钙板岩、粉晶蓝岩和硅化'$i.绪，光谱曲线均存我 2345 nm 附
近的 Jj"解石特征吸收谱带。硅化班岩具褐铁矿化特征(阁 3-2-30) ，夜 500 nm 和 900 nm 附
近存在较强的吸收峰，钙板岩和粉品灰岩的光谱闹钱较为平柬(阁 3-2-3 1)，夜班光波段存 在铁离于引起的吸收特低，反射率较低。 100
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-29
--2 ---30
典型矿床(点)岩石矿物光谱特征
ÜL于第三分区的铜镣矿以热液型矿产为主，日勘探的矿床以试戴18:内黄山东铜1串矿床、 金山~矿以及香山铜命镰矿物为例进行分析。 3.2.2.3.1
黄山赢铜镰矿床
3.2.2.3. 1. 1
蝴质概况
100
80
该矿床均由康古如塔格"黄山缝命线控制的藤做…越 5 削 t DTS阻 D町 c， 属性世体有*'0 t盘子哈密市商东方向 110 km 处。怕遭呈上苦川 仪于觉'l!I塔楠岛弧搁娥楷班段弧闷盆地内。革封体佼佼于下
15统统干辙组的碎屑岩、业山碎屑缝中，陶每封为细辈辈革牙、有 提角掬挝、炭质粉砂辛苦。黄山断裂为 g 内最大断裂，是控告 控矿主要断裂带，派生的次级断裂，1 矿体 III市也趟了盟主哥
的控制作用。辛苦体边沿孔雀石化、褐铁矿化。矿石樊搜分
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1000
15ω2∞ o
2$0。
波长 I~ 朋3牛2
- 31 6乡
成悻先飞'幸矿识别方法战术研克和部响国章分析
为日 2告状(也捕海绵阳铁结构)、块状且次块状旷石事l 脉状且网脉 。 按植化状况可升为原生 矿石 、 半咂化矿石相咂化矿石 三类 。
3.2.2.3. 1. 2
野外光滑分析
该旷床指有大最可分为三类 :花岗指英 、 中基性岩(佩榄岩、辉怔岩)且片也 。 花岗岩类岩
石蚀11'主要为结帘石化，农生植化矿物为倒铁矿. 光滑曲线在 520 ..m ，&8∞ ..m 附近出现揭铁 旷的舒蟹的吸收特征.在 2335 nm 附 近的主吸收峰且 2255 nm 附近的!x级吸收蝇以且 1540 nm 处的弱吸收峰为绿市石的特征吸收(阁 3 - 2 - 32) . 部分橄榄岩蛇纹石化，光 i曾曲线上出现
520 nm , 880 r川剧 铁旷的特征吸收 .2335 nm 附近 M g
0 11 的特征吸收，来蚀变的佩榄省石的
光 i骨曲线特征为躯体反射事水平低，元明显的特征吸收(阁 3 - 2 - 33 ) 。 片莉 11: 1 的蚀变矿物为
绿泥石，部分样盯l 肯细云母.在生氧化矿物为阉铁矿.光谱曲线上 520 nm .880 nm 附 近出现嗣 铁旷的吸收特征， 22∞ ..m 附近出现细舌暗的吸收特征， 2335 附近的主吸收峰及 2250 nm 附近 的改级吸收崎是结泥石的特征吸收(困 3 - 2 - 34) 。
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主星
- 2 - )4
片者先滑幽线
3.2.2.3.2 金山金矿 3.2.2. 3. 2. 1 地质概况 盘山矿区 1ft于巴里坤县城， t西约 90 km 扯旷区面帜的 20 km
1 0
J(.大地构造位置处于卡
拉占里-崎克扎勒-大黑 Ùl 晚古生代握块碰撞缝告带的东峭，北部属西伯利亚饭块库兰卡孜干 岛弧，南部为准噶尔顿块博格达-哈尔里克岛弧 。 1i t 石』世世 -1<两大饭块最后缝舍，构成丁著名 的居优庄里-奠钦乌拉盘 、锦成矿带 。 矿区内出露地 J~ 主要有下石提统韭巴斯毒组( CJ) 、脂监徘能组 (CJ ， )、中石炭统柳树沟
组 (C ， /， )JÆ第四革 (Q.) .三个岩组中既有正常沉职碎屑岩，也有中性火山岩 。 下石炭统提巴 斯 ff组( CJ) 第 三岩性段可能为矿源层 o r由岩蚀变局限于裂隙内与石英脉相关的攘梭岩中，蚀 蛮宽JJr为 0.5 - 1 m ，蚀变矿物组合为硅化 、绿泥石 化 、制云母化 、碳艘柑化 、榈铁矿化 。
3.2.2.3.2.2
野外光谱分析
野外光憎分析iI<明.除了硅化蚀变外，本旷床的蚀变类型在光滑将征上部有所反映。 绿泥 ~i化在光 i曾特征上表现为 2325 nm 处的主吸收峰 与 2250 nm 处的1x级吸收峙，钢 舌母化表现 为 22∞ 阳，附近的吸收特征.曲曲酸盐化褒现为 2000 nm 附近的吸收崎 .
运川上述光i哥特征情革识别规则 ，可知本矿床蚀置矿物组合有如1 下规律中性火山岩蚀置 矿物组合为校娼的结泥石化、阉铁矿化加徽弱的碳醺盐化(阁 3 - 2 - 35); 片岩千廉岩的蚀壁
矿物以绿混行化 、 嗣铁矿化为主.徽弱的绢舌骨化 、 碳懂盐化{阻 3 - 2 - 36); 石英脉中蚀查类 型以胃1 5 母化与嗣铁矿化为主(困 3 - 2 - 37) .
3.2.2.3.3 香山东铜镰矿 3.2.2.3.3. 1 抱质慨况 带 111 东桐锦矿是香山东超楼铁岩体圭土敬肯童儿阜北韧性剪切带与南部的黄山韧性剪切 带1'<矿梓矿后与上石炭统椅桐窝子组的回启嚣尘热液蚀变作用而形成的，量t 体地褒露盖规模
小， ~f!t延绵包或倒也 。 地表为灰绿色辉t岩，下层为惊红色铁JI!!氧化的辉*岩. 主要岩石为辉 民省 、 制铁矿化蚀变辉*岩、各种颜色的花岗岩和石英脉得 .
3.2.2.3.3.2
野外光情分析
.{ifJ旺脉 、 1<' i均料、辉 t王岩的光谱曲线 一 政.吸收晴带为 :520 11m (弱)、 8 80 nm (弱)、
67
成啤龙 iU~ 矿 1只剧方法技术研克和慧出响国常分析
...田-
圄 ) - 2 - 35
四 3
- 2 - 36 片岩子'民着光i曲曲线
回 3
68
中基性火 山 岩先谱曲线
- 2 - )7
石英脉光滑幽线
3
2250
1:矿克语特性研克
nm 、 2350 nm { 圄 3 - 2 - 38 ) ，但是辉长宿在 2350 nm 附近有较强的 Mg - O H 特征吸收谱
带.在 2250 nm 有比其他石英脉相花岗岩的特征更强的谱带.这反映辉桂岩的绿泥石化更强. 在门∞ 川、附近有比其他者右较明显宽而珑的 二价铁离子光谱 .三者蚀变矿物是相同的.可 能是捕铁矿化、操泥石化的产物 。
二 ，
,
-- - ' 唱. -
圄3
3.2.3 3.2.3. 1
- 2 - 38
石英脉 、 在岗岩 、 郎挺继光i曲曲线
岩石光谱特征小结 破性丸成居
从极性『巾性『基性4届基性岩的逐步过渡，1. 40 和1. 90 协m 的 OH 和水谱带的强度
迅退下降 。 这些谱带呵以作为般性岩的lI\要鉴定标志。 标示着在低温 (6∞ -8∞'1:)的酸性 居 中必定有多种形式的水存在，因为低温醺性岩是由富吉水穰气的岩靠结晶形成的 . 这些水 的存在也常常使怅石发生晚期蚀变形成纲 舌母.同时产生短基情带 。
3.2.3.2
中性义山草 l
中性火山岩的债铁质副旷物虽然有可能产生 Fe + 和 Fe * 铁的光谱特征，但是在大多数情 1
况下呈现得放清晰的精带仍然是蚀变产物的革谱带和提基i曾带 . 对此成岩来说，租斑状的侵
入省所产生的谱带，且是比它们的喷出岩更为显著。 此类岩石的光谱可分为两类曲线平坦而 无光自由特征的和反射率从短波到*波逐渐增加的 。 后 - 种情况的光谱，在 0.70 - 1 ∞川之 间往往出现铁的特征谱带.在1. 40 和 l 四川，附近以及 2.20
-2. 50 J.Lffi 之间.常伴有 一 些轮
廓模糊的情带，比蚀变的做性岩谱带还要增-些 。 由于存在大量不透明的磁铁矿以且角闪石 初黑云 母等附色矿物，故所有中性岩的光谐的反射强度偏低 。
3.2. 3. 3
基性或超品性成章
除T 苏桂岩以外 ，基性岩光谱中通常仅见的光谱特征是由铁所产生的 1. 0 川附近的晴
带.这些i曾带一般宽而弱 . 除非发生蚀变成风化.否则一般不出现 1. 40 和 1 佣阳的接基谱 带 . 除了斜拉辉*岩，基性岩的反射串郁较低 。 这是因为存在大量的暗色镜铁矿物 . 特别是大 量舷铁矿和其他不透明矿物 。 与基性岩相比，越基性岩的光滑品在 1.
0
"'"附近出现一 个轮
69
成悻克懵蓝矿识别方法拉水研究和部响闺啻纱树
廓…卡付清晰的 Fe2+ 磁带，井J'l'I'E 1. 80μn 附 i丘常出现谐带，它最高度先序的人丽体位上二二价 恢陶子的典型特征~ Adam 蛐岛叫(υ19 捅 68 创)、 Adæ皿E酣和 MeCι削(1 972 )曾毯和利j 附这阀个特自征 H 懵曹带 (υ1. 0
队 μ 肌叫，川 m 1 8μ 阳阳削 时 n 1叶)位E置壁2之己问的炎 2蔬且作 3均甘辉z滔写主类监斜1 方y辉百类的馁锵含盘的鉴2定 瞅依据。 E 基性或趟基性密的先谱在可见光和近红外区 F，'年， Feh ，巳u 2+ ， Mn z • 等离子的跃还借静的 强度远地大于短波红的马上的 OH\H 2 0 ， Al 岭 OH ， Mg - OH 基圆的振动懵惜。 Ross 等人
(1969 )根摇经验发现用于鉴别岩石类型的直是有效的波长比值是 0.5μmI (2.30 -2.5) 阳、 2.3μml l. 45 附和 2.35/1.95 阳。这些比值与挫基和7}(谱带的相关性是十分明显的。遗憾 的是，对遍感应用事说，1. 40 和 1 四川附近也iE好是大气干扰最严重的谐段。
沉积辈的光谱
3.2.3.4
沉枫精光国营中的光满特征一般都很清晰，除非由于有不激明的贵质物质而被搬避边外。 3ô暨盘西班酸根的谐带，风化产物帖土矿物的弹身啼，二二价铁离子相黑价的校离于领化物的懵中骨。
位于 2.35μn 附溢的谐平曾经f适时称的 co 伸缩振动锵二111频h lkCO 的对称伸缩掀动的合频 λ ，以及 λ 的画外弯曲振动的第…倍频产生的，后者的躇带革牵强，其最低值位于 2.5-2.6 阳， 伴随出现较剿的谱带在1. 90 ， 2.0 和 2.20 "'"附近。这些弱谱带常被1. 40 和 2.2 间或 2.3
μm 附近帖土的 0日谱带一级1. 4 和1. 90 "'"附近的革谱带所施泼。二价铁离子的谱带出现 在1. 0 川附近，削二二价铁离子氧化物则是光谱强度向班光方向下降，并在 0.5 和 O.
85 ~rn 附
近出现可识别的大谱带。
3. 2. 3. 5
Jt.质最光谱
通过分析测试大现粉、布英粉、片麻将、板辑和片揣帮变质挠的光髓，发现在 0.40-2.50
μm 变质榜的清晰的光满特低主要 f盖面提酸盐、赛是基，7}((液态包体串)和唰酸她的振动千古顿和俞 频引起的，或者自铁、健成锚的电子跃迁过程引起的。
~挂矿光谱特性变异性分析·
3, 3 3.3, 1
召|冒雪
成像光谱技术就是根据像元光谱与标樵光谱或实测光谐的对比分析底接坝、别指矿和定量
估计岩矿的锐分或吉量，其识别放果依赖于识别中所使用的岩矿光谱特征的稳定傲。 费石、矿物在可见光、说红外 lk短波红外上的反射性质与矿物学、化学规戚、轮子的不透明 惊、幸在于的收级与形状、精积橱胶、照明几何条件究竟有;;1:大关系，最"l今研究的课烦。本节将 通过试就测试分析者矿光哥哥与环境因素、化学领戚、粮子的教级与形态、几何照明摆件以及戚 朋温度就饿蛮搔件的相提傲。
精石先满特征;虽然本质上决定于物质的组分和晶体始构将蔽，但其外在表现行为却受环 境搔仲、裆布赖拉皮、我腥风化程度和资型、隙壁矿物组分等国擎的影响，具有一寇军里股的变异 性，即通常所称的"网物界谱"现象。哥哥充分有效地监掷成惶光懵作用和!iií.!II潜力，本仪儒塑 深入了解翁旷的光憎特征，还必须把握岳种附章所引起的遗旷光谱变异性状且其对光锵除晰
特征的影响。
• 70
!怪东贵， 1995 ，她物光谱恻试方法与标准数据生成方法研究报告.野战质矿产部航空物探遥感中心。
3
量柿、此懵特性研克
本次研究仅以农石为主要研究对象，在现有实骏是件3基础上开展一赐岩旷光谱测试试验， 通过对不问皆有一光撒…仪根儿何条件 F对瑞石的光谱测量， 39 处野外实地粉石光谐与对应
如有你丰重内灯光下的测试均占怪的比较、60 块皆石桥品的风化丽、新鲜我丽及其巾 39 件新鲜 切面光谐的时比块状密布和农;p粉来的光谱测量、不网粮!lt级指石粉来的光谱测试、密矿商
温下的光f曾试验和不网矿物含量的光谐实验，对内外凶章引起的辛苦衍光懵变异规镣进行 γ 分 析和探付。实验望光谱测盘使用航道中心自己备的 GER
IRIS ~m 红外智能光谱仪 ， V) 1(刷 W
卤掌灯管产生的平行光作为人射光，垂直测盘高度为 100 (:81 0 以下对可能引越密旷光谐特征 变异的一些主要喜凶靠进行分析相讨论。
3, 3.2 环境因素 3, 3, 2.1
大气对光谱的影响
通过岩石的野外和京内光谐的比较分析火气对精矿光谐的影响。人射光和反射光模大气
传输中食产生选操你的吸收和散射，使得丰闷彼伏的电磁波发生不闹革里度白白摘孽撼。因 3 ~3 叩 1 是太阳光在不问空间(垂直万向)上光锵#幅照皮褒峨的情况(阻ater.P. N. , 1980;P. H
斯
伟血， 5. M 戴伟等， 1984; 宣草草娥， 1995) 。从图上可以清到，太阳的能量主要集中在紫外、可
见光和红外部分，其中可见光谱1K (0. 4O .0.7μm) 能量占且辐射能量的 469也 ti.布，红外部分 约占 461岛，紫外部分占 7% 左右。太阳辐射盘大强度在 0.48μm 附近。从大气层外到地球进 阎太阳能量的衰减以 0.48 阳1 附近最为强烈;在海平面处太阳耀照度最明盟的特征是，在 2萨
阿波长上，大气中的 H~O-， 02 和 CO，对太阳辐射!lt(能最)强烈吸收，尤其在1. 40μm 和1. 90 μm 附近，太阳能量几乎余部被 H ， O 和 CO，吸收。白于不阔天气矗件下大气中 H， O 、ι0，的青 景不同.岩石反射光谱绕过大气传输后会产生k不同程度的变界"由于大气的最吸收.在野夕无 法测出岩矿在1. 40μn 和1. 90μm 附近的反射比。阁 3 ~3 ~2 为大现岩京内和野外光谐的对
比，索内光谱 1 咽阳和 l 帕阳附近的两个明晶吸收主要扇大观指中结晶叶飞的吸收所引
起，倒在野外光谱中，已金部被捕麓，并且野外光谱强度明报减小，形态也有所改变。 2 盼。
部
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1500
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>;阳在天躏 阴影事活幢幢幽舵，两实辑之
经满泳题:Il和哦收锁娓
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固 3
-3-1
地球发陋的太阳辅照匪
〈旦日斯伟息， 5. 悦戴维， 1984)
71
成4草也增最矿识别方法拉卓研克和帮响因辈分析
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波长 Jrun
团3
3.3.2.2
2革内(上)、野外(下)测量的大理告光谱幽钱
2
3
光照Jt
在实验室用 1000 W 澳鸽灯(电压民I 渊)相撞四氟乙烯标准扳试验入射光照度对光谱测量结 果的影响。结巢进明(凶 3 … 3 -3). 人射光照度的堂化会影响整体反射率的增加或降低，幽线器
中形态且将征收收谱带的位置、强度、宽度和吸收谷的形态等特征指数基本稳定。在 0.4 阳 0.5 "'"附近，岩矿反射率随人射光照腔的增强附增大，0.5μm 至2. 5μ"，j't谱院 l町，岩矿光谱反射事 随人射光熊度的增强则降低。当入射光照度小于 5跚 k 时，在 0.4-2.5 阳血谱区间内，反射 事变化较明显.偏羡可达 8.5% ;人射光照度大于直削 lx 时，在整个测试光谱区|坷.Jji射串烹化幅
度为 2% 1';:右。因此，遥感数据获取和岩矿光谱测量，戚在良好光照条件 F开展。 10
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25
叶蜻石在不同人射光照度下测得的光谱臣射感陶蜡
光源一岩矿一仪器二乙间的几何光学位置
由于裆矿的非朗伯特傲，辛劳矿的反射光谱具有 Jj 向恨，即将矿的反射光谱特征与光照 Jj 向
72
蜡矿也懵特性研克
3
观测方向有关。这方丽增加了精旷识别的复杂性，另…方阁，随着$角度越感技术的发展， 袋矿的非朗伯特性将成为精矿识别和人类认识地球的新的物螺妥善量和I 具。光源…精矿什里 苦苦的几何光学关系由光糠的入射角、人射方位角和仪榻的观测角、观恻方位角所决寇。 共测量了 5 种皆有样品(民_;，， 8 6 _ 1 、 8 17 _ 1 、 B 到 1 ， 8 26 _ 1 )在人身才 Ji 位角为 0' 、 90飞 180。和
270" 时反射树征。阁 3 … 3 -4 是光橱，人射角均 45" ，观测 JJ位角为 180'. 观测角如 15"时，睛也 斑状粗货精 (8 肌，)和钱包纲肖峰化花岗罪ÿ( B始， )在平问光耀入射宽位角时的光谱反射曲
线。从闺中可见，不论是暗色的省省，还是浅色的精右，反射光谐随人射JJ位角的变化规律都 很相似 ;90。时反射光健强度量H埠，Z70 Q 时盖章离，纲泣母化花岗岩的特征吸收谐带(如在 0.93 件.m. 1. 40μ01. 1. 93 阳 .2.20 川和 2.30 川附近)的滋长位草草、深度、宽度和对称做基本不变。
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不闯入射光方位时岩石光谱的壁也
(.)愧色绢云悖化1<阅绪，.灿\) ;(b) 暗色组业槌安精(施"斗〉
测量 5 种岩石样品在 10 种不削人射角矗件的光谱变化，光谱仪的观测业位角 180" ，观测
角。。。它们都装现出相似的变化规律。以绢岳母化花岗岩为例(阁 3-3-5). 因 3 】 3 -S(b) 是因 3 牛 3 -5(.) 中波1':分别为 1650 阳、 750 nrn 相 1950 nm 的反射事倪随入射角的变化曲 线。由自目可见 .10 种入射角下所观测到的光谱极为相似，反射'"随光线人射角度的增加而且
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光源入射角对绢云云母化花岗岩光谱符哑的影响
(叫不问人射角时光谕(囱中曲线自上而下的徘列顺序为街边的标识顺序有些光幡幽线巳重叠)
(b )1!显身'>f<随人射角~变化
73
成啤九谱J/1矿识别万古法拉水研究和影响因素分析 F 降均势，盖在商与最低栩怒不足 10%
0 0 .43 、1.4()、1. 93 ， 2.20 和 2.30μn 附近的吸收特征的
形状不随人射角变化削变化。这E可能与样品我国极极度有关，人射阕皮角的增大降低了仪器
砚场内的样品表面阴影所出的比例，仪吉普接收的反射输射能鳞倒应地增加。 同样对 5 种岩石林品作不同仪哥哥观测角的li';诺测试。以随状粗安指 (8 1101 ) 和灰色大型
辛苦 (B 4 _ '1)为代我束分析观测角对JI'I矿光谐的影响(罔 3 寸… 6) 。凶中豆拉出问种岩矿样品观测 7J位分别为 90' 、 180'" 、 270'" 和 330。时不问观测商监角的光谱曲线，光撼人射7J位为 00 ，入射角 15' 。由凶 E可见，曲线形态基本相似，吸收谱带特征(被长位置、吸收深度、宽度和对称性等)基 本不随观测角的变化削改变.但反射旦在僚随营观测角的变化而改变，其变化不具有明握的规律 性。最高和最低反射率之盏，粉置岩在 5% 以内，大理粉在 8% 以内。 90' 观测方仿角时反射半 随观测高度角的型化产生的搅动相对较小， 180。观察方校的变化较大。朋 3 -3-7 为绢云母 化花岗岩的光谱随观察角的变化闹线， 25 0 [汪有反射事最小， 45<> 左右反射率最大。朋 3 -3-8
和 3 -3-9 为绢云母化花岗省份和，)的光谱随着仪器观测方fiL角的变化， 90'方佼角。时反射 事较小， 270。时较大。 槟上所主始靠， 粉 1 挂矿
/小 j扣、'而光谱敷体形态和吸收谱静的串串!iE郁基本保持不变。
3.3 , 3 3.3.3.1
端有的物质成分 研究才浩
物质成分是影响岩石光谐的内l'E因素。岩石由矿物组成.矿物光谱取决于组成矿物物质 的三个草本特性:①化学组成，即矿物的元章种类及数巅，啤}赋于彼此间处于平衡位置的穷闷
儿俯关系或结构必)位场或原子 l问作用力的强股即陈子之间的结合键及角度(地质部情报 所， 1980) 。这黑仅讨论者石中矿物银戚、古囊相化学成分对岩石光暂的影响。 中次研究除果集岩石标本作黯矿鉴定和化学分析，根据瑞石的矿物细成和化学成分，分析 它们对岩石光谐的影响外，还设汁了三种实输方法，在实验室开展实验研究。这三种实输方法 最
(1)背景充填法:将光谐仪的视场范阁按 1 cm 网格化，然后分别用不 l 司的矿物粉革中平晶
2
滋次去充填 em 网格，获取 Ä反射光i费数据。 (2) 成分填充法:以不同矿物作如背景(究iËJt:l筒仪锦视场)测其光谱，然底分别附某种矿
物依次充城覆盖骨最矿物，排测王军光谱，
直滥行下去，直到完全碰撞诗肇矿物为止。
(3 )比例测 i式!I;， X1 阀种矿物各自侧其光谱，然后对它们的粉束中丰晶依次挫一定比例混 合，如拨 10% 问附的比例淄仓，当…w 种矿物增加 10% 的比例时，另一种矿物相应减少 10% 。
混合的体粉、整保证足够充满观测视场。交才按比例挂革命的样品测试其光谱。 在研究岩石物质成分对光谱的影响之前，先讨论一下矿物的类质问盘和晶体杂质问题。
3.3.3.2
矿物的是质问草和杂质成分对光谱的影响
矿物光谱f苍白占优势的阴、阴离子和微量细分的总体效应决定的。矿物晶体.p J在种质点
(原子、离于、编阴离于或分子)的校景被类似的其他质点所占据，但还能保持原有的晶体编构 {品格常数稍有改变)的现攘，称为类质同象。~形成受内阁(原子就离于是扣税、化学媲、离子
电价、品格能最)和或夕f 因(形成替代时的损胶、 Bi1J 、介质帮)所控制。影响旷物化学成分变 化的因素除了樊质同盘之奸，还乎可胶体作!Il靴串的作用 (Ravi et 址， 1991) 。
74
!I: 矿 JG惜特性研克
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岩石在不同观黎方向和不同观黎角时的光谱变化
每张四中曲线自上至下的排列顺序就是其右边标识顺序
75
成啤克储量矿识别方法拉水研究如甜响凶辈分析 J5
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商脏角的变化幽线(虚线为植合的直蜻)
-3-8
绢云母化花岗绪反射且在随
仪器观测万位角的变化曲蜡
3睡质网鼎的光潜变化可用碳酸他矿物的 270 3∞
光谱变化来说明，农 3 ~ 3
1 列 tfl 碳股辍(整
旦旦镜矿 1 磺酸部(望在铸矿)的变化革列上 2_ 3。
ω
如川附近碳酸根(叫‘)谐惜的波民位置漂移。 在典型变化革列 MgC O，叶 (Ca ， Mg) C03~
(Mg , C.) CO，叶 CI:I.CO" 叫 FeC0 3 ~ZnCOJ 中， 90
矿物中阳离子的变化革列为 Mg'φ 叶 (C旷， MgZ') (Mg2+ ， Ca h ) → Ca2 + → Fe~+ → Zn2+
•
2
1
,
或 MgZ+ → (F'e + , Mg lφ) → ( Mg'\Feh 1.5 被长/机m
2β
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)
•
Feu. 对应元嚣的陈子序数(或原子量)增灿， 陈子半径激增，使特征谱带彼伏位置向 t幸被方
周 3 -3-9 绢云母化花岗带光谱随仪棉观测 方位糊的变化
向漂移。 矿物中的杂质对矿物光 i椅也有较大影响，
图中曲线自上阳下的排列顺序就是右边的标识顺序
特别是铁，平论是作为类质同象， ìf 是杂质都
会使矿物的光谱提'E显著的变化。如在碳酸裁矿物中，少量的铁离子即会在矿物光满中显现 出明鼠的铁离于谐带，且强度随铁含量的增加而增强。如表 3 … 3 一 2 所示，方解布中铁的俞最
仅为 0，佣59昏时， FJ+ 离子的谱带已有表现;俞铁蠢的增加使1. 10μm 附近的激带强度增强。 3.3 ， 3、 3
~击石光谱岛矿物告量的盈盈
3住了测量矿物光谱反射事及其特征谐带强度随矿物成分变化的关系，实验淮阴二三种方式 进行观测分衔。 型是 3 伽 3 叫 1 化哈拉分子式
M~Ol
酣醋童童绪事也脏附 .1曲'警滥4经位置的变化 (C且 .Mι)CO，
(M草， Cll)CÛJ
c ..C01
FeCû , 响
矿物名称
ZnéO .........
费楼矿
臼"石
白云石
1f解省
楚恢矿
费钵矿
2.31
2. JJ
2, 34
2.35
2. 3S ,2.36
2.37
咱
特征语被长位置t( fLrrt)
76
堂矿克精特性研究
3 褒 3-3-2
般磁盘盘矿物咿食铁量与眼收特牺唰躏班也提慕
悦的~撒{叫/略)
幌收谱带破*'位置/阳
收收强 ill
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化学分子或
矿物4<称
CKCO,
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方解
0.005
O.40( F"，1 个)，I. IO(Fe 1 ') 。'. 80Fe1+ J
白云右
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…---_.晶晶晶晶晶晶
(Ca , Mg)(ι0 1 )1 (C且.
Mg )(CÛ1)1
白云石
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菱暖矿
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L IO(Fe2 +)
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1.0
\. \O(Fe1.)
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FeCû,
蕴铁矿
铁含量是高
1. 10( fe l +
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革臼CO，
......
费铮矿
0.45 ,
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I.
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注飞 W 表示很驹， W 为弱 i VS 为很强 ， V刊为非常滋 ι
E自 3 -3 寸。( a) 是来用背景充填法获取的绿帘石不同肯.(间隔为 5% )的反射光憾。随
着视场琼罔填充绿帘有吉酷的增加，反射事载体逐渐下降，这夜时见光掖阁内表现最为履薯 (罔 3-3- 1O (b)). 1. 05 、 1 妇、1. 90 、1. 95 、 2、 25 初 2.35μm 她的特征谓带也都越来精明
显，吸收深度也随之加深。同时，1. 50μm 附坡的谱带位置随着雄市石宙攘的增加削淄渐向长
波方向移动，l!J缀帘有阳%充满视场时，1. 50 阳处的谐带移到了1.55μrn 处谐榜的强度也 达到最火， 2.35μm 处尤甚.深泼达到 82% 。
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附着商峙Z牙齿量的增加，反射强度总体变化不大(阁 3 -3 …1l(时， (b)) ，I. 40μm 、1. 93 阳、 2.20 川相 2. 35 川附近的哥哥带强i!变施，谱带位置也监生漂移。1. 50 川附近的吸收
逐渐向1. 40μm 附ì1î:转移山 15 "'"'处漂向 2.20 阳， 2.30 川附近的移向 2.35 阳。 用成分填光法，以在侧试光潜隧问不具有特征谐惜的石英成~i1母作为背景，进→步研究 矿物含篮对光谐的影响。图 3 … 3 降 [2 为在 ñ英背景上依次增加高岭召含量的光谱，随着含量 的增加，fi.射事增大，1.
40
~rn 和1. 93 IJ.m 等谱带加深。在石英背景上不断克境鳝帘苟，随着
77
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含量的增加，反射率下降(网 3-3-13) ，特征峰强度增强 ω 商峙石背景上充填黑色矿物黔云云 母时反射事和吸收猫皮都随然云峰含盘的增加而下降(罔 3 … 3 寸的。
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音，用比例测试法研究光谱变化。结果显币，绿帘石或高峙百与反射'*'比其高的矿物按比例报 告，随着其含量的增加反射惑减小，如嫁帘石与石英(阁 3 3-15(.)) ，与反射'*'比英低的矿 物混合，随荷其宵撞的增加反射串加大，如商岭苟均布英(阁 3 … 3 一 16(b) )、商峙有均属泣母 (图 3
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高的还是低的矿物混告，其谱带一般都随曹绿帘石或高峙哥的古:1:增加附加深，不同谱带的变 化梯股和变化状态不问(阁 3~3~16( 时句 (d)) 。假嫌帘有或高峙右与有英锦告时.绿帘石
或商岭有其在1. 955 "'"处的吸收借带深度则变泼变弱(期 3--3--'16( 时和 (b) )。 79
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分析野外岩右光谱平Il$i矿鉴定结果也可得到问样的规律。黄土梁金矿府和蚀变岩样品
827 _ 3 褐铁矿吉盘小于 2% ，黄铁矿 109也在有， B好 1 吉褐铁矿 5% -10% ，黄铁矿小于 1% ;而 BZ7 -1; 吉褐铁矿约 10% li'右.黄铁矿含量极少。从 Bn~z-哺"币 1 → B Z7 -)叶 Bl7 ~4 ，随着褐铁矿俞 酷的减1>，风化商光谱 0.93 阳附近的吸收依tt'l\:弱.同时刷于黄铁矿的相底增加，1. 10 阳
附近开始出现~收挤，而使光谱曲线斜事变小(朗 3 … 3 寸 7 (a) )。这种现~l'E自然新鲜丽光 自身中反映得更为明盟(丽 3 … 3 …l7 (h)) .吼叫和 Bl'I ~4 黄铁矿由盛较多.l'E O.93 附1. 10μm 形 成宽深的波替。粉束样品光锵(网 3-3-17( 。川和切片附上光熔(因 3 … 3 … 17(d)) 11I有问样 变化规律。 t式骏18:内其他叫鹦啻漏缺矿(成章恢矿)密石的光扭身亦然。 根撒嫌磁石化二长草叶 (Bω ， )、花岗岩( R)) 年，)韩1递解斜t是角闪粉 (B 10 _ Z ) 的指矿鉴定结果，
攒矿物成Jt含篮迸行光谱模拟加仪告成试验(图 3 3-18) 。闺中，虚线为模拟光谱，实线是 实测幽线，克论是彼形上，还是谐带特征，附者都基本吻合，偏爱不超过 7% 。倒 3 -3 -19 是将 81
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几种矿物部班按J;I::古时 f昆食后的测量光谐与指矿物比例数字懊拟的合成光谐的对比，模拟合成
自库比实际测量踏雪哥商，这是凶为混合样品中盎均推革命的矿物颜色盏别很大，自音色不透明矿物的 掩盈利仰制作用，使混合样品的反射率阵低。矿物之间透明性差异越大，则告成光谱的偏第就
越大，如由于黑孟峰的加入(因 3-3-19(.)) ，反射率偏差比无黑云母时望哥大得多(凶 3 -3 19(b)) 。
因 3-3-20(.) 和 (b) 分别是橄榄石与磁铁矿、做榄石和紫事辉石捞不阿比例混合的实测
光谱与模拟合成谱的比较。从图 3-3-20(.) 可以看出，在混合样品中，随着磁铁矿古慧)1..
0% 变到 25% 时，反射事急剧 τ降，1. 0 阳的 Fe + 谱带迅速变弱。往后，再增加磁铁矿的含 2
量，光谱费化极为缓慢，当磁铁矿为 75% 时，完全掩盖了橄榄石的光谱特征。橄榄币和紫苏掷 石这两种矿物的潦明攸相禁不大，反射事蒙异极小，波形也较为相似。随着橄榄而肯量的减少
和蜻苏辉石肯酷的增加，光谱逐渐从橄榄有烈变化到紫苏辉有攘，1. 00μm 附近橄榄布的宽而 探的谱带逐渐变得相对尖锐，因被拉f背景也向烦披Ìî l句移动，同时1. 85 1=附近 Fe z + 离子的 谱带1lJ现并滋渐加宽变深(图 3 … 3
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3.3.3.4
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现在川、岩石光谐和对股样品化学分析结果来讨论据有光谐与化学成分的关赢(网 3 … 3-
21) 0 1草坪盘矿岩目光锵(阁 3ω3 少.反射'*'随之辈商 e 阁 3
21(.)) 隙智 Fe 2 0) • Sî01 i音量的增加利 H 1 0+ 啻量的减
3 21(b) 的黄土梁金融1 岩石 F吨。毛刷 0.94Q岛叶 3.01% 吨 5.01%
叶 6.05% 变化，。自 93 阳nt曾带随之变曾在，从1. 45 啕 2.50μm ，随警袋15"!f> H， O' 含量的增高，反
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矿和黄铜矿矿石光谱，它们属于暗色不透明矿物，全铁含量( FeS 、 Fe~Ol 和 FeO 且篮)高，谱带 特征都已被压抑掉。上幽附条光谱中，最上一条若有中吉结构埠，1. 4 附和 2.20 阳的谱带
84
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尖锐， 1 ， 93μm 的吸收也比校明原 Q
朋 3-3-22(.)..示出不网 F吧。，古酷的粉末样品的地蔚特性陶线，在 0 ， 482μm 、 0， 925 μm 附近有 Fe~~ 吸收将低，阴 3
3 … 22(h) 手U(c) 虫在 i丘红外 8861削和短波红外 1688 nm 处反
射郁的变化翩钱。光谐反射易解随 FcZO，的减少丽梅低，在可见光泡阁内变化较缓慢，近红剑变 化明显，目j 短披红外降低的幡度 Jtf显著(因 3 … 3 … 22( 0))。 "页。
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飞时光谱曲线 μb) 和 (C) Fe l 0l 食最与反射率的变化趋势
光谱反射感值附 FC 2 0 ，的含量变化笼统攸关系 :886 nm 时的相当在革数 R' = 0， 9228. 低于
1688 nm 时的相关赢数 R' 温缸 9228 。逃一步分析司提明从可见光叶谧红外叶短彼红外上 Fel0:) 啻量与光懵反射串的线性相关性程度逐渐显智。在不同谐段上的线性变化趋势可以从青铁矿 物在可见光波段上不透明光谱衍为到近红外、组披红外上的透明光谱行为中得到解释。 因3…3
23 是因 3 寸… 22( 叫中在二三个光谱吸收特征的中心披长、吸收#程度相吸收宽度
(FMHW) 与 Fe 2 0 3 世量的变化关单。吸收特征的中心彼长位置在不阔的 Fe~O~ 啻量中最大草草 移块样达到酬，簸4 为 8 nmõ 粉来样在。但5 阳处最大擦移 81 皿，最小为 5 nmô 粉来样在 0.482 阳处最大漂移 8 棚，最小为 4 酬。特征吸收深度、吸收商度融体变化鹉静是倾 FC20，
肯攘的喊少而减少。这种减少的变化趋势是由于样品中 FeO 含量的王军渐增加(阁 3-3-24). 柿制 TF吧。，的特征峙。
3, 3, 3, 5
岩矿中水对光谱的影响，..Jl:均成阁混度的相提性分析
3.3, 3, 5, 1 矿物:l't饿中串的光谐特征对矿物形成温度的指示作用 矿物吸收特征的盖在界主要取决于矿物晶体物化隔离性的不闷，阴阳离子的化合价、阳离子的
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町kh ， 1978)o 由于不同温度的热液侵入，从而使蚀变前后光满特征发生不问程度的变异。这 种光谱变鼻町以直接用于遥感进行蚀变俗患的胡u益。 ;在第三章的岩矿光谱特征形成机理分析中，已经讨论丁缩品在、结构草、吸附 7j(等平问形 式的'*对矿物光谱特征的影响。由于不问类型的'*在矿物中的形成使得在激出温度都不相
等，且它们的逸Ifl温度都远离于地菌的常撇，因而，在一定条件下，可以根据矿物光谱中的水的 光谱特征反映，推断本在矿物中的存在形式，井进一步推断矿物的形成祖度。表 3 -3-3 列出
了一些主要矿物的矿物结构、成的及其光谱特征。对它们进行了相关统计分析，可得到以下基 本规律 1 对于具有透明光谱行为矿物，如果在1.回阳附近有很清晰的光谱特征，而1. 40 阳' 附近的光谱特征不清晰，说明矿物中青有吸附水，共形成成网源庶低，没有脱;1(，夜1. 90 附
和1. 40μm 附近都有清晰的光谱特征.说明有结构在彝与矿物缔构巾，成因榻度为中低调: 1. 9。 μm 附近的光锵特征 11弱，而1. 40μm 附近布尖锐的光谱特征.说明有结晶水癖与矿物结 构中，成网温度为中翻 s 如果夜 2.20-2.30μm 之间的光谱特征表现为 2.20 I刷特征清晰而 尖饶过渡到 2. 30 酬的特征琼斯较弱，且在1. 40 阳懵带也滋渐清晰削尖锐，说明成因温度
淄惭费低;如果在 2.20 伽 2.30 川之间的光满特征我现为 2. 30 )ull特征清晰而尖锐过被到 2.20 件m 的串串征逐惭较剿，且在1. 40μm 谱带也巡渐变弱，说明成因温度遥溺变商 s 如果在
86
直矿克蜡特性研究
3 褒 3-3-3 种费 含水翻 酸战
单元到能 矿物
矿物编构先惕'等性成阔叩瞄褒 化学分子或 1 成然衔，海军光滑特性，疏成的情况
英j(名称
矿物名称
N哪?日~Ol .4H 2 0 为回砂景鹉附成
四水棚砂
K翩翩
唰砂
BOIlIJt
石墨
Gmphite
ç ，高混高压 4 不透明光谕行为
Sulphur
很高
硫磺
NI!.J B4 0J 肉 IOH， O ，严于她糊，于慰她我;光醺特有E 为可见光反
射率高，近红外下降.1庭过光满满似雪的芳，谱
S ，产于 :kllJ口或附近，常与百膏租石灰者共生 dli虹忡反射事
特忡
自化物
冰晶石
Cryolile
货，;
f1uùrit"
....
CaF 1 • 严于热穰脉、伟品瑞中 1 0. 当7... 强瞒带在 4:;0 '1:加热 8
小时'包心消失，近红外后元光谱特征 ，.ι! 反射率高，无光谱特征
石盐
lWit巳
押丢在
"。制 dite
锐舍i铁锐银矿行/水倏宿
Jtru dte
M!l (OH)l'~随化环境
G侃出ite
FeO.OH ，垦透明不透明光暗行为
KCJ 与石查武装安易与水合物 M gÇl:! ， F~'+ 氯化物成包体?反射 率高，在近红外后特征丰富 一---------.，---
组氧
化物
NaJ Al儿，严子伟晶辑;反射事高，在1. 45 、1. 94 川趾榄牵包 追随体水的光谱特征出现
十一一一一-
使水销苟
0'田""re
Al .Htû ，低温
二水倒旷
Gibb iJile
Al (OH)l' 为自
钩叮叮咱
A~Úl 的一水水合物‘低翻成闺
....由"
赤铁矿
日叫e
F<，鸟，无水的…价铁氧化楠，辑化部撞
俑铁矿
limo让\，
2Fe哩。l • "2 0 、辅化环屑，低温环榄
金红布
Ruti 声
TiD1 ，高温商压条件
面曾铁矿
M.伊】etlte
Fel01 'FeO(F":l O~). 商翻
红僻矿
"'"吨，
z.o叫…般可傍铁尖晶石 ZnF.吨。4 共在)
刚3i
Conmdite
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晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶…
晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶蜻
氧化物
』晶晶晶晶
确灰石
Ap也.tite
AL.: Ol' 高翻高服 ι融合[凹4b(F.Cl ， O日)，产于伟晶柑棉被脉中;1. 40μ抑、处布 尖锐的特征峰
由...呵"
确酸哉
幌精锵石
A mhJY!J'ni协
天蓝布
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(Li， Na)Al( 四川 (F ， OH)~ .盹 0 ，产于花岗伟晶岩中、高跟脉 响; 1. 5 ~嗣后特征丰富
(吨， Fe) 剧也(阳'~h
也晶晶晶晶
c.so. . 2H}0 ，以藕2t甜的形式广极分带在祝积精中就精液 石'曾
Gypsliln
沉积的金属矿脉中 s 与鼠目富的失系( ('" R.
J. l 剿毛矿(脆硫锦铅 确
矿) 黛自在街
离自
销明帆布
J皿.....ni! a
Hnnl ,
W 也H曲出r. 1973 ) 明显
pt与盹~FeS~S'4' 低到中溢的棉被矿脉中见到，与偏化物共生， 当是现不透明到避明的光谱行为
8幽帕
B硝0，(锦掖略目革所机制)，中温!It因
A!@，坠
KAl l [50. J2 (OH)6' 中低温!It剧'"谱带明显
可
盐
确化物
天青石
C治协创"
货"铁矶
J缸Uilt~
无水芒硝
τ""""'"
问伴矿
Sphnlerite
位制J， ，低温热111'矿脉，含有雄在li<，拥鹅时。‘ ω""' 姓的谱带 消失
KF町J[SO.J~(OH)ol' 饷明帆布中的Al被 F(lh 所替换非为水禽 的御碱阪放矿物 N句 50‘ 1 分布干星在区盐涮男盘子童在潮，碗粉化出现在土8留给先 中 t 在 0.40 阳川。』响应射率均高.避明光谐行为 z.日，常见于低嗣鹅掖悦和、的矿脉黑 ;tE 2. 帕 ~2. 50μm 反射
事明 lì下降
87
成悻此蜡*矿识 !I);非法技水研究如带响罔章分析
些蛊 种费
1
矿物4自称
一一一一寸
英文 4自称
货铁矿
Pyrile
毒l/J>'碑黄铁矿)
Am 阴阴 n川e
辰砂
Cim 协M
呻盟" 侃
化
物
Cobaltite
E刀饵".
|娜锦矿
侃而'rút~
化学分子戏，或将钩，或光滑待你，就成剧情况
y，扫与，网顶界*你为民铁矿不透明矿物，，"先麟'争征，奥恩的
主制旦理优整理I FeA&S，常见子高洒自矿脉中，不透明矿物:无光谱特征 Hg， S ，在热浪沉积的金属矿脉累和热泉周阔:从 aω.m'是 现问庭收限
I CoAsS高温矿床中，不透明物质，无光谱特征 Cu ， AsS.见于热辙矿8拿钱交代矿床中布透明物质:克光谱特 征 ""乌点在于低源热液矿脉和交代矿床e札常句低随毓化物和石
英共组"可见光为不透明光湖行为 i眩夕 'Jì!1卿行为
11铅矿
G.ùωa
P怖，见于粮液矿脉成交代矿床中不避明物质 a元光谱特征
卿俐矿
CJmω".
(,U. 1 !í
黄铜矿
CluJoopyrite
常见于热浪档拟的金属矿脉盟，不透明物质的典型光谱行为 (遇难览缎醺 b 时反射事亦随之下降)
'筹销矿
Molvbdeni怡
M哟，见于商却，~脉相接触'质问f床阳光谱行为在可见光下 不透明爪 90"" 后变成透明
骂KFt侨
NiAsS不透明物质
磁黄铁矿
1
p沪命似'"
F钊庐，商I!!.物(遇惠价火暗自粉) .典烈的不足量明矿盼(对和缴)
a在黄
1
..
叫伊 n"
Ag，1AsS，常见于低温热液沉职矿脉黑
A函，常见于然液沉积的矿脉黑，中低混然泉环槐
N. 电气石
T削mWi附
(Mg ， Fe ， Mn 剧， AI)JA~( 问 0 (6 )
(BO))) (OH ，F).，是花
环状硅酸敏
岗农伟自白花岗是岸和高根脉的产物队 75 、1.1州分别为时· 初 F.户的语带1. 40 ，2.2 翻 2.4 μm 的 1尚有除为 8-0 伸缩振动 的食，现
AIJ{Mg ， Fe 施臂布
c.mJierile
1 4Q咀 L
1ψ
) [Si~A1018
J
为变质(片麟、片着)成阁矿物 7
9 , 2, 2 削"稠附宽的 OH 和水的谱带是黛饱坐产物自
近停号 l鹉的 (仙， Ai) lH1 Si~O， (OH).
礁孔雀行
Ch厅酬。.U.
铁斧有
F叫 mte
蔷樵辉石
民协舶ntte
艘运
Jadeit配
惕'摩衍
S扣d 旧酬 e
μH 2 0 ，产于铜矿脉氧化馆山 50
阳附恶形成抽大反射使其果藤色，1. 42 、 192 结构水谱带强， 2. :0μ刷谱带钱弱
CII4(MnF的， AI. [B.(Si l 0 7 h02 J (OH }z，见于接触变质钙质
岩和热浪脉中 tL20 川出现宽阳凉的时+盟盟监一一 Ca(Mn , fe).[ Si~Ol~) ，梯在于锺矿你叫þ; Mn2 + 在 O. J7 ,0, 42
"刚状破酸性辄
0.55 川处有清晰而尖锐的谱侬 F，'喻户生 104 酬的强附 宽的谱帘，1. 4 、 19μm 水分子谱带 t 巾温成因
NaAl [S~ 时，一种罕见的变质成阔的辉有矿物:通常时·最
摸到红杰旦旦皿3捕捞，1燎原就吸血瞅翩敝忑瞌 W , AI) [SiAd '花岗伟晶岩;常含阳岛，在J， 0 ~m 附滋有谱 带1. 40.1.90 处水谱带尖锐 2.2μ刷的《日谱常也十分尖
锐，叫树低植成附 1 牛
深绿辉宿
88
FBSSOÌm
归(M篝， Fe
， Al)[( 缸， AI)lÛ6 J 产子变质'吃绩和白云钱叫h
且丘皿且直盟盟芷
3
韭矿克§哥特性研克 续琴是
矿物忽称
种提
化学分子式，政给钩.，提光龄特性，或成凶借况
英文名称
C4j\ f'e h ， Mgl 吨 [3'4 0 11]2(OH)1 为越闪布巳II::i MgdSl， O且) 阳也~
Aetinoítc
选闪行
Tromolìte
(üH , Fh ..供同l 鹉百 Cll.z F~;+ [3;.0 11 J ， (OH.F)l }j自叫中商俞 f，的楠周 lFé+ 在 103 酬"有强吸收，1. 4 ， 2.32 和 2. 38 I~m
身参吸收尖锐，中温成阔
钱铁闪石(单斜品
c_刷刷刷"，.
系)
……....----
ιa;. MKl lSi 4 0" J (OH) l' 中跑到二峰 (Mg ， ~.~1+ )~ [Si 4ÛIl J , (OH)l 与ìl:阳石成分相同而结构小
问 4 仅出现1. 0μm 处的 F~l+潜带 一…
C"'l (....8 ，民 )[M串， Fé' ，t'el ，Al). [( Si ,Al), û lI 个
角阴石
Hom h1o棚帕
L (OH , fl , i
F"l+ 和 f，，1个在 0.7 、1. 0μm 有宽的吸收峰，有 2.33 、 2.40μm 谱带
(峙 .F，扣 )1[Sl.O Il Jl(OH. rJ 1 常见于片麻绢，勾 E在青石伴 l'!闪石(斜方晶系)
生 1日.9:5 μm 的强特征吸收为八踊体位艇的 F~I+ 产生，1. 40 、
蜻
晶
晶
~…晶晶晶
晶
2.32 利12.4 件m 谐带都展。日报剧， 1 踢的
德 状
Anth .;,p hyIHte
NaC II::i( M事， fe' + ). (Al reJ > ) l SiojAl10)l J (OH , fh ，向辉币制 业闪石
毯
P拙唱嗣，"
变，成分与阳面苟相同。 0.75 、 L 0 p.In 的谱带分别为 Fd+'
Fe 1 个置换 A1和 M，引起的 ...叫
酸 做
绿闪石
T晌ro，"
问韭弘J 苟一样，雄间.fi青幅， 0咽 75 ，1. 0 f，J，m 的谱带分别为
t'e'. ， F~t +宣战 A1 莉1 M，叫起的 .1 4μ且有 OH 谱带 ……十
N":z (f",t+ ， M事) (Fe l ， Al h [5í.0(( h (O l:i, F)3' 口.75 、 0咱们
年
纳闪 fi
l\idJe ckile
蓝闪在
G""阳p"""'
软江区
Nephrite
遁部召
Diopside
销售失辉石
Hedenlk!ytìte
CaFé[5i z 06 J ，为避辉目的英质问黛
身带苏筒有/自铜辉苟
Hypenth四e.fßJ:'\)IlÚ如
(Mg ， f"， )(5i， OóJ 为商钦的商大辉初，成周棍庶高于橱代掷石
辙榄亨，
Dlivine
(Mg ，f'ehL 如o. J
铁飞锺)愉榄石
Fø.ylllile
问 [S;O~J ，1. 03μm 懵揩 J;/F~2+ 特征
告费树礁石
F附terilé
M坠 [5，0 4 J
石榴子石
G=~
FeJAl, [自ιÜd3 产 F 叫岩、片麻柑中，指!~中~畸榻高 lli作，用
黄玉
T"，矶Z
朔水化学成气体机旅作用 4号尖的精脉丰润绕洞中;1. 40 阳强而 尖锐蝴吸收1. 90 阳吸收有液态水存在，中低漏成的
.m 的谐带分割草ij Fel+ ， f，，I哈置换 M 和1M， Na2M岛 AIl [51.0 11 b(OH ， F)~ ，周蓝的荷…铀闪7J革州含楼瑞 员 1 1. 40 协m 谐带清晰 屉遇闪辛辛的变种 :0.75 ， 1.0 酬的语带分别为 Fe 1 + ， F.?φ 置换 A1 和 M自产生的，1. 4 协m 有 0日语带
G且Mg[ 51 20 6 J ，中、#巨变睛墙中. J是CaMg [ $100 J - CoIF户
[Si10 6 J (饨缺辉百) 1前拂体慕刑的楼蹦员(不肯快者罕见) …'二
一一咽m
"
8将 状 砖
A~ [Si0 4 J (r ， ûHh ，产 T酸性 !k 山密 Ut 肉辑、伟晶喝}句晚
酸 精
h晶晶晶晶
Caz [B<Si z Û8 (OH) , J ，常见于蕃性侵入青陈&伟晶罪t 'Þ l 踹翻倒石
。皿白lit.l
1. 02 、 126μ羽的尖锐吸收琦带是真特征谱，1. 90μm 的蝇情 有赞完全是水的谐箭
飞 f'eh ，Mg)(且， Fel+ )4 Úz [Si04 J, (0 , ÛHh ，生腻的温腐&压力 十字有
5laurolit民
比筒.11地低;在 1 1lS μm 略成反射幢大，向民被反射率 f降，由黯
就和水胸吸收形成，被形与原J帆布搁似
89
成悻尤懵蛊矿伊UJlj 方端技术研究和~响凶章分析 钱号是 川、、
种类
矿物名称
英文名称
化学分子式，成锦构 7 篇短光懵特性就成因情况
………由币
砂线石(斜方晶系)
$illima皿M
篮俑石 f
Ky酬'k
斜晶写在)
AI[ A1S íO J J ，产于片麻辑和片辑中(中低温)，出现 l 圳、 2.2 问强精明盼1. 00 削弱常常!则说用舍'使胧布 AI:! (SJO.10 ，最种区城变质作用产物 Ûl.:! (A! ， F(!J 咿)A1 2 [Si 2 û， l [510.] Q( OH) 变质矿物，为制黝帘
石4撞帘割的窗快峭壁\lFe1 + ， FeJ+ tE(且 41 、也"、0.6 、1. 0μn 绿市有(尊斜晶藏)
Epidote
A场
1.4ú和 I 帕附有极峭的11<谱带
状 德
斜黝帘石
Clino阳酬"
黝帘有
2 创必 ..
酸 能
4号'明原瞒带， OH' 在 1.55 .，.m有反常谱带，L85 ，1.佣附就有 两谱带， 2.3呈阳在极强谱带，著蜂帘石向戴脱 ti 转变则在
CazA1Al1[SÌ;~] [Si0 4]O( OH) ，典型鸿变质矿物:在1. 55 J. 8:s和 L 粥"'"出现反常谱带立""'"最强蜻带由Mg -OH 俗成 C吨AlAl;a[盹 O， ][SiO.)O(O酌，与斜蛐帘在为!1!呈，在口、 43 、
O. S3 和 0.8 阳有很强的 Fel+躏带， 0日的反常谱带在1. 68 、 1.邸，在1. 90 ，2.30.2.35 和 2咽"酬均有攒带
揭帘石
Allan ite
符山石
V酬刷刷 . .
(Î... ， Mn.ι啦，La， Y 肉Th )1(Fe 1t ， Fel + 且川剧， Fe 1 + h[ Si~o.， J
[5ìO.)0(OH) ，产于夕卡者和伟晶营中 Ca 1o(MιF~)1 A1.[Si04b[Sil Û
~(Si.. O'QJ(OH) t ，为知硅酸盐( KtiJ 的风化成热被恤变严 高岭石(二三斜嗣系)
""'1酬阳
物;尖锐而清晰的 OH 谱带是主要特怔;1. 4 I血的许多侧谱为
。H 伸精搬耐均低位晶梅辙动的命捕;2. 2 ~的 OH 谶带为两 层工J飞丽体锦掏，1.如 μ皿为眼附水谱带，指活中低调辑件
(A11 ."叫警 h [(Si ,Al .Fe).OIO( OHh . HlO J ;摸出怖点是房间
'度鹏有
M@榈树illönil'"
吸附水使得1. 4J. 'Äl的谱带既宽又深'" "'"的合帽谱带被拉 比其他粘土矿物稍长，呵能包销 A址。目的弯曲锻动模式 AI.[句句。 ](OH)~ ，化学础分与高龄石间，熟榄饿费产物f
地开否(觑斜晶系， 两层二八嗣体)
1. 43 、 1 崎为 OH 躁动晴，1.翩9憔μ胡 剧为吸附水谱带，1. 77μm 强 Diel醉
0喇 H甜
的第 1 倍棚， 2.20 川附i丘
(取敷谱)为 OH 伸缩振动句A10H 啼曲报辅音频;2. 30 .，.m附
屠
l!i滑常为 OH 伸缩银功与晶格振动含糊
状 磁
谱带归阔为 AI
换格石多水禽岭有
H:olI町"帕
自费
~(Si4010)(OHh ， 41马 0 ，谱带宽、强，说明矿物中食水在榻 构排列中无序
.'\.11 [Si. 0 ]0 J (011) 2. 严于他檀胁中相富含 AI 的情…中度变
就
质如中 1 出现的 OH 请带比地开 ti和高峙码的伊;1. 4μm 谱带 特别尖锐，黎明高度有序的 t 而结掏内的 OH 暴因慕本相同的 叶蜡店(工人固体)
py.叩hyl\íte
环榄 :2.2 阳的含糊谱带为二二人固体结构的典型特征，懵带轮
廓清晰，并带有一段尖锐的侧憾事也 3 酬街…揭词1 ，叶蜡荷中 带时'就换Al则在 0.7 阳附近有宽 ifijll凹陷，假 1.0 lL'lI附 近的孩尖锐的弱谱带为 0日引起
伊利石
UJj协
伊利有随混!l1变化其晶体鳞构可以鹉地 III汁作用，指"， 4甜、 温度与部咸丰民满成热穰流体的距离，授来搜 A. 矿床附伊利有 有两种受到医〈说明形成环绕不伺)，即硅化强隙中等和典型的 A. 商髓帘的蚀带上的伊利石在 2， Z , 2. 3S , 2. 45 ).wll离明显砸 帘的为 2M 翻箱构:胁变带强被化挤眉层的，舍金低，伊利石为 1M 型结构
9Q
3
蔚矿此懵特性研究 自费号是 化学分子戏，或销构，成光诸侍候，.能成回情况
英文名称
矿物绢称
种樊
绿呢苟
Chlwi\e
(回忆 Al ， Fll)~[ (伍，Al) ~ 0 10 ]( OIi)啦'中低瓶J首i民矿物
T.,
成\1. 4 协剧的 OH 懵带为一轮廓十分清晰的单晴带，1.骨、2.0 的谱带为水分子所戳，光谱中提具意义的晴谱带位于 2.32 tJDl
M~~k;01ò(OH)h 含点模槌磁盐，由跑基性精锺鹅糟蚀变硝 精有(二三人而体〉
的~些清晰的多重谱稽，这些去谱辛苦是 0日伸缩振动与 Ml'I- ÚH
奇事陶'民泌的合频
....
"蜘 (Sì 4 0 1 1J ] (ûH) ，在 0.45 、。"四日见到 Fe h 懵带 ，!. 4 、 蛇就 :{:j'("?J\. 国体)
也觉P"出 e
KJ.i1 _.,Al t..l [部也 AI._z. O\O J (OH ， F)2' 产于伟晶柑， 1 咽 4
状 被
幌"母(二三八丽体)
1栩如lik
眼 越
2.34 }IÞl处消晰懵常为 0日仰编自搅动与Mg -OH 的弯幽簸箱 的合细
展
白云母(二八丽体)
M，阳~.昭
酬的情带为 OH 藕本伸蜻梅动的情楠， 2.2 ，2.35 、 2. "阳为 -楼合频谱错，惚食。目的伸缩振动，中混成因
KAl2[Si,AlOIO J(OH ， F)1' 严于酸性高岗伟品者中 ;0.44 ， 0.9 L 38 、 2.25.Z， 38 p.m她的谱带是
酬的谱带为 FRZ+ 所就，
。"徽苍白谱，后一谱为主八固体结构中的 Mg-QH 弯曲报动 的合细
K( Mg) , F'?' ) [SijAIO ，四川 ÙH.Fh. 产于变质灰岩和题基性 合法母( 2 1\.耐体)
pW，曾明"
世中，1. 38 ，2.3虫，2.38 阳处的谱带是 OH' 搬动谱，眉陶情为 二三八嗣体辅构中的 M自 -0" 嘴翩搬动的合攒;中一商翩翩周
黑泣母 (~A阁体)
Biotite
衡匈石
性哩hnîle
K(M且， Fcld AlSiJO lO 1 (OUh ，高温成因 畔
钙长有
_...
"""民bi.训'
做为接触变质后期然被产物
Ca[Al.血，C\l.是斜挺高擎列的c.端员，难得纯样品;1. 宽阔峭的谱槽，1. 4 、l.9，2.
3s
2s f.UI】有
JI.ßI附泣的情带为包盛体在
K[ AlSi )Og] .严h于躏性描翻位密布中;一舰在 1 崎 μu 施特征 微斜长石
Mk:roc llite
(辛苦有则町能最高岭莉的 0日懒懂带);1. 90 、2. ，阳为也提
体水瓶 2.21品m 处的谱精藏与 OH 的伸捕振动及A} -OH 弯曲 振动的合颇有关
锁长石
Bytowni t>;>
'跑长布
Oli伊抛狮
BII[~~OJ ]，主要严于倏触交待变质岩及石英岩中:1. 9 的
强水谱错， 2.2 ，:乙 3峰""有精晰地吸收将征" 由 70咱串"创9岛的呐挺有相 309串幽 10啊，的将挺有组成;在
部 状 艘
1. ω ，!- 90 和 2.2 酬的谐带为 OH 崎的伸铺椒油与 A卜。"的
弯曲振动的合艘，1. 90 阳的谱带显示有包篝体水
•
NR[A院响]，铺快有啊长布票刊的制揣周南 '65 、1. 0 ，刷
纳长石
Albl l.e
有 (F{'l+ ， Fe'+) 弱谱带，1. 40 阳的 0" 谱带，1. 90 胆的水 谱带， 2.20 川有清晰谐带
酸
…一
盐
彼伏苟
L..hrndrui恒
班J挺高的塑种，由销*Zl 30~也呻""♀:隐含磁铁矿翻脸 t 反射 J$陶锁低而平泊在1. 1 lIJIl处出现反射峰
K[ AlSi.l O川，含 109品-2.1%铀1<石，产子酸性、中性及耐性火 正低2牙
。"山 ω，...
威者中 ;0.55μm 萌 f，/+谱带， 1坷赢被方向下降仆 .4 .."有 OH 懵带，1. 90 川有水谱带 ;2.20 阳有 DH'的伸缩振动与 Al 怕 0日的弯曲搬峭的合翻:这些特征曲恤坐弓I部
J
(N~.K)[ AlSi10 8 , 衰长有
A.剧由耐屿剧
忡高植盖下的窗阳融制t是布，产'f资山
绪、响着及相面费，取朔蚀变号 l彪的强度翩放被方向下降以及 在与 0" 的辈辈躏懵带
4晨文1<有
P制hi能
直嵌在与制1<石的互!t件，样品中含少量水， 0. 坦问强度τ 降，这与正长石、微斜妖石的情况相似
91
成悻此增A击矿讯揭 '1 万法拉本研究和帮响闽 j在分析 锁着接 种多传
矿物名称
换文名称
化学分子式 1 成错树，缉光珊，夺性 e 戚戚阪情况
NH.[.o\l Si JO!1
'"H 1 0 ，是古酷的温艇作用于蚀变安山挠和押
销长石的产物.惜与蒙托石英!È，并且尾一种商温铺位长布矿 水饺长石
bllddingtQnit~
物 1 该矿物的出现可作为…接费金属、有色金属矿床的找矿标 志 1 1. 56 、2.
02 ,2.
12 有主个较宽暗中骨，谱带分别是 N 叩 H 的 1申
精掘司b( 11\. 叫)可 N~H 在红抖胆的弯曲撮功(叫， 1'"
Nad Al JSi)Owl
销
1
.2H望。，产于玄武骨和自关岩 fi 空桐，为南
石、方销苟且E 斜长百的蚀盛产物 ;0.985 、1. 165 、 144 和 I !J S
状
川的精，~比懈调有如幌战1. 0 I刷附峨的尖幌吸收瞒带是
硅 酸
倒沸白
盐
Natrolik
由 (2 1'1 +坷)成 2 1' 1 "vJ 严'r仁的.1.2阳附琐的知幌吸收满
带是由 (2111 +I'l) 产叶飞的 o "1 和 1'，1 为"， 0 的 1申缩振动的慧 蝠， "为 H， O 的弯曲搬动的尊糊; L 40 fllll 的谱带为 0日‘的 伸缩搬动的馅频，1. 90μm 的谱带为 0日的伸缩搅动与其穹 向搬动的合赖。中低憔矿物
怨沸
Sti1hit.崎
(Ca ,N"":! , K1)[A ,, SI?O..J
'7H z O ，产于玄武岩和安山岩萎岩
有空桐， 0矗 '85 、 L 165 、1. 44 和1. 95μn 的谐带…艇宽阔榄
l 、 90μm 、1. 40μm 附近都没有光谱特低，说明矿物中各种事分都已邀出，或脱水‘其成网翻度
较高。对于具有不透明光蔚行为矿物， FJ+
般成因瓶庄都较高.除了我可见光、氓红外上 Fe
2
宁、
2 •
、 Cu 、 Mn' 牛的特征能提示外，在近在I 外，烦波灯外上光谱特征都被捕设。 3 , 3.3.5 , 2 将矿夜雨温下的光谐变化试脆 辛苦矿事数是在南淑商压环城下形成，不同温度品件下形成的精 b 、矿物谱带特征哥哥所不 同。上…节中，对矿物中不闷类搬串的光谐特征文 f 矿物形成榻膛的指展作J'Il作了归纳品结分 析。在试破区精矿光t曾将在 E分析巾，对辛苦锥密的光谱特征分街道明，
些中酸性密(如二任
主牙、石英二长辛苦、角闪二:j是辛苦、花岗革牙、斑状花岗辑、二二位花岗岩等等)的光谱中，1. 40 川、1. 93
削 1 和 2.20μ" 的路基谱带很强，其主要原因是由于其中某些较低温 (6∞- 8oo 'C)的矿物中 常 f皆有液态*包盛体。岩辈街由富含*蒸气的岩蝶结晶形成.这且谱带尖锐贝 '1 说明该辑有形 成时的温度比液包体中的矿物形成的翻Jl!'要低，岩矿有很好的结晶度，结构水处于晶体结构的
高度有序位置上。已经在矿石的光谱分析中，从水谱带的形态对三个矿区的成因温度作了简 明分析，认为东坪金矿形成据温度高于二三i 盖沟多金属矿， îñj 低于黄土梁金矿(王润生等， 2'仪)0，地 矿部科技筒， 1995) 。而加混合改变岩石的晶体铺构，以各种形式存布的水分子等会娃娃渤
海. h\ ffii 改变岩石的光谱特征。网而，可以用人工加源模拟的方法，便不同类型目的水域激，进一 步讨论者矿种不同然翻水的存在对光谱特征影响。 本次针对岩百中的审水铺构，综合毅热分析，对网种精石粉束样品作商榻光谱测试。参照 岩石央水的特征温度选择网种淑度， 110 吃， 4 附吧， 600"C和 970 吃 。 1 1O'C时吸附在失去， 110
句
200 吃时， 1芸阿根和沸布在逸 ili 、 200 例。 OO 'C…般给晶事失去，胁。- 970 "C绪掬点边逸。
将桦品加热到所智昏淑度，Ji分钟开始冷却亘常温眉苦百封保存在于燥蜜内，对.:It进行光潜测试。 光憎曲线见网 3
3
3
叫
3 … 25 、图 3..3~'26 。由于草或 C0 1 的溜出，加温陷后粉旷的失重盘见着整
4口
从随 3 大草草岩(阻 3 92
胁
3
年
叩
25 可见，温度升商岩石反射星在总体 k 呈上升趋势，有血吸收谱带的强度变鹤。
3 … 25(.) )由于不肯结晶革和结构埠，当加激 .'ii 6∞吃时，波形及其特征谱带强
3
靡矿先培特性研究
90 怜 ""''''1
峭 "t
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不同者矿在不同源度下的反射光谱陶蜡
(川大理岩 ;(b) 褐铁矿化蚀变岩刊。)高龄石，( d) 正位斑着
'撞 3 町 )-4 大腰带(儿，川
高"'" 惕缺矿化蚀l!岩 (B协，
IE t'J旺瑞(自 19.1 )
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品辑集成因块状所引起。 970吃，时大理粉的生主重量突然增拥到 29.76% ，是前面几次加淑失重 盘的 10 倍左右(茬 3 -3 一 2) ，大观者中方解右( CaCO ，)的晶体慕本已被破坏，在和1 CO ，大:!l
激出，致使1. 4 阳、 Z 剧阳以及 2. 35 阳附近的吸收基本消失。 古结构在的高峙有翻度增至 700'1:时，由于激出的结构*较事 (13.79%) ，最前两次加温 诲出革的 10 惰，款使1.咽酬， 2.20 川附近的十分顿的满带变得很弱(阁 3 -3 -25( ，))青 结晶水的褐铁矿化蚀变岩 (B约， )夜不同源皮下的失意撤藤;中是绒惊增加， lml瞌到崎0 '1:时，光
滑变化不明显，仅 0.93μm 谱带攸景 l问期彼方向漂移到 0.90μm 处，当激度嫩然升商里 970 '1: 93
成啤克谱量矿识 !'J 企法校本研克和部响四章分析
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且射感值随温度费化关系
(.)大理绪; (h1 锚铁矿化蚀变岩: (c) 商岭宿 :(d) ìE低班绪
时，潜带明显坐阂。常温和 110吧的反射事曲线在 0.95μm 处与4OO't;、6 阳℃及 970吧的曲线
宜生交丑。可能盛低温时样品因吸*成回块所敛。除此之外，不附谧度下的反射率值变化都 不太，约 10% 左右(囱 3-3-26( 时.<川，( d) )。商峙有也 110 - 450 '1:温度之间失水盏，反射
率变化大(幽 3
3 26( 0) )0 不含叶飞的正长斑岩随着跑腔的升高， 0 曲 -2.50 阳的反射串
逐渐增加， 2. 20μm 处的弱吸收特征基丰上不随温度而变化。曲0'1:和 970 '1:时光谱在 0.90 μm 附近有?是削弱的谱带(凶 3-3-25(d)) ，可能是由于激度升高，矿物晶体结构的变化使铁
的谱带得以显现。被形及谱带变化不大与不同温度下的逸出最变化不明蝇柑一致。可以认 为，逸出的成分和重量矗光谱发生变化的主要原因。 阁 3..
3 -27
展示出有膏商掘脱班后的光谱特征曲线变化，阁中 1 号刷线为原罪的未加扭扭
的石膏 CaS0 4 • 2H z O 。到加榻靠自成 100 '1:时，即变成半在合物 CaS0 4 • 1/2H z O ，戒称为六方半 水石膏，其光i曾见 2 号 H曲线，包指 L 75μm 谱带在内的火部分*吸收带依然存在，但是刷于销
构发生变化，熔带变智。这种现患表明藤谐振功的分裂减少，因此能够产生的合频更少了。直 到 11U热到 4∞℃以上，被光谐曲线始终保排不寰。 3 号曲线是桦品加热到闹。吧的光撞事，桦品 中仍然俞有*分子，但这些'*分子不离处于准确的晶体位置上。样品将灿然到 1000'1:时， ~U 血谱如 4 号曲线所涂。从 4 号曲线可以辑到结构中巳没有串的存在，光蹭中巴没有任何特征
且必，进一步证实了石骨的全部光诺特征都是其中的*分子产生的。
3.3.3.5.2.1
吸收特征的披民位置变化
从费 3 】 3 → 5 盯以看出不论是在E可见光、近主T 外，还是在短波红外上，大理岩、商峙右、茸 茸斑岩、褐铁矿化蚀变岩和有膏(朗 3-3-27) 的吸收峰的彼长位置都随温度的政梵而发生草草
94
3
*矿龙谱特性研究
移。单的变化趋势是陨撇度升陈吸收崎
值波长位置向长披方向漂移大理辛苦盖章 太移袖达 44 nm ，敢小攥移 3 nm;~骂峙滔
'00 联、幡彼时
鳞大格动达 39 nm ，敢小擦移 1 nmô iE f主 斑密最大移动达 10 nm ，敢小草草移 3
nm;
褐铁矿化蚀变挡篮大移油达 34 削m ，最4
50
2事移 1 nm。
3.3.3.5.2.2 吸收特征的吸收深度变化 因3 6
<.0
<.,
2.0
2.5
-3 2;
吸收特征的吸收深度随温度的变化情 况。从朋中可以看出在可见光波段上的
波长 /μm
回 3
- 3 -28 在示出 4 种岩矿的光i罄
白 Fe' 伽利 Fe'φ 等离子产生的吸收特征:
石膏h自然盾的光谱特征变化 d曲线
1 米加攘的石膏掏钱 ;2-细i1lI跑过 100句:时:c;膏曲钱， 3 …加 报烹 4∞℃以上时石膏 H曲线，4…加棍经iC刷、C 以上时石膏怕找
470 阳、 480 nm 片阴阳、 959 nm 的吸收
峰探庶隔着加热的损庶升高级增加的路
势，.ll.变化的制度较大，这说明随掘庶的 增加 ft F. 阳离子的跃lf能级没有减少分裂。在烦披红外的 l棉6 nm 、 1417 nm 、 1938 脚、 2204
nm 、 2324 nm 和 2477 nm 吸收晦深度总体上晶随温度的升商削减少，3!'化极度较慢。假最tE式
现辛苦样品的崎0气:时略有增淌，说明大理精疲该温度时井没有使结构$!E变化，成改变成分由 盛旬在 1406 nm 、 1417 nm~1938 nrn 附近的特征收收深度随温度的升商问变伐，认为是辛苦矿的 晶体鳞构巾、戒统晶7};分子的脱*逸出的缘由盘;在短波红外上的 2204 nm 、2324 nm~2477 nm 吸
收强度随温度升满变弱.说明密旷的晶体结构成成分中 AlωOH ，或 Mg … OH 基凶在温度的作 附下监生分裂，振动的强度减弱。 这盟铺盖善解桦的是商峙有的商溢光谱变相情况。因 3-3-28( 0)盛放出高岭石在 4 种搅
Il!:晶件下其吸收特征吉普Il!:变化，(i)在 1咄6 nm 、2204 nm 的吸收#程度从 450'1:急剧l下降，说明该 矿物给构中的问 OH 和Al -OH 基因在此翻腾E下发生了脱著变化，此时的商峙石已变为变高峙
石(刘长龄， 1987 、 1991) ，也称为半晶质的高峙石( Chalu曲。，yty ， 1978 ，马鸿立， 1999; 武汉地质 学院矿物教研裳编， 1979; 杨雅费等， 1994; 滞把槽， 1993) ，仍然还残留有结构水。这种加热变 相反应式为.
AL03·28i02·maOZ七"巳 Alz03 高岭有
• 2SìO z + 2H 20 •
(33-1)
暨南岭石
<2J在约 700 -970吃时，所有光谱特征服收深度变化很小。这是网为我此瓶肢下，变商峙石中 结树在发生意大变化， Ae+ 的配优数目减为 4( 高原爽， 1989) ，与慕柬剧中的顿的配ÍÎ!相同 Q 此时的变商伶有处于无定形状态，且为 Si-AI 失品苟舰和1 非晶质 SiO ao 热变分解反成为:
3( Al, O,
， 2日创)旦旦"几 AlóSi10 u
变高龄召
大量的立 tJ
晶系的磁铝
+ 3A120~ .2SíO l + 245且0， 少最蜡晶很
才晶脏
莹的提来有
占35 句地
(3 …3 -2)
尖晶石
3.3.3.;.2.3
吸收特征的吸收宽度变化
E国 3 … 3 … 29 为精矿特征光吸收峰的宽度随加然温度的变化关罪。从图巾王可以辑出，在可
见光波段上阶 Fe' 舍和 Fe 1 + 等吉普子产生的破收特征 470 nm 、480 刷、 499 nm 的吸收峰宽度
FWHM (FullWidthHalfofMtu. Îmum. F. A. Kru seandAιB. Lefko旺， 1993 ，创c. )随着加热的温度 95
成啤克懵量矿识刑方法拉本研究串串咱国 1世分析 .3 响 3 幡 5
攒矿精怔班猾擅长攸置幅温.置化'是 特征谱稽的彼伏位置变化( =)
温度(吧) ...响
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'‘白晶晶晶
1938
……
2225
晶晶晶晶晶晶晶悖晶晶晶
升高蛊变宽的趋势，大型挫和褐铁矿化蚀变皆在加热到"灿吃时，谐带变窄， ffií 尚峙省和1E*
斑精则在 400吃时谱带开始变堪。这种现盘是由结构中铁阳离于中电子跃迁的能级分裂减少 所致;在纽彼在T外的 1406 =、 1417 阳、 1938 阳、 2204 阳、2324 nm 和 2477 nm 吸收峰宽度且 体上是随温度的升高阳变宽，变化程度较慢。在 1406 阳、 1417 阳、 1938 nm 附近的特征服收 宽度随温艇的丹商问变觉，认为是黯矿的晶体结构中、成绩晶在分子的脱串通出之后，吸收探
ill 变浅从阎王E觉。按规披红外上的 2204 nm 、2324 nm 、 2477 nm 吸收强度随温度升高变弱，宽 度变宽说明岩矿的结构成成分中A] -OH ，或 Mg 币。H 慕网在报庶的作用 F ;lt't分裂，振动的 强度减弱。 3.3.3.6
热液恤't对班矿光谐的影响
增矿在地质过程中，会受到变质、鹅液蚀变、风化以及构造形变等作用的改造，使得精矿的 成分、销晶晶体、结构等发生变化，从附使其光谱特征发生相应改墅。光谱特征的变异性 iiJ Jjj
以分析岩旷的理化特牲及其形成的地质条件。本节将分析讨论不同温度矗件下的蚀变岩矿的 光谱特性变异。 96
坐矿克僧特性研究
3
20
响份俨… 1 制~=
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地叹 Mm撒鄙部
建 Mm燃缉部
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阴种世矿的悼征吸收据It与源监~化虫草
(，)太狸精认 b) 褐铁矿化蚀变瑞; (c) 高龄有沃的正低破纷
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四种毒矿的光谐吸收将怔览It!噩噩脏的辈化是系
飞川大现指 ;(b) 楠铁矿化蚀虽是指砾。)商盼石 ;(dlJE长班婚
97
成悻光储量矿识刑方法技术研究和部响闺命分析
3, 3, 3 , 6 , 1
高温蚀费反 rJi
孟英辛苦化是咐:重要的高谧 (6ω吃以上)串气热浪的蚀变作用，主要产生于花岗智主贯中。 蚀聋膛的孟』庄岩经 ðl灰色、蓝色、 1k绿色且黄色。王二英密化的热液蚀变交代作用后变为例长 2王 军先例位右的自岳母11;(甘甫平、王搁生、马富乃等， 2(阳 ;Bau牌， W.
M. ,Ktu se F.
W山 am et a l.
•
1998) 町
3N , [A1Si , O.1 +
Kφ+ 2H 巾=
KAU AlSi] 0 10 J (OH)2 + 3N旷
+6SiO，
(3-3-3)
从上式交代反应可见，蚀变后产物主要为吉 AI-OH 键的白云母，光谱特征见阴 3-3-30
( a) 。在具体的地质环境中，产生的白云母蚀变强度存在着一定兼异性。
3, 3, 3, 6, 2
中低源蚀变反成
绢云母蚀费是内时种常见的而又熏耍的中低掘 (600飞; I!{f)热液蚀变作用。它在中低lliI条
件下比较稳定，一般情况下肯例。夜中、酸性此山与苦中鼓睿易 2t!E纲云母化，如位有亮的粥磁 酸盐类矿物常为纲 iif睡所交代。正 t是有中的纲孟母化反应方根式为:
3K[A1Si , O.J + 2 日'= KAl, [A1Si, O,] (OH) , +2K'+6SiO,
(3… 3 -4)
刷上式闯'Æ.，I!I\变后旷物中增加了。日基因，倒从西巳位体中析出成如阳离子与挥更基结合 成馅绕经基的 A1 明 o
H 国已位键，形成了明显的 -OH 墨圆的特征谐带。绢击母均正长石的光
谱特征差异较大，Al… OH 的光谱特征且著(凶 3
量最说 ñ化也是
3 …30( b) )。
种中低温热液常见且重要的蚀变作附。它主婆是富含铁、缕硅酸盐矿物，
如攥 ii母、角闪石、辉石等蚀堂而来。黑云母的主敢说石化的蚀变反应为:
2K (Mg , Fe) , [AlSi , O,, ](OH) , + 4H'
= A1
(Mg , Fe) , [AlSi , O,, ](OH) , + (Mg ， Fe)μ+ 2K' + 35iO,
(3 …3 -5)
除此之外，绿 iJiHi 化也可以产生在青铁、楼少攘的者有中，由热液串汽带章大嚣的铁与钱 石领破酸放生产绿扼有。如铺长百翁的镣拥有化的反顾可能为:
2Na[AlSi, O.] + 6(Fe , A1 , Mg)" + 4(Si , A1)" + 10日， 0
= (M缸， A1 ， Fe) ，[ (剧 ， A1) ρω]( OH). + 25iO,
+ 2N.' + 12H 中
(3 -3 …6)
厕 3ψ3ω30( e) 反映了上述两樊反应前后矿物的光谱特征.从闺中问见.~Z;母绿泥右化 前后整体谐形态基中致，在 2 ， 345μm 被忙附近产生精晰的PJt收特征。但晶蚀变胎出现了
。些新的吸收特征，L398μm 、 L 995 仙m 附泣的在谱带，… OH1盖凶的谐带和 2. 225 ~m 附近的 吸收特征。绿泥石化俐拉布光谱生寄自量泥石类矿物光谐的差异仪凶纳长王牙轻微水化而共有 l 唰附和 L 925μn 附近的水吸收带。
在类绿泥石化矿物的光谱特征中，绿泥石类矿物的光谱特征可能因源矿物的不透明或半 透明的光谱行为而被掩盖蝉，从附使光谱晚收吉普度变钱，次级吸收特征峰消失或不清晰。
3, 3, 4
瑞旷崇丽状态
对试验院中所采榻的 39 '1'带有样品的风化、新鲜丽、光滑切丽和不同被肢级的陈东样品 在同样条件下作光谱测试，研究密石表面状在对精石光谐的影响。
3, 3, 4, 1
牵矿在畸形忠
对试验区岩石样品的自然新鲜阁、光滑切片削和1碎来样品的光谱特性测试分析在明.二三者
之间光谱的差异很大，变化较为星杂。销 E 母化花岗岩的反射串债(幽 3-3-31(b)) 依新鲜 切阁→自然新鲜丽→伴'*样品顺序混渐降低，吸收谱带谶度逐渐减弱;而蛇纹布化大现岩的反
98
3
直矿业懵特性研究
吨..，.，._~.，
1.0 08 哩。 β
104 0,2 。。
0.5 10
l.5 2.0 被*1阳1
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1，5
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被* 1""
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1被 Q 15Z.025 长 1""
1'1
不问岩矿蚀型反应前后光谱特征直化幽蜡
(4) 泣'跑岩化矿物 I(b) 正长石销云母化矿物; (c) 绿混石化矿物
〈图中幽线7巴交叉地方自上而下的外列顺序身tli挂着右边的说明排列}
身才率(阁 3 … 3 血 31(.)) 畔班样品盖章大，自然新鲜简直盖小，谱带强度黎卒保持不变;它们反射率
的变化部与被长有关，引起光谱裳体形在监生改变。主主是因为编云母化花岗岩位于1. 40μm 、
1. 93 协m 和 2.2μm 等的谱带是由结晶水分子和要去慕的振动所产生，在商撤离底下碾磨成精革 时破坏了结晶*分子在晶体中的结构，并使结晶体水分于的吉最械ÿ-，自然新鲜丽的风化作用 也会使晶体水分子的青最减少圳大理端在1. 40 川、1. 93 阳和 2.35 阳的特征谱带是碳酸
根 (CO; …)离子的搅动所产生，碾膀和风化对其结构影响不大，细心观测可发现， 2.35 """处 的吸收反而得到加强.这是白于舵纹石化在 2.20-2.30μ矶的弱吸收受碾磨和风化影响变弱
后，突出了 co~ 在 2. 35 """吸收脚。 *'带状白云粉和黑云角闪斜"'片麻岩的光谱(阁 3 ← 316( ，)和 (d)) 司呈现为另外一种变 化，从块状到碎束，其反射，.费商，特.!ìE吸收谐带强度变得很弱，在所测的 39 件精<5光谱中，我 现为这种光谱行为的约占 58% ;斜K:角闪费和纲法石英若为绵阳种类型(幽 3-'3-31(<) 相
(f) ) ，碎在状光谱位被处上奸，短波处下降，使块状和碎革状光幽幽线发生交叉， fflJW.特征基 本不觉，约占所棚样品的 14% 在宿。 将有进两形态变化会对谐带强度产生黠响，但谱带位置较稳定，偏倚性也基本平变。
3.3.4.2
粒皮
在不间的微振动条件下，将辛苦有碾廓戚朋种不同校庶 (8 目、60 日、 120 日和 200 日)的部 末进行光谱测试，研究杭肢变化对岩石光谱的影响。 朗 3-3-32 为绿泥石化工t<.岩脉、闪铅铸矿石、有费二二位校和遗辉与母 (B14~l 和 B IO _ 3 浅灰
色 ， B 3ß 1 深灰燎饶}不同粒庶碎来样品的光谱盹伐。有英二三长注音和透辉赞随着 3在校度的变小 (网数增加)反射感增火(剧 3 -3 …33 (.)和(.0));镣泥石化二长椅脉鼠然且体也虽类似趋势，
倒是在粒腹大于 200 目时较 120 阔的反射率丑略有下降(阁 3 叩 3 … 33(b)) ;黑色的闪铅铃。、 石反射率翩粒Jt变细阅虽减小炮势。它们的吸收特征都随曹控度的变小阳强度盟誓变淌。
绝大多数量皆有的反射率随替老吉布拉盟军的变小阳增大，这种现象称如透明行为(图 3ι3
34) ，其对应的物质称为具有透明光谱行虫的物质，对黑色(睛也)岩矿物质粒Jt施细，反射半 降低，但降低的程度不大，这种特性(衍为)称为不透明的光谱行为，具有这种行为的物质也叫
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透明此谐行为特征的物质。当其被饼磨成细粒时，随着其粒庶的变小，在最激明憔的光谱 IK 段.其光谱反射草增加，在不透明傲的光谱 IK 间，其光谱反射率!Jl~降低，结果导致不问勒康样品 的光谱幽线发生相交现盘。 对于透明物质，粒度变小佼样品中的子L 隙减小，视场f{j周内颗粒数目增事，反射丽增加.仪
器接收的反射能最增大.孔惊的减小还导敖多熏反射的加强.吸收作用减弱，尤其体吸收作用
引起的能最损能减弱，使反射来增商，而反射事对比庶下降。光谱反射*'与样品粒皮之间存在 近似的对数线攸关系(阁 3-3-33); 黯 ß( 睛也)的平透明物质较级撼细，颗粒表丽吸附(或包
赢)的像磁铁矿、方铅矿等黑也平读明矿物的粉束就磁票，而且恩 ß矿物主要以吸收能量为主， 网此颗赖我雨的反射能量减少.反射事降低。罩了附带特征的械弱展闹于岩石中特征矿物晶
体鳞仰的破坏和品榕在的损失随着脸皮的减小而加重的缘故。 100
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在试磁区果集的 60 多块岩石样品分别测试了其风化表面与新鲜程圆的光谱，研究风化作 则对辛苦而光谱的影响。
风化作用分为物组风化和化学风化。物理风化作用使岩石裂开或崩解，形成大小不等的 碎块，其物质组分并玉在发生很大的变化;化学风化作用通过榕解、氧化、串化、在解政碳酸化等
作用，使岩石物理结构、物质和化学锐分等都发生变化，往往在岩石在丽形成与原岩石物质和 化学组分有一定装异的覆蒜层，一般仅有几微米到几毫米厚，但它们荔本控制丁地在岩石光谱 行为。→般来说，岩?:i风化表层的 Fe 1 0 3 、 Al 1 0，等化学组分均比原岩有所增加， ι甜、 Na~O 、
KO 、 MgO等则提普减少， SiO 含量一般也比原岩少，常形成
熙囊生矿物，如高峙石等粘士矿
物@由于粘士矿物的增加，风化岩石般颜色变钱，若膜岩富肯铁质矿物，则其颜色费最红色、
砖红色或黄褐色，岩有苦变E得疏松 ο
现以 8 种翁石样品的风化丽和新鲜丽光谱为例 绿帘苟化二 t长￡岩新鲜表丽为肉草红 I 色'风化丽为 1葳 E 臼{忽旦 o 风化面较新鲜丽的反射事要低，井
ll.出现 Fe矶的宽辍谱带，使反射感自1. 4() "'"向领旅长方向产生较大幅度的下降。在 2.20 阳和 2.30 川附近出现附表'È帖士矿物产生的强烈的捋荔吸收谱带(阁 3
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花岗片麻者风化丽与新鲜丽光:扇的111:形特征及吸收情带特征主毒牢相近，风化在阳载体反 射事较新鲜丽明 H 要低(阁 3
3 …35 (b)) 。
自远较量开鳞阁光懵也 2.30 间1 附近的6提醒草根强破收将蔽，在风化丽光锵中强度明显变 弱，但在 1 ∞阳 2.20 v..m 之间却出现些弱的碳酸棍和销基吸收楷{阁 3"3"35(.)). 避明风
化作用产生的粘土矿物是影响自且继睽酸根光谱特征的盟主事普照凶。 在王婴~泣斜t是片麻岩风化作用较哥哥，风化光谱反射事整体下降，时比1lI:降低，吸收谱带明 显变驹，是含有较多不透明旷物所致(图 3 中 3-35(d)) 。 阻 3-3-35(.) 为风化程度不阔的黑云云母斜茸片麻岩的光谱.风化程度的加强使数薄谱
带强度增大，尤其是1. 90μm 附近水分子谐带且最.表明在分子含量随着风化程度的加保而 增多。 /0 2
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103
成悻也懵蛊矿 4只别方法技术研究和串响国常分析 因 3-3-35( 川是不问风化糠度的揭恢矿化其草草即斜长片麻密的光锵 ο 风化作用的加强 号!烟铁离于懵帘的增强，井且由于精辛辛褒副所由*分子和控墓的捐卡布更为2巳序 lliî 引起的经基
吸收谱带的宽化巳
精铁矿化仰*辛苦样品的风化程度较弱，风化图光懵!íi:射事较:新鲜囱堕商，恢陶子吸收谱带 í!!谶，其最吸收谱带特征变化不明显(凶 3 … 3 … 35 (1)).说明风化豁度较弱，司捷生帖土矿物较 少生成。 1
角闪黯云云斜长片麻岩风化副 Fe3+光谐的影响更为强烈，已掩盖了 Fe + 在1. 10μm 附近的 吸收特征，而形成一宽缕的吸收替{凶 3-3-35( 的) .井且水分子的吸收特伍也í!!加明蝇。
铅僻矿石中的黄铁矿在地在风化成褐铁矿，其光谐(朋 3 -2-6 中的隐忍~， )与较新鲜矿右 3
(阔 3 -2-6 中的 B切‘)光谱相比 .O~ 阴阳E 附近 Fe +离子吸收极为突出。氧化盘矿石(附 3-
3 -5 中的 B衍~.和 B衍币， )的光锵。 "μm 吸收满带的宽度和深度都明蝇不同于幸风化的矿石 (B 17 _ 1 和 Bu..) ,1. 10μm 的 Fe + 离子锵带更宽、宽深。 2
风化引起的精f1光谱班鼻，小网将类表现形式小网，加上风化表阔叫能含有外来物质.í!! 增加了Jt复杂性。一般说来，随着风化化学作用的加强，原指中 Fe2~ 氯化为 Fe3·. 使大i!;数岩 石的缺离子满带位置量向短波位 11 向略有擦移，强度也会有所加强 α 而阴离予魏团产线的 i蔚带 佼置、放形和饷俩位都较 3与稳寇，短基初在的磁带强度大部分得到加强。由于风化作用可能产
生的新的帖土矿物，风化阳光词语中有时告出现新的谐惜。物现风化自主导作用的精布1. 93 μm 附近在分子的谱带校挫变强 Q 部包绪有风化后往往生成商岭石等f蓝色矿物使在国颜色变 浅，反射率增商。离合 A1 2 0 3 、巳 .0 、 Na， O 、民 O ， Sì0 1 等的蓝蓝色较烧的精右，风化附由于铁、筷矿
物的相对富集，和世削覆盖的精右摆在 E益的影响，颜色变澡，光谐反射擎降低 ， Fe) 牛、 Mg 叩 OH 和 结合*分子的谱带可能出现或加强 .CO; 、 OH 离子i谱带常变剿或消失。
3.3.5
光谱变异性小缩
根据本节以上分析可以得出如下结论:在岩石矿物组分利化学成分不盎生改变的情况下， 外在环墙、岩矿表团特征和物理风化等，仪会引起岩石反射率大小的变化，谱带位置、宽度、深
度和形i:l;i及光谱'整体波形特征一般都较为稳窍。若岩而因碎裂、蛋热或风化作用，矿物和化学 成分发生了改变，岩石光谱反j" J惑和谐带特征都会在生改变，一接矿物就离子的谐带将减弱或 消失;另一接矿物或离子的谱带可能会加强，就网新的矿物的产生而出现新的谱带。具有特'fiE
谱带的矿物f雪景的改变不仅会改变情带的强庶和形态，满带的被*伎景也会发生漂移。矿物 品格中成晶楠间以各种形式存夜的具有明原吸收谱带的杂质，如各种形式的准分于、铁、钢、
楼、钙等离子.Jil.然含量很少，也会&!!白布光憾 lltc'E很大的政费，不仅敬质成分的特征会在光谱 中Ifl砚，还会压制特征，并使原有谐带的被怯攸髓向杂质饿带的 11 向上iîL移。粉右光谱文才革击石
中暗色不透明矿物，如磁铁矿特别敏感，其含量稍有增加，即会使密布的光谐形都产生应变，反 射事想剧下降，谓带和特征减弱1! lß被究金掩盖悔。
3.4
小结
根搅理论与实践相综合的脱jlq笔者在两个成像光锵试验且开赚了~统的密矿光i普特性分
析研究。通过对精矿光谱特性机理分析、试验区的野外、实验室的岩矿光谱测试和数据处理， 时附于试骏13:二三大岩右类型、金矿和至在金躏矿鼠的光谱特性进行了分析与对比，问时就岩矿光
104
3
蜡矿也借特性研究
谱特性与测试环城、测试几何光学g，j牛、精石的络构、组成物质成卦(矿物成分利化学成分}以
及高温度的变化*1在进行丁比较系统的分析研究工作 d 对世W 光谱将性以&'1'网晶件下粉矿 光谱中争性的1!' J丰规律总结如 F 白
( I )试验[[上沉制粉的光谐特性是反射事值的范 E自从约 20% 变化到 70% 左右。除了靠 快旷的光谱幽线形态从 0.750 jkffi I句茸波方向堕下降的趋势外，其他岩石的光锵曲线形态从
0.40ω 1. 85 川皇上升变化趋势.在1. 85 阳向怔彼万向坐下降趋势已它们的特征吸收谱带 主要耳体现在 0.51 阳附近的二三价铁离子， 0 田间附近三价铁陶芋，1. 40 阳(弱〕和1. 90 阳
(强)附近的结晶水分于振动谱， 2.20μm 处(强)的 AI-OH 弯曲推动谱，以且在 2.30μm 附 近娟的 Mg
- 011 弯翩振动，相 2.33 I.un 附近碳酸根 (CO;' )离子谱带。
(2 )试验区上变质岩的光谱特性为反射半值的激围从约 189岛句 60% 之间。除了大理者 的光谱耐线彤在(在狼个反射被t呈上可见光、 i丘吉I 外的刷线形态比较平底，在短披红外景下降
强化)之外，其岩石的光谱形态大体相似，即从 0.40-1 时阳摸上升的趋势，1. 85 阳之晴景 下降变化。吸收特征在 0.5μm 附近 Ft+ 离于谐，部分精苟砾。 93 协m 和1. 10μm 处，分别有
Ft' 3 +和 Feh 离子谱带，在1. 40 和1. 93 阳附近水分子的谱带比较弱， 2. 20
jkffi
Al明 011 的谱
带也比较弱，而 2.33μm 处栩对略为强些。大理夜1. 40 、1. 90 , 2. 0 , 2. 35 jkm 都极为强烈的哑 收利任。随着辛劳./'î变质作用从找到深(片楷叶片麻橙叶角闪闪 t支农呻石英挡叫大规密)
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光谐特îìE大体上最不明显到明履费化.尤其最;tE 2.20 附和 2.33 阴雨处极如履藉。由:ii';市 界红旗嘴子树上产出的大规楷与更早的太白守主提-l L 替罪上产生的大理糙，二者的光谱&射率是
前者大于后者，前者在1. 40 、1. 90 、2.0 和 2.35 jkffi 处都有制监辛苦的 coiw 离子谱带(比较部 附勤，削且在1. 40 酬的则十分尖锐，以在 2.2 和 2.33 jkffi 1:1Jl1:峰，褒明该大理挡中由与蛇
绞有相阀的谱带形状， r咱时也影响了 COi~ 撤离子 2. 35 jkffi 处强谱带，使之向媲被移动，这网 时也明后者中蛇位省的给占高度比较好，反映大型岩形成谧 ilr 低于红旗曾于群的大理岩。
(3 )试验区上岩辈岩的反射光憎特性主要表现在反射事变化在E 阁大(从 139岛 -90% 之 间)。岩性中随着从趟摹性(或基11) ，经过中做到酸性( SiO，吉最增加，臻、铁股成分的脯少)
粉有的反射率不仅增加，附且其光谱形态和吸收峰都有随之附变化。 0.40-2.5 阳上的光谱
曲线形态上的最高波长点位置量由锁波向;;:;波方向移动;在 0.40 -0.75μm 上阙绒的斜率增 加，即从 O. 75μm 向烦波方向柴草剧下降的简势比较跟著。在 0.93 川. 1. 40 阳，1.盯川， 2.20μm 和 2.30 协m 附近的特征谱也越来锄强。在1. 05μm 处，透辉较有斗k 常强的 Fe + 离 2
子谱带。
(4) 在试验[[上，通过对二三个矿[[(草坪、黄士梁两盘矿底以及王道掏;，1;盘属矿)的岩石 (fr蚀变粉和古矿粉脉)的光憾特征分析潢明，夜三个币、阪 t ，以黄土蜒的褐铁矿化饿1!'最强
烈，其次为三三汲沟的，取押金旷的最低;帖丰矿物蚀费程度以三湛掬~金属矿簸为显著，1. 4 μm ，
1. 93μm ， 2， 20 阳的谱带为级强，而1. 40 川的蹭带量最为尖悦，其次为京坪盘矿，黄土蜒
的帖土矿物蚀费簸淌。东坪金矿蚀变樊l\II陶强到弱如仰化、磁化，绿帘石化、黄缺哥、化和i 褐铁
矿化，黄土梁盘矿蚀变类型由独到确为柳化、磁化、褐铁矿化、盖章铁矿化、缀泥石化、黄铁矿化 等，二王道掏型企腾矿的蚀变类划由 2直到Jj~理?如隘化、销茸母化、褐铁矿化、黄铁矿化等。从光谱特
征柬推断二三个矿区成矿相对温度为二三道肉的形成温度为低温(三者相比为鳞低) ，Jl\坪金矿为 中低温(三三者相比为中滥) ，黄土梁盘旷的形成谧 ilr 1:1中商溢(二二者相比为最离温)。
(5 )从电磁波与岩石、矿物的相互作用且大气传输过程(光徽、岩矿和传感器三者之间凡 倒觉学位置)分析，光源的Jf位和高度角、大气传输、传感器的观测方位和观测角影响岩矿的
105
成埠克培辈矿识别立法拉斗之研究和青在响因素命析
光谱树枝，I)) l草内外辛苦矿光谱特性的根本鼓界费现为野外光饿极波长1.4D μrn 和 1 问 μm 附
近其对太阳光谐辐射度的反射辐射被大气中的问 0 、 C02~02 等成分全部吸收，从而形成1.4D
附和1. 90 川的泡网上的大气吸收带(反射事值i丘似均等) ，③人射光的1f位制人射角的变 化，合号|跑进f矿光懵反射率的变化，也给定的观测1f向上，光谱反射率在!;人射光互相适量直的
"1' 00上变化比较穗寇，在与人射光问向(后向)JlI.反向(前向)方向上的变化不稳定，光谱反射 嘟随光线人射角的增大削减少，尽管反射率随人射光的方位和尚il!:角变化削变化，倪Jl;特征吸 收谱的强梢程度不变化，@岩矿的反射率随着传感苦苦的观测方位角和观测角的变化丽堂.吸 收特征的相时强度不墅，对于某入射1f向的光线，观测方攸角与其反射率的变化情况同入射光
线方位角变化情况相似，反射率与观测角的变化关系是随观测角的增大而增大。 (6) 通过前幽对岩矿的形态、结构、状态(如粗糙新鲜表函、光滑切面粉末以及平问粒皮
等级)与岩石被光谱特性的分析，表明岩矿光谱特性受其制约的稳庶很大，不仅反射事 tst生变
化，而且其吸收特征的强度、对称做都会监生改变，1))指矿物质随着表阁形态结构的变化(从 光滑切商.糊榄面到粉京) ，光滑反射率呈现出透明、半法明和不透明三种光谱行为(分别表现
为反射率远渐增加;在可见光下波~增加或减少，而对其他反射被拉膊l 随之减少或增加;反射 事都逐渐减少) .吸收峙的强庶亦怖之衰弱，(2)粉矿的颗粒细小费则透明岩矿的反射都变火， 而非激明的精矿则1'E某峡波段上随之增加，恨在某楼波段上叉随之减少，不透明物质则随之减
少，随着粮度变细.反射事光谱曲线形态随之变得比较平姐，吸收峙的强度急剧变革号:③对有 些透明行为的样品，粒度与反射嘟1l!钱攸关恶，就分段线性关革(短波红舟，或半透明性)。
(7 )粉矿风化炎测和风化状在程度对 1耳光谱中夺性激愤的影响 f 分明显。化学风化作用， JC 其褐铁矿化臀风化作闸，改变了精旷的化学成分，风化的辛苦矿光谐匈牙位风化的经异很大，最
显著的变化体现在可见光、J!1红外波段上.风化在 0.93 附有很强的 Fe'+ 离子吸收峰，且在 0.75....m 向短波业向，反射事盘剿 F 降;机械风化的光懵效应如同辛苦矿进隘的粗糙皮或粒度变
化;生物风化，辛苦旷进削上有茜衅，成涂有岩1章，JlI.吉炭膛，其反射率降低，对于草草包者矿物质， 随避风化作用的增强，反射率反附l'!鹤。
(8 )皆旷的物质成分草本 t 决定着其光憎特征。如果岩旷的结构相间，其物质成分:t!t 变化(类质问盘、岩矿中含有自将具有特征服收的杂质成分‘岩石中矿物成分变化，化学成分 的变化) ，其光谱都要发生变化，1))在类质问象中，相同原于、或禁朗与连接配位的原于的质子 数的增加，吸收峰的滋长佼置向任披方向移动，(2)岩矿中稍微肯有→唆具有明 H 特征吸收的
杂质(古铁、水分子以及Al- OH ，或 Mg-OH 或 Co; 捺朋) ，真反射事和原来的吸收特征都会 发生变化，原来无吸收峙的波长 t会出现明 H如质成分的特征.原指矿光谱吸收会被增强，二二
是被杂质服抑，原吸收峰的波长位贵网费杂质吸收特征影响而 I句杂质吸收特征的被位校置偏 移， (茹岩石的光谱特散在很大革果皮上取决于其领成矿物的光谐，特别最具有特在E 吸收矿物的
含量;④岩布中睛也矿物成分，如磁铁矿的存在对其他矿物的谐带产生抑制作用，磁恢矿含量 的增加，者给石中具有特征吸收的旷物光满特板就急剧变弱，甚至究企被掩麓蝉，而反射强度盘
刷降低;③告石光谐与化学成分的变化关革总体上是随着某一化学成分含撞的增加，其反射 事也随之增加，如粉辈牵挂巾，从巅峰性(赖性)绕过中性变化到酸性， Sì0 1 的含量增加(相对班
说，由 Fe 、 Mg 质的毒草化物， FeO 、 Mg
强，在 O. 75μ血肉Jiìj波1f向曲线变化隧。 H， O 的古盘增加，反射率减少，1. 40 ，1. 93 阳1 的吸 I快5
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盘矿克惜特性研克
收峰强度增强。
(9 )矿物中华的光谱特征在…定程度上反映着精旷光谱特征，体现营销矿形成时在在其 中所处的错构状况，问憔指示警将矿成因温度f南岛。 (1 0) 挡旷的光谐特征在一定搔件下吁反映楷矿的成因温度。商温!t时，指旷的晶体场稳 定性篷，结晶程度也就楚，分子、原子或基因在晶体结构中排列次Il'(成称其纷晶程度)是觉顺
序的(结晶度;Jê f'ì') ，形成这种挡矿不稳定的晶体结构 ω 般知四次自己位的八吕西体，其光谱特性 表现为其吸收特征相对来说宽而浅。温度较低时，由于任何物质都高趋于稳定的零点能.这时
分子、服于或荔朗在晶体全省构处于稳定的有序排列，结晶Lì:也比较好，或称之为高度有序，这时 形成的稳定岩矿晶体结构一般为六次自己忱的阴简体，其光谱特性表现为吸收特征相对尖锐而 深。据此，对试验区上三个成矿区的成矿热液蚀变温度作出评价。
107
成啤Jé培 15 矿识别方法技术研究和部响圈常分析
4
成像光幡遥感岩旷信息提取示施应用 以新尊重东夭山土屋东…三岔口试验区为例
自成像光谱技术发展以辈，以高光谱特征直接识别岩矿等她物的成像光i崩方法技术匈肮
用-]竟成为避感岩矿填朗热点，在谶感地质调责成用中已经取得 r 很好的成用放果。为了促 进成像光谱 1应用方法技术在地质调责中的工辍化，朝着产业化的方向发展，本意以新珊东天山 士胶东之苟同地13:为试验区，在可见光、近童工外和短波红外波段上利用了樱尤利亚Y. HyVis tn.
公司最新研制的 128 波段商光满分辩事的 HyMap 成像光谱仪开展航空成像光谱遥感矿物恼 J且提取与识别工稠化试验。
4. 1
试验区的地质概况
试验仁在的施鸥在京侵 93"'12.59' 句 95 0 20' 和北纬 42 咱3 ， 00' 向 42α22.52' 之间，获取航割成
像她谱数据量的 íliî积 3180
km1 <}扇子酋，~…l'早眩，革辛苦裸草草。烧成矿i且最草草哈坷，)':i;弧岛中取
段，内有著名的秩格明塔什黄山 4盘尔泉韧性剪切带通过，位于重力梯皮带上和航磁异常正负
过磁带上，化探:Ja制、镰，钳异常带状llI!布。出自草地'"主要却有炭革千墩岩组和楼榈禽子泉组 的火山智、碎屑革封建造。区内侵入岩较发宵，从越基性→基性牛'中性+酸性岩均有出董事，是京 天山量生重要善的钢、镰成矿边最眩，具高寻找岩浆熔离现、斑粉塑铜矿的地质条件。13:内除了已
经发现黄山、黄山京、土墩等大视制锦旷床外，还发现了三拮口铜矿、自山钢矿和
快债得检查
评价的铜、镰、铀矿点和矿化点，商部外围巳发现了工u慧、延京大型以上斑岩铜矿 q
试验底地质调王军研究程脏较低。从 1959 年开始陆续进行了 1;20 万区域地质调蔚、矿产 和涮气瞥菇、航磁测量、 g域化探扫丽和遥感地质编因等工作。从"七五"开始，试验区以及部 i丘13:城成如 305 项目研究的露点底之
。井{~邻 ilî 阪城、找到了极大规模的藏者铜矿床，夜试
验区商南边缘发现赤湖铜佣矿床。 1975 阳 1977 年原地质矿产部航空物探大队在试验区开展过航空物探、越感地质调查心
"七五"以粥，在 305 项目的支持下，新跚地质调戒研究院、地质科学院、有 ß盘属~公司、中阴 科学院遥感庇用研究所等单位先后在附验鼠就邻阪开展了滔燃拟质制朗和遥感地质找事工 作:中网网士资源航空物探越感中心于 1997 年荒草试验区激行了航空物探梅台(磁、电、放}勘 班工作， 1999 阳丑剧年利用陆地到威 TM 且 l 币万的影也级别影像，开腾了在天山地阪 1:25
ñ
制 1:50 ñ 的通感刷肢解译工作。上述工作我明，试验 g 重 ;h 梯皮带上、航磁异常带上且部分 化探进明有钢、锐、非自界常，具有良好的成矿远景。这些成果(见图中 1 …均为开脱成像光蹭 谴感辑旷f窗息吉隆R豆、识别奠定基础。
4.1.1
大地构造位置uu草地质演化
在大地掏造位置上，试验鼠位于准噶尔极块东南缘活动带牒吉尔塔格泥盆纪有炭纪岛
狐倍的商部制塔里本板块东北部活动带觉罗塔格在炭纪岛弧带的北部对接部位，13:内部大断
108
成悻先蜡埠感蜡矿位息提取示îê.应用
4
裂康市尔增格…黄山断裂带为准噶尔板换与塔黑木板块之间的缝告铺成i丘东西向穿越试险 g 中部(网 4 岱 1
4.1.2
.. 1 ) (周济元智， 1996; 曲直金鱼等， 1 师4; 需克章， 2刷刷。
地麽
丰u自院内地质消化，给告东荒山:4<段火山作用和农辈作用、变质作用、构造§皆有组合等特 征，囱北向南将该 g划分为三个地L隧分区 d~* 山地 fi1 分区、中天山地Il!分区、北山地Jí!分睬，
并进一步划分如五个小阻(费 4 一 1 ~ 1)( 问挤兑等， 1996)
0
试验区位于惟噶尔极块均增里木板块的结合部在，事蓝蓝北天山地层分区黄山地层小Ll!:南
部、中天山地峰分区烟墩…干墩地Il!小阪与觉罗锵格地层小 g~t郁。
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巳出3
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回 4-1-1
试验旺大地拘瞌位置示意图 (循搬金生， 199的
1-也宵陆隆起， 2盹灿灿盟京活动带， 3
岛弧火山岩 ι4叩弧后盆地， S→裂陷楠 ;6-]裂陷盆地， 7
8…隙缝绪及掩杂也僧， 9…俯冲带， 10
中断'È界覆盖 7
饭换缝合线 :11 …断裂、掬遥自民元界线与编号;1 2四构造单兀编号，构造
单元。 I …西伯利亚徽挟， n …准噶尔徽块 I Hr
准峭尔中撕生代掩施眩;
n1
傅恪 ill 哈尔觅梅盆边缘淄动
静;ll1…吐4舍盆地刷新生代销边鱼缸 I ni....ø提宙尔将将泥盆组 3巨石炭纪岛狐份.皿…增血水1&#!;I1， 杨快边缘攒动带 ;mt …阿齐山雅满il);省炭纪岛弧带 ;mr
做将明塔什货 1" 石炭纪海沟带:蓝2
珞盟木
中天山反北
镰加盟东活动静， W ，叩瞒天山早宙尘代滔锁带及眺古生代孤的盆地: 狸。…赂.觅缮将裂陷槽 ;m~
北山晚
白坐在代治功懵 B④现位麦E旦旦是钦乌拉普根火断结题，~周展商尔深火断裂，(J!背水:k断裂;(1:阿舍克库都死移震灾断裂: 喝毗 m喻忿地南缘大lIi剑，⑥咛3 天山南缘晰'延僧试验区范阁 93~13' ~ 95"20' ， 42"ω' 价 42";刻'
4. L 2, 1
黄山地路小且
该地Il!小阪先介于眈一哈盆地商盘盘断裂带与康古尔塔精黄ú!缘命线之间。泥贫罩刻下苟 且是统为细碧岩-细碧股火山灰泥礁质岩#在海沉积相建造，上;自炭统、工叠系为碳般若、陆源
109
成啤光谱培矿识别方法技术研究和帮响阁牵分析 '黑 4-1-1
凉爽山草耻地腹划分方藕 伪造单元
她I>l小院
地展分IJ( ~~天山地房分原
附尔力鬼地赂小 K
黄山地Il!小"
刑院副尔恨换
烟划院-+划撞地层小区 中夭山地路分区
觉罗蟠恼地腿 4、区
塔里木援块
卡瓦而拉克地层小区
..... 北山地层分区
(却自周济元等， 1996)
畔腾岩建造。 娴墩…千墩地层小区
4. 1. 2.2
该地震小院介于E董市电t塔格节育 tll缝齿辈革与授在断裂带之间。区内将7'i1!'形强烈，普遍II! 梭粉化。
卡7t布拉克地层小且
4. 1. 2. 3
该小13:佼于苦水断裂带与阿青1/ï.-1草都克断裂带之间。出自曾有炭系和二景是蕉。早有若是做 沉积建造为钙制做 klil岩、陆源碎屑者、虫山碎屑辑先碳酸岩E量珑， jt宵ì!î京朋向分布的血山 喷发中心。一费革为陆相磨f宣布臻薇。 根据13:域地质演化，可将试骏底地层分为主商品革底和盖层。 3在地层和精攸仕布如下。
4. L 2. 3. 1
结品基底
试验I3:Ifl露的然晶藤底为前县系。核试验13:京南部街小片出蹄，可分如两个精性段.下段 (Jxkw属)罚性为大现辑、自孟粉、自'"质大理袋，上殴 (Ixkw' )密性为.lI'l击峰片辛辛，纲云云峰辙槌衍 英片喝。
4. L 2.
3.2
撒Ii!
试验13:盈'"陶古生鼻衍量地罩、叫叠葱，中生界栋里9茧，新生界第二三罩、鳞四革组成。以有炭 lJ，在本区出自喜簸为广泛，出 ølilî积约为 30%0 其余牢里做席于i5!:验13:内。 (l)7'i$草草有烧.i\1lIô近东四分部于情麟ï'ï尔塔格牛黄山断裂两侧;下有炭统曾在组(巳向
主要分布于本区陶郎，为一套正常沉职碎屑岩;下石直是统雅梢苏， t 山锐 (C ， y') 'È婆分布于本 应中部，为一苦苦亮少11:火 111碎屑岩的正常沉积碎腾岩，中石炭统榕榈窝于组(刊口
于本底的北部 '3均与
号套苦大山碎屑岩3亮陪少盘的正常沉积碎屑岩、;火 k山熔岩ο
(2) 二二挂靠.在试骏13:西南部有小片出露，岩怯 JJ 紫红色砂岩、灰绿色粉砂岩、褐红包砾 岩，为一套正常沉积跻肩岩。 (3) 株 F 系:试翰13:劫、北角于与西北角军属 ttl癫，书母校为灰、 l!<爆色、黄褐色砂粉、砾岩、粉 砂岩、砂砾岩，为一蕃正常沉积碎屑转。 (4) 第二菜和第网罩 3 分布于阴帽的北部、东南部。
4. 1. 3 4. 1. 3. 1
构造
构造单4划分
由北 I问隅，以麟宙尔塔格也黄山断裂带为鼻将东天山划分为准噶尔板块与增望本极块两个
110
血悻克谱遥感 !t 矿位品提取命也应用
4
构量是单元 1 在此基刷上闯进一步划分为五个二级构淄单元.博梅达附尔力克裂辛辛晶弧带、头
苏蝇飞klÔl糊…岛弧…拗陷中骨、觉3J1榕格岛弧榴皱静、中天山早宙空k丰青岛弧搁皱带、北:ìêúJ弧府主提 替榴皱带(我 4
1 2) ， 1Ut 向南，凶↑二级构造单元之间界线分别为北天山陶缘探断裂带、
靡宙尔塔格也黄山嫌命线、附开克 J!ít都克"沙廉于俯冲静、阿Ji!:增格尖山于大断裂(阁 4-1 2 ，阅济元， 1996)0 试验区辍罐头算廉"大商湖m岛孤塌陷楷( 1 ，)南部与觉箩塔格岛弧榴皱楷 (ll ， )~t 郁。 貌 4-1 叫 2
东炎山东耻构造t祖先划分穷'但 斗斗缎构造单元
级构造单元
I tl
博格达一哈尔力克裂谷岛弧带( 准噶尔辙换(
I)
头苏泉?大南湖一岛弧细附带(
觉罗瑞格t!弧徊皱带( 将理木$民换(
n)
J ,)
n1)
中天山单古!t带..弧唰缎带(Ø 1 ) 北 }-ü]J 弧附裂谷栩娥带(
n1) (揭周济冗， 1仰'J
~-~~① 、、飞、句句句叫阳
'"
阳饥
因 4---1
--2
*天山东段板块树造单元划分'鲁酣
{据周挤兑修改， 1996) 将大断魏Q:北天山陶缘部断裂中带 ， GI吐一盼盆地僧缘大断组:③是挺吉尔珞楠黄山碰撞对接待遇酱水火断棍，@ '能满我京大惭貌。⑥阿齐苑'*都克沙瘦子俯冲智、⑦阿兜均富将尖山子女断裂，I!l非拉蟠倚~右'电摊火断媲 ω @)~京鲁克培稿星星峡探断领带 ι ⑩大水吃工柳树撞在断锁锵
掬法离民元划分 I …准叫'尔也跟抉 d ，…博格达晗尔力克裂谷岛弧丰昏 l
J 1…头苏泉大商湖岛弧翻"附带
U …糟 m*极锁 ;D j …觉'罗糯楠 "弧袍皱待; llJ …中天 1'" 自然代岛孤徊缎带; ll) …北天 111 弧后确谷褐敏蕉
111
成悻尤 iU: 矿识刑方法拉术研克和带响固常分析
4. 1.3. 1. 1 失苏且-大 南湖-岛弧蝴陷带( 1 ,) 该构造i(!元地质演化大致可分为三个阶段①在震且纪E早古生代与准噶尔地块连为 体.为隆起地台区.随后从准噶尔地块分离成为离散地体，②混盆纪至石搬纪随赚古尔蠕楠黄
山洋盘向北俯忡 . 监展成为岛弧:③从二叠纪开始逐渐转为吐-晗巨型陆相盆地，沉飘地层主要 为中下 三 叠统类膺拉石J.l!遣.上三叠统斗章罗革啻煤娃造.第 三 革的红土层 .
4. 1.3.1. 2
觉罗堵棉岛弧阳气皮带(
u, )
泥盆石』挂纪为该带岛弧监青时期.该带以苦卓断裂为鼻可分为南北两个于带 。 北带由直 理石J.l!造 、 拉斑直武岩遮造 、 放射虫砖质肩建造组成为弧前和深海沉职 。 南带为中眼性火山 岩、虫 1I1 碎屑右.复理石J.l!造胜负J 发育，其次为碎屑岩、硅质岩、碳阪盐建造 。
4. 1. 3. 2
试验区构造展布
区 内地质树造复杂经历;1>期构造变形，皱栩与断裂罩统椒为盎宵 。 皱榴以区域性紧闭线 状皱用为主 . 断裂系统有东西向 、北东京 l司 、北西向、北东向且近南北向五组。 l革古尔增格-黄
山探大断裂与苦水大断裂为横贯本区的两条北东京-南西西向的区域性的大断裂 . 威古尔珩 格黄山断裂带宽约 4∞ m. 附断裂带发育岩枝状花岗岩脉与密集石英脉，同时沿断裂带分布的 描桐窝于组的灰岩夹层已经佳化、大理瑞化 。 据现有地球物理与地质资料.该断裂为切穿地壳 的俯冲带 . 苦点断裂直为数百来至 2km. 断层面南倾，倾用为曲 o
CJ 阳"，翩翩翩 ( 12~Ji ， I~Jj) I~ 区 口7i1J ð wt-翩翩 >
国酬
7000 断裂活动分为两朔:
唔二: 1.6 Jf.t::a翩翩
E3 1阳等翩翩. .咆罐罐1!'t6.&lU{:tlltr中翩翩倒剧阻阳
廖项川的工作民
比例尺 :
回4
- 1- 3
1115 J.i
忧'金Ii! 11(111 地匾且工作 fllf 固
C 1 ，"，(下石提貌，而酬，寄予组 1. 火 11l _J露臂，中属性火山斜{火山麟.\11精翩合) .受匍蚀"饲作用影响产生片
理劈理知他巾.， ( 巾惊，倪商山富'且 } 侈，也松保绪"你鹏指{爪'应合于c，时之上 ) ;I'I Ø ( 阿齐览~位克
制 ) .下侧翼砂矿树等"位E Jlæ:.上部为去，"柑"'"刷衍组合 {火 山岩 ..h( 乌
N1)I( 镰树阁 10 .~~砂
'iL Ø' 1原指央商店石膏，属伺蝴栩俯鹏也曾撞撞，'1，咱 (1事阳系}砂土、保石盆醺凳"，.><-.‘性 111111 妖佬，."曾 1>'.-何氏佬iOI挫.8!-例除崎绩，a}. -IJ 民 11.-(. 一斜候 IE 阀，时 .，Ç.-/佬岗网佳猎， fy. -fII~花岗箱. .也 制J刑期的石英二 民街 I叫--<时J 丽 JIJl!I l帷挡
112
4
...悻;t懵遥感牵矿馆.!!'提取依'"应用
早期农现为向南逆冲的特点:晚期表现为 1L行必槽的特点 .jt盘向雨雨宽向滑移。断骂坦活动早 期司按现为韧性，晚期在现为脆险。
4.1.4 岩浆岩与岩叛作用 自陶向 jt. 蓝天山E可以卸的)-J如四个构遗精姐带:哈航力克花岗草叶ω1(1l!粉晴、靡宙尔塔楠 黄山谈铁…趟馁铁侵入电封带觉罗榕棉花岗错)(山街带、Jí!，亚星星幌花岗密)(山精带。试验 区街跨哈尔力克花岗岩叫大山岩丰智、版自尔培格牛黄山锐铁叫趟镣铁俊人皆丰骨、觉!jiI塔格花岗岩宁 )(， 1 ，岩带三个构造精靠带。
4. 1. 4.1
哈;t-力克花岗岩火山量带
佼于廊古尔塔棉一黄山断裂带以， to 带内斗牙罪活动可分为加黑京朔和华力阴期。 (1)加思东期"È要为鹦陶勾玄武岩与石英安山错，指石化学校质表明其民有活动大陆j边 缘和地眼熔敝的原是指嫂殷商度分界形成的特点。
(刘华力商期:华力商期知该带粉姬-;k 山活动鼎盛期，该期侵入岩以花岗岩为主.指石化 学计算表明其腾于钙碱性主辈革，为问熔型花岗翁。该朔式山将近京商向股市，可分为二三个班
晴:博格边晗如力克lII'带，，~界为岛鲁束卉断裂，商界为政晗盆地北缘断裂) .大商潮叫生再蛊 亚带(北界为吐晗敛地北盘挂断剿，商界为镜儿盛阳精制窝于寸班纳诺尔断裂) .中雷桐帘子…疏纳尔 iIE带( j~界为镜JL泉"相榈苦苦子…陈纳诺尔晰剿，商界如康古尔塔格飞(叫黄liJ断裂带) ，试验 IK 只 能覆盖榕悄悄子疏纳尔 .w带。
4. 1. 4.2
廉古#塔格-黄山锐铁超级铁俊入量带
带内华力商期镣铁一-超镣铁脐带沿康古尔塔格黄 111 断裂带最北东京商商荫向展布。 该带可以作为康市如…黄山撑我消亡的标;在。
4. 1. 4. 3
觉罗塔将花岗最叫丸山最带
北界;句嫌吉尔一黄山断裂帘，闹 :h ß草都3在阿奇51:-1步蛊于断裂，带内监宵华力商剿花岗岩相
火山卷。花岗省主基耳分布于该带北部，自早到晚有中酸性(中性)-~司酸性一酸性的演化规 律。该带内花岗岩有附种成因 1 陆究改造型与问熔型。 l在带火山岩以苦水大断裂为界问以分
为附个亚带 z北班带干墩群以沉积重重选为主，亮少量)(山岩;
m5.I.R带以此山岩石为主。总体牵
着，各组央liJ岩具有问源的特点，形成环境多为岛弧造山带。
试验 IK 内岩罪活动强烈，岩柴岩分布丽积出丰 IK 30% 。拭验区次此山岩主要为华力两产 物，在试验区阴雨角有小片出帽，为暗绿色辉绿岩、挤在最粉告等施慕憔岩。
4.1.5
变J!!i你用
试验 IK康古尔增格一黄山楼台钱与苦水即f瓢带之间的苦水舰冈州、雅满苏 jt liJ规 (C1l)
且桶桐 2富于组( C ， w) 激费较强驹动力变质作闲，变质程度河边草鞋片密相，指有普遍朦槛辛苦化， 挡组之间如断隧挫触。试验区其他区城遭受的变质程度较弱。
4.1.6 矿产分布 试峻区内主要矿种为钢、锢、憾、铁等多盘草草;区内已监现直在山、黄山盗、土墩等大剿钢、镰 旷*外，还:l1:现了三岔口铜矿、自山倒旷和一些值得栓置和评价的销、镰、倒矿且矿化点。 IK 内出自草地应主要为 ñ炭靠大山岩、碎 1肖岩遥遥;~辈人告校发霄，从酸性
中性基性
113
成悻克诽幸矿识别 方 法拉术研克和带响国啻分析
趟基型岩均有出露 . 是东 天 山最直耍的钢 、镇成矿远景 区 ，具有 导 找岩辈 热液型 、斑岩型铜矿的 地质品件(李先悻搏， 1 四 1 ;毛最主缚 ， 2∞2; 韩非明 等 ， 2∞ 2 ) 。 在试验区西部 (92 0 36' , 4r
05 ') ， 发 现土屋 、 延东超大规模的斑岩型铜旷 。 该 区 具有 寻 找斑岩型铜矿 、 岩浆型铜相旷的 巨 大 潜力 。
航空成像光谱数据获取和质量评价
4.2 4.2. I
数据的孩取
2∞2 年 10 月 10 日 至 10 月 22 日 ， 使用 H yM 叩机载成惶光谱仪获取 工 作区成像光谱敏 据 。 飞行范围及航线布设如困 4 - 2 - 1 所 示 。 航空 遁感飞行时 的技来垂数如下 · 飞行范闺四 3 0 1 2.59' 、 N42 0 1 2 . 65 ' ， E 95 0 20 ∞ ' 、 N 420 23.08' ,
E 95 0 20
∞ ' 、 N 42 。
1
12 ∞ '~ E 93 12. 58' 、 N 42 02. 85' ; 飞行面帜 3 1 80 km ; 0
0
· 作业飞行地速 220 - 260 km/ h ;
• -~行 日 期 2田2 年 1 0 月 10 - 1 0 月 22 日 ， · 飞行时间北京时间 1 2 . 30 - 1 7 ∞; · 天气最件睛 ， 能且皮大于 20 km;
· 飞行高度相对航商 H∞ m ; · 航带覆盖宽度 2771 m; · 三 轴稳定的陀螺平由和 G 罔导航定位， IM U ， C - MI G I TS ， G I唱， OM N I STA R o
H yM a p 为澳大利亚 H y Vi sla 公司研制的 1 28 披段的航 空 成像光谱仪，为目前世界上公认 的血好的商 业 运行的一足 。 其主要技术 垂数且表 1 - 3 - I 。 飞行前应标的各波段中心披*和 带宽且表 4 - 2 - 1 0
.削
m__
.
--
圄4
114
- 2- 1
翩翩
叫m
-叩...，
..10.....,
工作 IK U yM叩成像光谱踵"飞行植围 E航线'度自示意图
--
4 呻跚
成悻克谐遍感聋矿f在息提取朵也应用
4
日yMap 成像光谱数据质撇评价
4.2.2
机载成像光路数据u益成像光谱仪探侧将应纳来被段上对她物反射辐射能量经过大气传输 扇的响应，它是地物反射特性 (ρ) ，大气传输 ( T，λ) 仪棒的被殴抱罔(川、波段响应函数 (S
(λ) 、光谱分螃率、瞬时视场角(IFOV) 和俗喋比 (SNR) 的函数。由此可知每一个像亢的响应
值 (DN 值，或者是光谱输射照应值， )问时取决于这些技术参数。一般说来，对于具有光谱特 征的地物反射在相闷的大气中传输，如巢搅段带宽宽、地隘惶元尺寸犬，则相应的权分能盘多，
信噪比就筒，反之，信哗比低。在波段光锵分辨率达到纳米级时，要提高信噪比，关键要提高探 测器的响应特性。目前，在可见光波段探测器的响应特性巴绘得到了大大地提高，倒在规放组 外上，器件响 mz特性的提高相对来说仍然比较因难。本节通过对 HyMap 数据的统计分析，提
取的光谱特低披j(;分析‘噪声与信号分离技术 (MNFl 等方法进行质量评价。 4.2.2.1
数据的影像质量分析
在所获取的 128 个被段 HyM呻数据中，因仪器的缘战， 4 个波段 (437 nrn , 881 nm , 1618 nm.1631 nm) 出现故隙，波有采集到数据。可用的数据实际上只有 124 个披段数据。但这 4
个胡:波段中基卒卫在存在矿物的特征光谱，因此，对旷化蚀变倍息提取与矿物填凶盛事没有影
响。 通过国视检查制统计分析发现， 124 的波段的影像数据质量童很好。其中 1396 皿(因 4 -2
一 2( .))和 1411 nm( 因 4-2-2(b)) 两个披段位于大气水带吸收波长 t ，基本反映的是大气水 气的特征，地物雕像儿乎不可见或影惶模糊平清。{且是这两个披段可用来提取大气水气吉置， 为大气纠正i/ilfJ\依据。其余 122 彼般地物影像都很清晰，见圄 4 -2 斗 (c) 所示。 4.2.2.2
数据信嗓比分析
{育喋比晶成像光谱技*中极慧薯的指标之…。由于成佛光谐主婴愚根掘3最重量光端的制懒 亵 4 愉2 而 1
HyM呻成傲'*'词曲也的曲麟、浪t爱你嚣"搬'良
HyMap_2 , 26 被段
惜冒置( =)
中心挫长(酬)
S吃酣
波段
中心被长( =)
带宽(
T1
m)
………一
639.2
15.2
16
653.7
15. 8.
462.2
15. I
17
416.8
15.1
5
49 1. 7
15.7
6
5Q6, 3
7
3 4
刊
13
15. I
4SO.0
，
15.1 钩
437.9 2
"在 4
16.1
l' 19
682.9
15.6
ón3
15.7
15. I
20
7IL9
16.2
52 1. 3
14.7
21
126咱 3
15.9
8
536.4
14.a
15.8
55 1. 2
15. .5
"23
740.6
9
754.7
13 ，自
10
566.1
15.3
24
7刷， 9
11
580.品 7
14.9
25
783.2
l'‘ 4 16. .5
12
595咽 4
15.4
例..
一…晶晶晶晶
26
797. 4
16.3
13
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15.4
27
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16.4
14
624.9
eu
28
826.0
l晤，串
115
制
.
.
归
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
』
晶
晶
h
晶
晶
晶
晶
』
晶
晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶+晶 .
晶晶晶晶晶晶晶晶晶悖
成悻也幡蜡矿假如i 方法拉卓研究和部响四 1世分析 续§挂 HyMapß , 26 5"1,102 波段
29 30 31
中心披!C;( nm)
84JJ.
854 岛附，
40
0 88 1. 4 87t. Z 887.3 902.2 917.2 932.8 948, :) 963.4 918. :)
41 4 43
1009, 1 1023.11
44
1曲也
45
1惦记1.8
46
10创.5
4'
1082.9 1097
32 33 34 35
" 37 38 39
48
锦3.7
49
情宽(
l\
w)
2度段
16.8 16. 16.6 16.6 15.7 16, 5 15.9 16.1
19
lι5
87 88 89 90 91
15 , 6 15.3 15 , 5 16 15 , 8 15.5 15.9 15.5 15 15.4 15.6 15
E护心1破56日09怅i四(46 mn} 1618 1631 1例4.8
1657.6 1670. S 168 龟
" " 93
94 96 9'
"
1111112416Z02 69
1695.5 1于" 172 队 6
1732.9 1745.2 17乡'7. 5 1769, 7 178 1. 7 1793.8 1805. 6 19S13
2 1 9 0ω7920961L6
带宽( "皿)
[4 , 8 15 15 14.8 14.8 14.9 14.4 14. S 14.3 14.6 14, 3 14.0 14. 14. :) 14, 1 13.6 13.7 13.9 2 22
857
15.1
2 2创0108始53 15 10晒
:25 ~39.
5
59
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64 65
66 67 68 69 7咽
71 吨
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14份.，
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73 74
75 76 77
78
116
14.9 15 15. .5 15 14, 8 15 15. :) 15.2 15.8 15.9 15.6 15.4
1153215141 1538 1552 1579
107 108 1<39 110 111 12 13 114 15 116 11'
1. 4
给62.8
19 19.7 19.8 19.6 19. :) >).6 18.6 19.3 18.9
2279.8
19
~139.
2
负21157轨498 2192.0 221 <1.4 双明A
2245.3
2297、 2
Z3 14.2
118
2347. Z 12i。
2363 22M9379I96Z i
2491
4
成啤克精追晶 :1: 矿惜皂提取示在且用
(1) Il96 nm.'匠的 ...
(b) t411 nm 馆1t0l...
{t )l 79 nm 撞'量的...
圄4
- 2- 2
试'鱼 IK HyM8p 影像质量的对比田
特征分辨和识别地物，信噪比的商低直接，在响岩矿地质体光谱特征的提取以且应用效果 。 f自 崛比分析有$种方法理论计算 、 模拟分析和统计分析等 . 本次 HyM叩数据信噪比分析呆用 统计分析方法 . 统计分析中只使用 1 22 个波段数据(去除坏披段敬和啸声极低的波段 )。 针 对这 122 个被段的原始敏掘和经过地而同步标庭生成的反射惠敏据进行倍噪比统计，统计分
析所选择的儿块黄土地，地表成分布均匀 、 范围足 10 x 10 恤元。 困 4 - 2 - 3 是 H yMap fl据在
可见光 、近红外、短波红外披段上的 SNR 曲线 ， 从阁中可以帮出 ßl始敏掘的信雌比{I!在 80 140 之间. "f 且光段且体平均在 1 20 左右.但是在短波红外上倍崛比的值艘低，在 70 - 1 ∞之 间，平均为 85 0 各波段红外区间的晴电流(困 4 - 2 - 5(b )) 要商出可且光波段(朋 4 - 2 - 5
( . ) )近 6 俏.也可说明这 - 点 . 在 4∞ -25∞ "m 披挂上，经过定标的反射串数据的伯崛比 ( SNR ) 曲线 ( Hef)要高于原始数据的筒崛比曲线 (DN ) .尤其是在可见光被*上要离出 40 町曲
""币，在短波红外上 二者大体一敖 。
4. 2. 2. 3
数据的稳定性分析
对已知定标灯的光谱锢照度响应{1i 的品大 、 班 4、值 、均值和方差统计分析.能够匠映仪棉 响应数据的跑定性 . 回 4 - 2 - 4 为飞行航带时 HyMap 的定标灯的光谱响应数据的最大.量 小.均值和 ji盖曲线 。 从回中可看出.对定标灯的光滑响应由的最大 、 最，卜 、 s 标准偏些曲线 与 均值曲线儿平童音.说明该成悔光滑仪在线飞行碳取的地物光i骨{，H!、数据摞移量少，稳定可
雄。 在钱航惜飞行幢测的啸声(晴电流)曲线的数据值较小 、偏移少(图 4 - 2 - 5). 结合数据量 117
成悻且精#矿识别方法拉水研究和~响阂常分析
1'" 140
飞
f
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j飞
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κλ
问'^'':飞
'-'飞入
40
飞
20 1.02
0.45
1.5 1
1.48
2 ,0?
就低/川
试验区 HyM叩成像光谱数据的信确比陶钱
阁 4-2-3
化馈的大动态商隐 16bil(O ~65S36) ， 她表反射惑最大时无倚号饱和等情
1500
况，也说明了所获取的数据稳定可靠α
4 , 2.2.4
署 1阳
"
数据的 MNF 分析
最IJ、噪 F黯分离 li t!
MNF
(mini~
mum noise (ra仙。n) 矗一种正交变换， 500
它类似多光锵遥感数攒的主成卦 (比A) 分街 1J t击。该正史变换能够将
信号与噪声分离，变换腾的前数千波
。 筑~
\()()()
1500
"刻。
彼能 I ，m
段的特征值遥远大于以后被段的特征
值，且这些被段数据蝇乐的地物影像 国 4-2 … 4
日yMap 在辑航带飞行亮起标町的相应幽蜡
圈中幽锐自tH四下的排到顺序对附着右边交学自 t 耐下的说明顺净
次减少.噪声增大 (ιreen ， A.
A .
清晰，集中地物的绝大部分光谱信息， 随后的被段所锐含的地物光谱信息依
Berman 川， Switzer , P. et 矶. 1988 1Lee J. B et
al. ， 1 伺0 ，杨
凯 J回到。朋 4~2~6 为第 1 分 IK第 7 航带的烦披红外 27 个披段的 MNF iE交变换波段阁悔: MNF 波段 1 代牵着'靠个被段的亮度背景，即光谱背景，在影像上都较其他的 MNF 波段亮 s 岩 矿撒质体的 !'t谱信息集中在第 2 伽 6 波段.黠像十分清晰，倒崛商也添渐出现.第 7 波段的岱闷 AEZ
太篱销国W 摞E
倒 2· 同翩峭 "制 w 凰
国 4 … 2 …5
118
HyMap 在 480= 、22凶阳被拉上的睛也配幽蜡
4
A锥克懵遁息量矿 1t 息提取示范应用
"如lNF 变 111目的筒..段 n
(b)MNF 回4 -2 -6
....0l1li. 5 -
1I
..JJ.
MN F'壶钱分离擅匾先晴惰'与噪声
地形等纹理卡分清晰.从第 7 -9 波段开始明显出现系统崛声，第 10 波段以后随机啸声很强.
几乎掩没了地质体的光带们且且空间信息 . 对该航带的可见光、近红外波段景用类似方法进 行分忻 ， 结果表明败据的恼号与雌声能够分离 。 因此， Hy M ap 数据信号刷噪声分布正常 ， 可见 光 、 近红外和烦披缸外上的数据质量较好 ，
4.2. 2.5
特征光谱波长检测
开展成悔光i幢矗感岩旷地质体是利用从成像光谱'生据中提取的岩旷特征光i韩信息直接与
标准岩石 、 矿物的光讷特征进行匹配识别 . 识别的特征光滑披挂位置是否正确将摩响岩苟、矿 物识别与制图的放呆 。 因此，需要对成恤 Jt谱数据反演的似反射率先谱符征敷据披*进行检 测 . 检测的方法是将具有特征光谱的已知点上 H yMap 反射光谱吸收特征波佳位置与地面使
用lI!高血谱分辨率的光谱仪实测的同点地物的光 i曾特征进行逐个吸收将征的111:*位置对比 。 因 4 - 2 - 7( 叶是从 H yM叩成像光谱数据中提取的肯野i 云母端元矿物在 2000 -25∞ o m 波段
119
成埠克精直矿识刑方法技术研克和帮响剧i"分析
上的特征光谐刷牵挂，这三种绢法母矿物中肯 AI …。"基因分别在 2220 nm( 上) .2210 nm( 中) •
2195 nm( 下)附近均有特征明显的吸收峰，吸收将征的波1<位置E依次向波伏燎的万向格功，因
4
2 … 7( 川使用更高光懵分辨攘的问 MA 地面允诺仪在相阿地理位置上实测的纲7K母样品短
波红外光谱特征曲线，纲法母样品中啻 AI- OH ~蓝图分别在 2218 nm( 上) .2206 nm( 中) .2194
nm( 下)附近均布特征明显的吸收峰，吸收特征的波位位置也问样向披长短的企向移动。这三三 种啻 AI 岭 OH 绢茸母矿物在地lIi!与空中测量的波1<整蝉分~U为 2 A1-οH与组2O~
nm ,4
nm 和 lnm 。 Al-OH=2 218 nrn
22 lO nm 2195 nm
2206 nrr 219吨，m
曲，、协提时
肤、惕'曲时
2.1
22 2J 被艇/""
2.4
(.)编举制'矿物的 Hy.... 倒像光耀
圄 4-2-7
II
2.2
2.3
2.4
被证/，m (b)编怨怨'哪幽的 PIMA.n 先训'幽篇
三种食绢击倦矿物样品的 HyMap 嗣咖光酷与 PlMA 光晴的特旺披t是对比
阔 4 -2 町 8(b) 愚从航烹 HyM叩成像光谱仪以及撒丽阿MA-ß 夜栩同地现惊景(厕 4
-2
… 8(.)) 上实测的古 cc咱-离于的方解否矿物的特征光谱。从这两晶光谱特征曲线班着航空 的反射串曲线略高于地丽测试的刷绒.在 2338 nm 附近的都有极强的特征吸收谷低位置配慕本 重叠。因而认为从 HyM叩提取的精矿地质体光锵特征滋长位置最大可能有 1....2 nm 的攥格。
4.2.2.6
小结
通过上述对 HyMap 的影像质量自视分析、数据俯噪比分析、数据穗定怯分析、数据的 MNF
正交变换、挽联光谱特征波t检测分析以及飞行质量分析，认为蓝天山试验区获取的 HyM即
成像光谱数据质量如下:①从可见光、近在L外烹姬披红外上获取的 128 个波段光锵影悻敷攒中 仅有 4 个波段数据不能使用;c:ìl从可见光、近在五外 E短波红外数据的信唱比依次降低，夜可见 光约为 120. 近红外为1l0. 看E 1000 -18剧 m 短波红外上约为 1俑，夜 1900 - 25例 m 短波红
件上的为 75; ③经过 MNI'变换分析得出 HyMap 数据的信号和噪声分布情况lE常;1iìJ定标灯数 据稳定，数据的动态榄阁大，商反射串的精矿等地物数撒信号无饱和现盘 g ⑤提取的典型岩矿 特征光憎波位最大可能摞移截罔 1-2 翩。
综上所述，本试验获取的 HyMap 成像光谱数据信噪比较商，精矿地质体影像清晰，反堂堂较 i草中;摄取的精矿光滑特很曲线接近~测岩矿光谱曲线 s 数据的光谱筒且可瘾，可以应用于精 :Q勾矿物草草阁。
120
4
成锥克懵遇 :1. 11 矿仿息提取示芷且两
I~
{时地剑 IU .o:位量的刻'否 回4 -2 -8
(b) Jt..征幽愧地比
航空 H yMap 和地而J>IM A - 11 在取舍方解西矿物的将旺光满对比
成像光谱数据预处理
4.3
本tX成幢光滑越感岩矿光带信息识别与提取所使用数据为机载成幢光谱 H y M a (l数据 . 成像光谱数据处理的主要内睿包括①光谱的定标、大气枝正和光谱重建，依此实现成恤光i曹 !自.Hà<J 阻像寸t惜转换，这是进行相 应地物识别和鉴定的关键 : ②儿何校正和 跑理编码，以满足 定位成困的要求 。 目前成惶光峭的辐射技正骨迫使用的方法是基于地而光谱与图像放掘的经验线形模型. 但孩模型难以消除 bn性因子的罪响 。 另 -方面ij ，从机载成悻光谱应用技术产业化的角度来说.
开展地面同步光滑观测.实施起来需要技人大量的人力资源，井且对于一些难度到达地区也无 法实施同步光谱观测 。 因此 . 发展和开发较适合的模型与方法尤为重要 . 辄射传输模型是基 于大气传输理论的反演模型 ， 如 6S 、 LOWTRAN 和 MOOTRAN 等算法草杂，涉且的大气实测#
数~.同时置 一些条件的限制而未能广泛加以应 m . 但是随着成惶光滑披段设置的合理化以 且检测锦通迦倍崛比的提商.所提供的大气水气吸收波段敛据与辐射校正模型相结合可直接
运用到对成像光滑数据的大气位正.这植大地筒化了垂数的设置 ， 节省了地面光谱同步测出的 人 jJ 与物)J.其校正的精度也3在全能调且对矿物识别的需求 . 本次)\;天 Lll H yMap 数据主要利
用 6S 模型与图惶水气波段结合进行大气佼正.然后进行光谱平滑处理，减少啸声的'在响，消除 误娃，有利于对矿物以及地质倍且的识别与提取 。 另外在航空成像光谱数据获取中，由于飞行平台资辜的非毡定.存在严重的儿何畸变，歪 曲甚至混捕了信息在空间的表达 . 制约8成幢光谐的实际应用 。 利用航空飞行平白上飞行事
数，比如传感器扫捕仪工作姿态事数、同步 C 陀、惯性导航测量垂败等进行儿何畸变位正刻不 容缀，是亟得解决的机载成恤光谱技~应用工程问题之一 ，同时这也是目前在航天和航空遥感 擞揣儿何桂正与地理编码方面研究的一个草点 .
4. 3. I
航空成像光谱鼓掘的辐射纠正、定标和光谱重建
成{草光i骨回{章数据(即原始撤据)是地物光 i曹反射辐射伯，(，1.与大气辐射传输敏应、地形效 应、传感器扫描革统等多种凶章影响的结果 (Y.C u etaJ..2∞ 3 : J.
D. Shepherd et al. • 2∞3 ) . J2J
成悻克懵蛊矿识刑方法技水研克和帮响罔常分析
;lt;悔元光谛是这些国囊相班作用的综合反映。成像光碍事对地物的识罪依赖于地物精细的主tl曹
特板，为了此网像中校取地物真实的光谱特征，必须进行相放数锚的!E标与大气役正，以消除 与地物光陆翻射特征骂事?巳关因嚣的影响。成像光谱数据的辐射校正其实质是光潜成像机理的
逆过程，从图 4 … 3 … 1 ，可见，真反演过程经从 A 唱"咱 C ，初步消除或躏弱无关E日子的影响，啤可 能真实地得现地物的光踏特征白
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\/\a '",
R(Á)
/c ".反射率咱
顾 4 寸寸属感属惶机理与反演过穰.
4, 3,1. 1
输射畸宽松正
由于地物光谱反射韬射方向性和观测角度的非稳定性等凶辈，获取的数据部分边缘幸存 在辐射畸聋，造成扫描图惶机下点到边缘辅射亮度盘生变化(倒 4-3-2(.)) ，既影响岩矿光 谱信息的提取也造成粉矿识别制朗的假盘。对该试输鼠的数据，利用小波变换技术，选择活当
的小披蕃，提取图像中平稳变化成分作为校正的均值或茹准点进行校lE(郭小方， 1998 ;无润 生等， 2000) 。朋 4 斗一 2( .)、国 4-3 -2(b) 分别为校lE前后的阴僧，可见该方法既可以消除 图像数据的亮度最异，又能保持朗像的按现和光谱特征不变。
4 , 3. 1. 2
光谱定标
在成像光哥哥倍且提llIt巾，地物光谱特征是直接识别地物的唯→因素，这也是成像光谐区别 于~光谐的优势所在。因此在成像光僧数摇起标中必须对成像光谱仪的每→通道(披段或探 测器)进行光谱标寇，避免光谐漂移。
试验阪数据于 21四年 10 月中旬开始飞行税限，在飞行前 9 月 26 日在模大利照实验革进 行了光谱标定，确定各波段的光谱响成函数(中叶派*、谱段宽康、 FWHM) 等均无异常后运抵 新疆东天山试验区进行数据获取。 HyMap 成像光谐仪的波段fIf.鼠、中，心被长佼盟和带流等光
谱定标数据见费 4 寸寸。
·锄第\.2ω毡，东天山街光谱矿物填因阶段性报告。
122
成啤龙it遇品 11 矿惜息提取示也应用
4
，.)破 n
回 4-3 -2
4. 3. 1. 3
。)艘 iU习
U y响叩 凰像先 11量憬'惨像辐射"'11:剧正前后对比
辐射定标
辆 M定标是遮立光制旦因恤数据与人随处地物如甘牺照皮之间的定量关罩 。 HyMap 每隔 一扫 描17测 1 0 个附电流的.存储在){){)()Ld 幽暗电流数据文件中，相应地可以拟告出与地曹效应函数 之间的增监 (C酬)与偏移量( 臼r... ) ，从而利用公式 ( 4 - ) - 1 ) i!lli晴 电流的梭正。
R.d;.nce( A) = ( DN ( A) - Off.e'(A )) / C.; n( A)
(4 - ) - 1)
同时 E行啡'每间隔 一扫描行记最 1 0 个所测定标灯值(存储在 XXXX_c. cal 文件中) ，再根 据 HyMap 系统各披段的实拉宫辐射标定数据(垂数文件 )(XXJCdyc.J.
Ix') ，利用公式 (4 - 2 -
2) 对l1f段 A 上像元的 DN(~H自进行辅射值转换 . 阁 4 - ) - ) 是经过辅射标定后地物的反射 辐射光 i持栩如I皮曲线 。
Ibdiance ( A) = DN ( A) xdyca l / c.cal
4. 3. 1. 4
( 4 - 3 - 2)
大气校正与光1畸重建
lIífíflï 已经酬述过成像光谱书的大气订正和岩矿光谱种重煌的方法技术(郭小方，王润生，
123
且啤尤4曲直矿识别方法技术研克和市响圃章分析
g提 . ， z q伊 主SMmE·
跚 跚唰
EF
2000 闽悻军相田庆久等 ， 1999; Go wer R.~l aJ.， 1 回2 i
J. F
1 拥6 ，Z.
VemlOte E. .
QIN.
2∞ 1 ) 。 这里将罪取利用成像光谱自身波段 的数据与大气理论模型相结合的方法 。 原始 数据经过上述辐射定标后消除了仪锦等罩 统误挫.但是大气以且地形等因章却严亚地
O
歪曲地物的谱特征 。 在东天山数据大气艘正 s∞
附∞
跚
1 筑~
2朋巾 ，仅考虑 大气 的影响而 来涉且地形的对地
M:k; !nm 回 4 -3 -)
物光谐的干扰 . 所1Ji取的数据均利用澳大利
lI yM lIllfd曾经辐射定标后键取万解石
的光i曾辐射匮幽线
亚针对 fl yM叩仪樱所开茸的 、 基于大气传输
的 6S 模型中专)lJ模块 "HyCoπfor HyMap AI-
m回 pheric Con咽ti on .. (图 4 - ) - 4 ) 。 该模块是基于;1(汽在归。 "m 、 11 咽 "m 刷氧气也o nm 的 吸收特征 .渥憧 元进行大气消减，重建地物的光谱特征 . 该模块除选择性地利用上述吸收波段 阻像外.还需要输入以下垂数:①所按取数据的海拔高瞿以及飞行航高，②所获取试验区域的
气候类型以且数据获取的格林威治时间 (GMT )，③所旗鼓据的中心点的经纬度.④选择大气 气榕胶类型以且大气能且度 。 在利用 6S 模型进行大气校正时，地面存在大面权串体时将舍使对蔓个图像数据点气啻量 的商估，误导大气校正结果，因此在实际枝正中应将其掩攘 。 京天山地区位于大陆腹地，气候 于燥.槌被不监育，但是该区存在褐铁矿化，并与成矿关革密切，在进行大气枝正#数选择中，
{f 'Ø.撞开 Fe l 的吸收波段区间中的 940"m 披段.而选择川 40 nm 点问波段进行大气校正。 对罔像激掘进行大气校正后.局直观的评价是通过对在大气校正中所生成水汽困惶进行评 伯班ò1'，如l伎正的好坏 。一般而亩，如果;1(汽困像成王'状，在示伎正的好(阻 4
)
4(. ) )，如果
;1(汽l割草中还能看见地物则说明校正不完全(阻 4 - ) - 4 ( b )) 布置晰设定盎敷亚新校正 。 在大气枝正过程中.由于数据获取、数揣测盟、模型等本身精度的限制以及噪声等多因章 贯穿于费个处理链中，跟计误差将导致视反射事与实际地物光滑间的且异.光谱 曲线存在 大量 的锯由，如因 4 - ) - 5 中的红色曲线，混滑部分饮级光滑特性，带进 - 步地进行平晴和去除噪
(.)
回 4- ) - 4
(b) 大气剧正时大气水，气固像比较
{川大气伎正究金，水内阁像成云"状， (川大气极正不元全.偏见地田地街
124
4
成悻克蜡遥感黯矿甜息提取翁地应用
声处赐。本次处理利用 ENVI3.5 版本中的 EFFORT 模块激行。 EFFORT 处理过程类似于经
验线形校正 (Empirical Line Meth叫) ，但与其不网的矗，该模块统计的增援和偏移量是运用于 最罪过大气校正的视反射嘟数据。
~ u UBZ叫;1)' bouI"mi叫时1脚 |j ~
'阱跑 06
;
,[
ú
\叫:工人 li04 百 0.2
Ei
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10
1. 5
Lt~i 2.0
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1Ú
摘*1阳1 (.)
罔 4-3
1.5
披*
2.0
1""
制
-5
即引GRT 平滑趾理
( .)阁中箭头处引人像泥石矿物光谱而导教光避"过特征化"
EFFORT*用技格朗日事项式参数模型 (a p翩翩翩。 model
of Le阴阳阳 lynomi曲)从数 指本身出监，通过句真实 J't谐的拟舍生成"准野外光谱 (pseudo field Spectrll)" ，利用~模型光 谱对嗨
波段遂行进行拟告后，梅和(1)曾被拟告所产生的斜率(增益量)和截 ië( 偏移量)校正视
反射事数摇中串串R误缝。试验区内着巴细地物的特任光谱有助于l'1ffl拉格朗 H 参数模型进行 拟舍，并能为 EFFORT 校íE拟合提供l!为精确的校正凶于和偏移量。但常要注意的是，Q)必须 避开如 14心Onm 和 19∞ mn 7l<1'吃吸收波段的睡响:②在拟告过程中青理的事项式的次数选择 也非常重要，较低的事项式次数可能压制特征光谱造成光谱特征的丢失.反之，拟青好假常产
生错误的光谱;③试骏应不同地物光谐的选择不 lll.可造成特征光谱吸收的增加，如朗 4
-3 …
5 中~引人绿据有光谱肘，在 2228 nm 处导放一个特征服收，这与实测光谱亦在藏异。
4.3.2
敏榕的几何梭正与地理编码
精确的几何位置和地现铺网是地丽定{il和制阔的基础。 .1 对几何畸变及其校疏的复杂性 (郭小方， 1998; 郭小方和王澜敛， 2航则) ，币"些新理传感器均来用机上iè豆量的 GPS 数据建立空
间拓扑关蕉.'t成 IGM ( lnpnt Ge删e町)文件。该文件也肯两个被段.3;要用于记敢和带储地 周俯息，其中一个波段记录纬度俄息，另叫个记最经度恼息。根据应用嫌终因件的肇事，在 IGM 的辈革础上盘成最厨输刷产品的 GLT( 归叩aphìc Look~up Table) 文件，利用该 GLT 文件逐 航带进行几何校正和进行她现编码。
GLT 文件其实质就是地理枝正产品。在 GLT 图惶中íE值进$，蓝处像且位置精确，虽值司提 示该处位置是利用最近领域 "jj讼撤值就抽样而成。利用 GLT 文件可以解诀在地翻控制点难
以逃探地阪如火抄漠、党壁滩以且植被檀盖隘的儿何校直以且地道精确编码的问题，问时也是 航空与航犬遥感数据几何校正匀地理编码的盘腿的
种煌势，并已经主运用到如 MOD四数据、
ASTER 数据、S蛐WIF咀数据以及航空数据如 HyMap 、 AVIRIS 、 CASI 等传感器。
在蓝天山数据处理中，前期主婆是利用 GLT 文件进行儿何楼正。由于设有设地丽巍站 GPS ，难以选行整分处理，定位精度差，条带间错位明显，所校正的数据难以满起 l 。当万地质制
125
Ji;.悻此谱 JII 矿如刑方法拉卓研究和~响闵章分析 阴以及日用督管罄。通过仔细深入分析 GLT 校正的数撒所布在的问跑，有阔的地有逃探性地对
吉普…航带滋付人机交互式处理，掷次进行镶饿和进而喻步的利用 1 '5 万地图逃行校正，提商和政 静凶像的几何精度，满足制图的冒冒耍已
4.3.2.1
基于机上 GPS 数据的几何校iE.
本1J(共获取了京天山 3180 阳13 的数撇. jt24 航带。澳大1乖H问利l 亚 Hy川 V GP 阳$数揣、每f 扫1捕行的参数丈f 件守以及 I邸 ιM 文件、 GJ.:盯 T 立件等'具体见表 4 -3-1ο 分别利用澳方提供的 GLT 文件对该院 24 航带进行校臣。由于航带是斜飞，利用 ENVI
3.5 软件根据 1GM 文件生成的 GLT 文件对影像进行校止后.航带间难以拼擦，出现过度熏藉。 '随 4-3 寸导航1<几何纠正的立件列'是 说
文件多降到四 华
明
备注
是从喉 MlUog披m 撩t穆记(选文件处成的。他指赔像拘捕行戴 .1月旧时间，导航 ..
信息， 1MUfl~~L~ 峙的具体参数见褒 4 寸寸)
嘟 _hßc_eph~nmri吨"'
记展每条衍蜻行的飞行平台"历褒参敬
'阳""'-'町~~ '"
概述影像的想观参数
梅同队将削
带她现纠正的快视影像口，就 4 个被段)
.. JtgC-8酬的
审_~...goo. h，世
ENVI 头文件
该文件记最怨… 1、即崎阁像像元的东经与纬度 (UTM)
晦_~....，geo_i酬
.. _hgc~阳'_ien 的头j(件
幽幽.hgc..g阳4喃.，'"
儿何查然貌文件
毗.)Ige..goo..slt
'怖
,
_bgc-!\，曲，~t
+ J，gc...g.国，..gI'的生文件
hdr
袋 4-3~Z
飞行平台蛊薇..诅录襄(
.. .10售)
参数数戮
做保健
说明
备泼
CMIGIT古时间
41981倒四8.2
CMlGITS 内部时间，单位阳
对用户极有用
俯仰(阴阳h)
。， 85741嗣7
IMU 输 ù[( 单位为。)
恻壤 (roll )
l. 14817758
IMU 输出(单位为‘)
1>位角(h，时illf!)
-67 ， 361例。12
纯度( La.t)
42.9147011
肌;PS 输投值(单位为阳)
崎度( LJ. lg)
93.3251269
DG附输出值{单位为')
32创<
。G盹输州值!绝对航海
IMU 输出(单位为.
)
白白町，白
-响
航晦(础。
456886
川℃时间
们{地 1032/15110;"' .-00占
DG阳输出值，静/日/月/年
飞行平台地速 (Grnd 句对)
8 1. 97301田 l
DGPS 输出信(单位为 m!.)
…由………..……
真航迹(Tnw T:rock) 一…
83. 41841139
DGP5输出惊(单位为叮
-叩叩
毅分 GPS(DG四 1
l
卫星敏(姐tellit~)
6
DG冉状在 (1 表:if; OG田正在 接收恼号，。我示无信号) +畔....
唱唱
由钩
付数(l.i""
Num )
VM.E 时问
126
........-
接收的卫星敏因
E
图像扫描衍敏
344844473
内部汁算机的时间计数(单位为 μ)
对用户役有用
4
A啤尤啡遁晶量矿仿息提取示范且用
在与澳1ï 协商后lIi:新白澳方对 CLT 文件进行了改进。 !A ICM 立件能够生成不同要求的地理
校正产品 C LT 文件.但由于所提供的 CLT 文件像元分辨率大小不一致 ， 必须分别对 24 航带进 行抽样或插倪处则 ， 这增加了后续处理的工作量 。 分别利用澳方提供的修改后 CLT 文件对该区 24 航带进行校正 。 CLT 图像主件分别记最
每一像元点的地J!I!伯且.对于每一航惜，分别利}IJ CLT 圄幢丈件逐幢元对数掘进行几何艘正。 从 l到 4 - 3 - 6 可见。铺位的构造 、公路和岩层等均瞌校正到地物原有状态 。
4.3.2.2
航带间的扶正
果 ~Wl上 IM U 记录散J1ií所生成 ICM 再到 CLT 文件对敏掘进行枝正，所产生的儿何说且 技大，初步估计可达到保元. 一般在 1 0 -20 恤元内(杨凯 1回到.航带间同一地物铺位或位置 变形.究其主要原因是由于事次飞行设有设 C 罔地面基站，机上 C 陀数据的精确度达不到 1'5 万应用要求 .
，.， 隙正箭的帽'‘
因 4 -3 -6
(b) 假正囚的嗣.
啊 IHG陌的 GLT 田像文件对最锯进行役正
127
成啤此 if岩矿识J>J 万法技术研克和部响圄章分析
仔细研究航 {JI 州的钳位发现部分存在革统的平移现血 . 但绝大多数且规律的位置变彤， 需要进一步地逐航带逝行校正 ， 以便于航带间的懵嵌 . 在利用 G LT 文件位正的基础之上，利 JTI 图像对固像的方法对每一分区从中间航 {II 开始.选悻相同地物地丽点涩航带进行配准.以改
善或思可能地消除铺位事1 位置的形变.利用数据制阁的需要 。 阁 4 - ) - 6J是枝正前后的效果 阁.在 1 '5 万制阻要求的误差范围内铺位现 -.1性以纠正 。
4.3.2.3
句先处理
航空飞行巾由于且行方向的差异，地彤的阴影 、 太阳光照度以且地物的方 l iq 反射特性等国 章的'在响，造成不同航带间对比度和l 亮皮变化，航导I? r"JI~J 睛不 一 ，册接 缝 '91 战(剧 4 - ) - 7 (.)).11)响阁悔的央观与后期制图 . 在愤嵌中需对不同航带困像进行句光处理!.使不同航带
问亮脏、且是与也别统一 ，过踱自然 。
图像间的亮 Iltl! 异一 般布在 4 种方式:①亮应变化是椭圆形的，向四边置峭的思度量不均 匀地弥散于四憧中:②中央亮 ， 向四周均匀变睛 ; ③图幢亮度的变化从一边到对边是逐渐变化 的;@中央特别亮.向四周不均匀变暗 . 该区数据多数属于第 三种方式. 在保附阁恤数据整体 J!. 皮特征 、纹理恃征的基础上.通过选择与之匹配的模型，用自动或手工方式进行 J!. 阶调'直达 到l 句光的效果 。 在调整过程中，使模型模拟变化与阻像变化的趋势最好地囚配，充分达到包度 与巴别过渡自然 .J也物走向一致.延伸自然，阻像樊现(圈 4-) - 7(b)) ，
图4
128
-)-7
6 个航僻镶嵌匀光稍后图像对比
4
成悻克审曾遇感黯矿f宫息提取朵也应用
图像地搜编码岛制图
4.3.2.4
在消除航带问位置变形与错位、分区镶嵌与匀光的基础t.果用 1 '50000 比例尺地形图对 数掘进行校正相进行地理编码，统→把因像纠芷到 1 '5创阻}比例尺地阔的坐标革绕中。为减
少人工计算挫制点所带辈的误簇，增加囱像蝴蝶编码的准确度.提高配准的精度，将该试验区
攒血的 1 '5创制比例尺地形幽迸行扫描，校lE后拚接，生成生区的数债化地形朗，然后最用图 像对朋悔的企式，选择闰名点地物对镶嵌盾的影像图进行几何精校臣和地现编码o
在此尊础上，分别对影像朗按 L咽则比例尺制作，梯加ììì己、进行影像的修饰与黯观。
4.4
岩矿光谱信息提取识别技术方法
4.4.1
成像光谱矿物iH剿技术
目前，属于成像光谱数据岩矿蚀变信息识别均提取的方法企事有，(l:基于光谱披形妥善数;
ciì 革于光i曾相似性测度;③蜡于棍合光谱模型 g ④兢于地质统计规佛，⑤感于光谱知识的智能 识别等。
4.4. 1. [
光谦波形事数捉取与蚀史识别的技本章法
岩石矿物单个惨断性吸收特征蜡河以用吸收波段位置 (λ) 、吸收深度 (H) • 吸收宽度
( W) 、吸收囱积 (A) 吸收对称做(圳、吸收的数目 (n) 和排序事数作一完兢地表征(陈泼影等， 1998) 。根据端元矿物的单个诊断性吸收披形，从成像光借数据中提取井增强这接番数信息， 可赢接用于识别岩矿类型。如 IHS 编码与吸收波段悔自(Kru" .1988) 是利用烧续统击除盾的光 谱图像，定旦出波段眠收中心伎毁朗像被段探庶阁像以及波段半极僚宽度(阿 HM) 阔像，并 分别赋予日 51 烹间的明度 (H) 、强度(门和饱和庶(剖，然肪ì!!变换到 RGBß庶穷阅。
4.4. 1. 2
基于相似性测度的识别技术方法
成像光谱最太的优势在于利用有限细分的光锵波段，去再现像元对lJl物的光谱曲线。这
样，利用整个光谱曲线迹行矿物匹配识别，可以在一定程度上改善单个波彤的不确定性影响 (如光谱漂移、变摔等) .提高识别的精度(甘甫平等， 2倒"的。基于整个被彤的识别投靠方法是
在主~J\t光谐与像元光i谐组成的二维空间中，合理地选择测皮函数度量标准光谱或实测光谱与 图像光谐的相似程度。例如，光谱角识别万法 SAM( 王志刚， 1993 ， S伊ctral Angle Map阳)
(Ben-Oùr et ι ， 1995;C阳ta" al. • 1998; 如昨 e et al. • 1998; Yuh嗣 et al. , 1992) 和光谱阪配 5M(Spec 忧aI M.tching)(Baugh
,. al. ,
1998). 利用岩矿光谱矢量的欧氏距离测庶自国数，即求阁
像像元光谐与参寿光谱在光谱穷问中的盖异大小。距离愈小，表示倒像端元光谱戚待识别的 端元光懵与来自实验事或野外实测的事考光谱之间拟告程度愈闹。
4.4. 1. 3
品于光谱如识模裂识别的技术方法
蟆于光谱知识模型识别的技本业法是建立在一定的光学、光憎学、精矿'结晶学和数学迎论 点上的 1商呼处理技啦Jf尬。它不仅能够克服利用单谐形识别所存在的缺陷，附且从地物光 锵学原理人手.从本质上理解认识精矿光锵的物理机制与物理过程，建立光谱数学物理盟模班，
识别井)è量提取密审{声息。 这位…定程度上能精确地盘化地在物质的组成以且保人描述地物
组成的物理特性，以进…步探测地物所蕴谶的成生环境丰膛。例如，建立在 Hapke( 1981) 光谱 j)(向反射理论基础之上的线性混合光谱分解模型 (SMAlSUM) (Adam, et al. , 1986 ; M阴阳dω
129
成悻克蜡最矿识别方法技术研究和*þ响阁常分析
a 1. , 1987: Rooorts ct a l. , 1997; S胁。，} et al. , 1992; Settle tt 此. 1993; Shipman et 耐， 1987 ; Shimahukuro
;Jt
al. , 1991) Smith et al. • 1985) ，可以根据本闷地物或者不问像7u光谱反射事响
应的滥异，构逃JI:;谐线性分解倏盟，从íñî识别地物，盘化地物成分，挖掘地物成生环填{吉思。
品于地盾统计特征的分类识别方堵
4.4. 1. 4
该类方法是慧于地物在图像上的统计分布规律，建立地质模糊进行图像分类识别。比较 典烈的有 (Ic.hku " 01. , 1996) ;概事模烈(Probabili8tic Model) ，几何光学模那(胁。阴阳C咱pti~
cal M时el) ，随机几何模现( Stooh耐" 归。.metric M叫.1) 以及非要参数划质统计模现 (Non阴阳m mctric Geo刷阳tic TI帆 hnique) ( Vat' der M制矿， 1 即如， 1994b.I996) 。 基于光谱知识的智能识别方法
4.4. 1. 5
传统的以1*上述的成像光谱iR#tlJ.i法利弊共存。对于高维与越大容量的成像光谱数据以 及大贵的实验烹光谱研究结果等迫切要准新的高娥的遥感定最分析技术。因此，专家系统、人 工神纷问络、模糊识别等基于光谱知识的智能识别应展而生。神经网络技本是底用最广泛的 识别技术(
Gong. 1996 j
Jimenez 例。1. ， 1998;8.n叫iktss棚例。1. ， 1995 川舰。ia~Ha.ro
et al, ,
1 酬)， c.，酬 u耶和 Lyon( 1986) 残立…个试骏做专家系统;Kru肘帮( 1993) 建立了恭于知识的 成像光谱矿物自动阪配制即系统。以日阳明ter~S加如证据现论为藤耐梅架的证据樵现方法侃
得到了句定程度的成用吼道在于光谱知识的智能识别技术方法与革统将矗成像光遥感地物俄 息识别、摄取与暨化以及实用化的最能选择句隶属:Jf向，极具潜 130
4.4, 2
矿物tR另IJ方法和工作流稳
目前，矿物识别制郎的万法是特征哥哥耻识别和基于相似性测度的识别:峰和l则将衍矿物的 特征谱带构造识到l投堆.该方法相对直观，简单可行，但是单一的特征往往造成密衍矿物的错 误识别，主主精!ì:难以达到工程化应用的篱事，问时对成像光谱数据的信蝉比、光谱重建的精度
要求较高;②从岩石旷物光谐的整体特征出发，与成像光谱视反射事数掘进行穰体匹配、拟合 成构造模型目滋行分解，这也是目前研究的重点，能有效地避免因岩右矿物光谱草草移或光谱变异 而造成的单个光谱特征的不11!<配，井能梅奇利用弱的光谱信息，避免局部性特低(如单
特征
构建的识别方，/，0 造成识别的棍精，识别的精度高。
时于成像克谱上百个波段而言，数据最非常之大，尤其在目前无论最航烹成像光谱数据， 如 AVIRIS 、 CASI 、 HyMap 等，还f是在轨的航天成像光谱数据，如 Hypenon 航带都替娘比较唔， 叫般在 3 啕 10 km ，给大丽积fíÎl用带廉很茹不便，增加了大面积戴据处珊的难度，井使工作量在 目前微机配置E 的最件下成倍增加。因此，无论是从精布矿物光憾的周城特征汲主是整体特征开
应对矿物的识别.在保证识别精!ì:哥要求的是件下进行工极化的处理，必须探章新的技*'流程。 在对成像光谱数据特征均识另 IJJ.i叫法的比较研究中.结合工作实际以及滥行工程化处理的
初步要端，在确保识别精肢的条件下，改计出你准数指陈光谐+光谱"特征城转换+矿物识别
方挫的投'*流程。该流程的主盛作用. (1)直接开脱蚀变矿物的识草 IJ 勾销J且提取:在对试验区岩石类型、构造、热曾直指功以及捕、 产综合研究的基础之上，提炼与矿化关系密切的蚀变矿物，利用标准胀的光谱或野外实测光谱
.王润生缮， 2000 ，成像光谱方漉技尔开发应用研究，罔士资源部"九五"鼓点科研项目报告.<è罔罔士贤糠航空物撩 遥感中心。
130
4
成悻尤懵迪晶蛊矿恼息提取朵也应用
作为事曙光谱。
(引进行光谐城与特征峨的转换，实现数据减雄主在数擞f五缩，降低工作量，提商工作做串
成像觉自身放封面彼段上菌，不问的航中曾宽度与记最长Jt使是再次处理的数据量达 1Gb沪剧，中问过 被文件单航带呵达 IOCby恤，在以前的处耀中常常将航带分割成较小的区域进行处理蹈辩进
行拼楼，利用 MNF 技本可以将整个光谱城空间转换到特征城空间，淌除服气自光谱 fliJ 盘问各分 量之间的相关性，从眼去撑f亩息盘较少噪声较高的向置，使数据处现从成目的光谱域集中到去 蝶的特征域中进行，减低数据盏，缩虫草数据处蹭时间，提高数据处理的效率。
(3 )特征分离，增虫"不问矿物的可分性，提高矿物识别的精度:在成像光谱数据 MNF 变换 并剔除嗨声波段的特征城主宫附中，不同的波段被赋予了平间的物理或数学意义，地物的光谱特
t正在特征域发生分离，地物的细横特征得到放大，增加了数据的可分傲。
4.4.2.1
光谱特征城转换
光谱分解率的提陶万程前摧商了数掘的分类识别的精度以及应用能力，另…业圃，增加了数 据的容簸，也使数据高冗余商相关。有效的数据压缩与特征提取势在必行。…d般地，利用传统的主
成分坐换进行相应的变化，衍生出一矗列的成像先谱数据压缩与特征提取方法，如 MNF 变换 (险阻， I酬尚明 et al. ， 19拙， NAPC( Ù>e" aJ. , I酬)、分块空成分盒饭 Jía et 01，、 .1酬)以且基 于主成分的对应分析(臼lT et al. ， 1糊)等。空间自相关特征提JIj( (Wamer et aJ. ， 1997) 、于穷问投影
(H皿叩 et a), ， 1酬}和高维数据二阶特征分析 (lec
el
al. .1993; Haertel et al, .1隅)也将到i 相应的
重视。利用非线形的 'J 波、JtJlj特征(Qíu et aJ. .1糊)也，:([研究之中。
:È成分分析(陀的是根据倒像的统计特征确定变换矩阵对多维(辜被段)附像进行正交 线性变换，使变换后新的组仕图像互不相关，并且把多个披段中有用偏息辱可能地集中到少数
几个细分朗像中(朗 4 ~4 ~ 1) 。一般地，随蒂克成分阶次的提高，倩噪比添渐减小。倒在波段 较多时井不完全符合这一规律。
为改静:È成分夜高光谱缴中的数据处现能力，相底地利用最大噪声组分变缺 (MNF) 的方 法(甘甫亭， 2001 ;甘甫平帮， 2002 - 2003 ) ..该方法是利用 1到悖的嘿附级分慨陈 (1 ， 1") 的特 征向量对阁像进行变换，使按悴怔僚曲大到小排序的变拽分量所包齿的嘿霄成分ì!f.惭减小，阳
凶像)JIl篮周国次提尚。五;也图像的且协方直在短醉 .I，为因像噪声的协方堂皇矩阵。 MNI' 相当于所 有l1Ii.段噪声 }j辈辈都相等时的:È$;分分析，因此可分为阔步实现，第一步先将因像变换到一个新
的坐舔罩缆，使变换后图像噪声的协宽整矩阵为单位阵;第二步再对变换隘的图像施行主成分 变换。此改进的算法称为"噪声调节主成分变换 (NAPC) "。 对 P 波段的高光谱囱像 Zi( 叫 ， ì=1 ， 2 ， ....p
(4~4~1)
Z(x)=S(x)+N(x)
(4-4"2)
可以假设
这里 ，Z'(x) = IZ，(叶 .....Z， (x) I ， S(川和 N(x) 分别为沉思)中不相关的情息叶景和噪声分景。 闲此.
Covl Z( 叫 1= 1:忿1:，+1:
N
(44 …3)
l:，和 Lv 分别为 S( 叫和 N( 叫的协方整矩衅。倒此，可以贯主义鳞 a 波段噪声分量，
VarIN,(x) 1IVatl ZJx) 1
(4
-4 叩 4)
选择线形转换 .MNF 变换闯以表泳如
131
成悻克懵最矿识别方法拉术研究和黯响园常分析
Y, (x) = α丁Z(x)
ι= 1 , 2 , ''''''.p
(4 4 5)
=1 , 2 ,… ....p
(4-4-6)
在变换中，确保
43己 αι=l
同时，为使噪声与信息分离 .S( 叫分别与 Z( 叶利 N(x) 正交。 MNF 有两个重要的性原.一是对朋蝉的
任何被段作比例扩展，变换结果平变，二是
400
变换使网像矢廉、信息分景和加恢噪声分最
M 尊W 掌
mmm
互相蠢直α 乘做赚商可通过对数变换转换
为加性嚓阳。资换后可针对惊地对各分量 网像边 tr 击牒，就舍弃串串商占优势的分量。 MNF 型是古典的特征值幽钱如图 4 … 4 … 10
l∞
4.4.2.2 5
10
"
15 披段
阔 4 …4 … 1
特征命离
在 MNF 变换后的特低域中不问披段
15
具有不间物理与数学章义。比如变换后的
MNF 变靠祀的特征帧附绒
第 l 波段表示蜿物的亮度信息，第 7 波段 或第 8 波段表示地形信息。在 MNF 变换
巾，通过信号与喋南分离，使信息更加集中于有限的特征集中，岛仇鹦微弱信息则在去噪转化中 被增强。同时在 MNF 转摸过银巾，使光目曾将在E 向量撬汇靡，增强分提俄息。 则4
4 2 是一些矿物光谐淄过 MNF 变换前后的幽线lfiJ闺阁，从有阁町且偷血均螺阳分
别有序地集中在一些乎可限的波段内。 i醒过啻弃噪商彼段成其f血处理，相应地降低成消除噪声 的影响。问时信息也比原始数据堕且应仕。 矿物识别
4.4.2.3
矿物识别主要喜选用光谱栩如l枝测庶的方法。基于戴个谱形特征的相似性概亭的大小，能 有效地般免网岩石矿物光谱漂移成光谱变界而逃成的直在个光谱特征的不匹配，并能辈革骨利用 弱的先憎{青岛。
基于整个光谱形特悦的\lljjJJJj法主擦有光谐角技术、光谱匹配滤波、光幽拟含5寄钱形分解 等。利用大气校jJ'后的重重量光僧数据哥，闯选择性地利用上述矿物识别投y拉开展端元矿物的识
别。光谱角方法叮直接选择端5ë矿物进行m;自己，最终生成立值幽像，简单晶衍，在阀值合理问
0'
而岭苟
~
I~~
, ,
• 06 卡卢气候瓮锄，'
b
A 。
石 蚓 倔温
A 爆 埠
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A 川 俨
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0.5
川
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J
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击。 4打
队
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队
"，'"黄怖'民佩
气卜，
岱
0 .2
1,0
U 被擒 /μm
固 4 …4 …2
132
""
b
,
2.0
2
3
矿物汗，谱 MNF 璧缺前脑特征比彼
5 搬段
6
4
成悻克懵遥感措矿姑息挺月沃尔也应用
靠的前提下能够获取较雨的识别精度。
在成像光懂装号矿地质低息识别均提取 Ji/.击中，光谐角校中是
种较烨的方法之…(王 j庄、
削， 1993 ，立'J ，^，虫， 1999) 。光谐角识别Jf法是在出光 i曾组成的$继光谱欠盘空间，利用一 A 个岩 矿失去疆的角度测度的数(的华解错矿盎智先僧端元矢篮(， )与凶像像元光谱负量(仆的相似性 测膛，即·
自 11
主王一一 , 11 膨川， 11
(4-4-7)
这里， 11 哗 11 j的光借向盘的憾。主整带端7乙光谱可束自实验室、野外测量成已知樊别的图像 像元光谐。 θ 介于 0 到悦 2 ，其值 1/IJ 小，二者相似It盘寓，识别均提取的倍息愈王可靠。通过合 理的阀值选摔，获取矿化蚀受信息的工值凶像。
4.4.2.4
闯僚的选择与航带间信息的衔接
无论是光谱角技术还是光谱J1Ii院以及混合光谐分解，都手H'f.对非矿物俯庸，的分例，网此阔 饶的ìí\i择是一个必须丽临的直主要害问题。这平仅关京到所识别矿物的可捧度，也关j\到矿物分
布范网大小的界)Ë，问时由于最分航带摄取，不网航带问周大气校正的谈装糊噪声的影响而 使阿…地物的光谱特'1íE存在虫在异，可能使所提取的矿物夜间展布特恨在航带之间所有珍断和 …致性，增加了制网的则难。自1 此时于阙饶的逃摊，需遵循以下J.ii则:在去 f申明显假象信息、保 留可靠的矿化蚀资格，~，情况下带1f，整体的一致性以政航帘的过渡性。
4.4.2.5
技丰流程
结合成像光谱数据预处珉，根揣实际应用情况，可以总结出成像光谱遥感地质调查工作的 技术流穗，如阅 4 -4-3 所示。
4.4.3
试验区成像光谱蚀变旷物识别结果与地JJ分耕
试验阪内的变质作用主要为与构裁破碎、热被蚀费有关的动力变质作用和热液变质作用。 动力变质作用 30要伴随断搜构海形成，精构造线最带状分布，夜地貌上形成相对负均形，并使 地展强片理化甚至形成威t毒者 φ 个男 IJ脆性是劳石则形成碎校岩。这是要构造薄弱那位是主要在的赋 矿穷闷。热浪费质作用主要产生部位为断裂构置在带和陈闷亵隙，其去世模和强度取决于构造规 模和性质，蚀变作用主要形成直在铁纲云粉化、钢孟母化、商峙土化、融化、破酸盐化、虫草泥右化、
绿帘石化、仰化，同时仰自直有黄铁矿化、Jf锄矿化、孔雀石化及金矿化。这些热液蚀堂与该区的 成矿提 JÆ锵切。
4.4.3.1
矿物端元的选择
根据该院的旷产成国及其蚀变类~，在廿析不问蚀膏矿物与成矿荒草的薄础之上，结合试骏18: 岩石V物光谱特证，选择云母、高峙石、碳酸岩、绿泥百以及童隙有旷物作为识别的端元矿物。
4.4.3.2
矿物识别与分布特征
利用大气校正后的踵辈辈光锵数据，选择光谱角技*、光谱分解或光谁匹配磁波技叶生开展上 述端元的识别。从 USGS 矿物光谱库中选摔七述 5 种端光的较为标准的光借作为彝唔光谱， 逐航带开展识别提取。然路进行航带儿J町校正、懊嵌和拼楼。凶版1j盖 24 j民航带镶嵌的所识 别的 5 种蚀变矿物分布凶。
因版 1 可见，维泥石与岳母类矿物在试验18:广泛分布，为区域蚀变的产物。蛇纹石化主要
分布在绿泥石与微酸岩化以及一些岩体的边缘。碳酸盐化主要成线状沿构造带成近东西向分 133
成悻此惜j告矿识刑方法技术研究和影响罔常分树
地质梅合分析
先 U雷特征分析
她姆慷饿与国地想编码
4辱斗罗瑞元海宁，
常阅始转缺
擞据减维
矿物识别
矿街分布图
野外溢证
矿物分彻 ..甘阳
工=工之二
--, r-…
专题囱件绘成 围 4 …4 也 3
地质结合分析
蝇悻光谱矗睡地质调查技术就跑
布。高峙有部分与云母、绿混百伴生，部份地段独立成丽形分布。
4.4.3.3
重点成矿区役的选辛辛
东夭山倒、镰、金矿化与晚百货单;二二叠世岩浆侥位…;k山活动密切相关。旷化组合分为金矿成
E 身在统、制多企阁成矿革统和钢一镰硫化物成矿系统。本次试验区内旷化主要是与楼铁质制镜铁 .I!i岩有关的铜锦授染碗化物Ill!矿革统。MJlJf识别出的矿物分布分析，在矿体的边缘广泛存在绿据 有化、蛇纹E化、碳酸盐化、云云母化、高岭有化以及虫草帘石化，尤其在黄LlI、黄山东等矿体边缘存夜绿 泥石化与蛇牧1i1t!Jl舍，这些地方巴虫在发现了具有工业品攸的矿床。网此可初步将银混百化可舵 纹石化领合作为阪域内寻找类似于黄山、黄山东那铜镰硫化物珊矿厚的标志。 在对镰泥百化坷~纹石化级告模式分析的葱础之上，选择幻橄地12[作为震点院段进行详
细分析。该区分布着类似于黄山、黄山东型钢镰硫化物骂自矿床的绿泥石化与贩伎石化革目骨，具 有进一步工作的前景。 1事于此，选择该院作为本次熏点脱段进行 1'1 万比例尺的矿他蚀变鼻 常惊窟，提取。 在对区域内一些典型矿床如黄山、黄山革等进行深入地脸分析的雄础之上.还监现其普遍
存在绿帘石化以及与盘矿床有关的婚铁矿铁或黄仰铁机化等蚀变。进一步提取与矿化相关的 吉普帘石化相黄价铁饥化，盘现在虫草泥西化与蛇纹 E化组合分 Iíi较密切的区域，其绿帘石化也确 告得较好，问时还存在云母化和I商岭 E化。这些类似的矿物姐告分布区都可能成均进一步找 锅的工作靴12[(朗版 2 和朋版衍。
134
4
"'悔克谱造品量矿桔息提取依施应用
缩命旦旦城地质和 1 '20 Jî化探分析可知:①该J:iê断裂构逾较发宵，每挂靠农仪见少量的脑期花
岗楼脉糊衍爽脉(附大花岗密体除外) ;咀)阙郁地区，即网大花岗岩体立|吨布在 Au~Ag 、 Cu 、 Zn 、 Sn ，Mn、ω 、 Ni 每f，非常， Au 异常缀圆形，极大值 3.0x lO…\Cu 异常紧拉%t形，极人值咽 3 x lO…飞 与操泥石今棒子音石今蛇纹百组合的矿物分布模式较一致 J昌在北部榕在 Cr ， Ni 、Co 、 Cu 冗靠窗盘 带:④íf在商 Mg 界常(且因版时 b)) ，分布生哥遥感所识别的绿泥滔分布非常吻合;③该J:iê锦仓界 常规模较大，尤其 Cr、 Ni 、巳0 元素牵告较好，具高较好的找矿前嫌。这些都较好地佐证了成像光
谱识到l矿物对找旷的指导与直接指泌的作用。
矿物识别输证
4.4.3.4
开展矿物识别辙诋方法有$种，野外实地地质调菇法(检lI:矿物识别点) ，野外光谱梭测
法;农矿接定(薄片、光片或 X …衍射、电子探针)对比法等③本吹工作磁i正来用黯外实撒地质 2
调班(检查矿物识别点)和精矿接jË分析相结合，景点对试验区两部(第 I 分区)约 1000 km 丽 积的矿物识别进行实地验证。
碗饭点的逃取充分智成了 以下原则:①尊贵诙点的精股和 fftJl:应能够校制牧民城内的地躁、 楷体粉性及构最主变化，③必须对所帘的做'11'类型和啤暨矿物的栩浏古攒就何验证;③骏证点在 试磁区拖罔内啤可能分布均匀，@相问踩挡不闷蚀变以及不问踩密的相问蚀变均自一针对性地 检查。图版 S 是第 1 分 E在野外验证点分带阁。
野外验证的检查点(红色〉都发现有百饰，云峰化分郁擅自司很广。主婆由是由验证区内大 闹非{出腾的花岗岩发生销主主常化蚀变 ífö 产生. (样品经镜 F 鉴íÈ;!肖远母含量 30% - 350岛，由 斜任副交代) ，以且一些火山脆地应(凝1Ii.岩、安山岩、凝1Ii. ß置砂省等)和闪*辑、辉辈革岩体E肖远
母化产生，镜下鉴定结果火山每当地段绢给母含量很盖章商约3甘 85% -90% ，问时伴生绿泥石化， 盯能与区域内不问热被作F有条件有关。因 5 -4-5 南部出露的大量型半月状的花岗岩体基本未 发生蚀变，
高峙石化在随 5-4-5 区内也很有限.零星分布在阁幅北部。部分岳母矿物集中的地区，
发现有商崎土化伴生，它是由伏宿舍量较高的花岗岩(如自岗岩)和闪*岩蚀变产生。野外发 现高峙土化表面有花岗岩或闪*岩洪积碎砾物攒盖，分布信息较弱。 嫌搅在矿物在验证Il检查点(绿色相黄色)广泛分析.在院内中部形成 i丘京商展布的强分 布f3:，在此山辅相沉积岩地展及解古董岩体曹滴发生强度本阔的原城做热液蚀班，岩百中角闪 百、辉 15 等暗 ß矿物茄被燥混石峪镣帘有所交代饿变。大部分底地段为绿现有化和绿市石化协
变同时存在。由于二者棍告光谱.:;r;昂Il分.填阴结果绿源石伴生绿帘有矿物，]l绿泥石分布施 网较绿帘有广泛 ο
府外验i正在明方解有得到了很精确的识别和填绘.1;解石化为民内陆南北两条京西向断 裂分布的灰岩楷(惋下接jJ[为:'È察自 1f解有组成的钙极辛苦) ，北部的一品灰黯带股市藏图很 大，治断幸遇贯穿整个骏阪眩，商部的蓝辑带分啪于该区阴部，/截然贸度鞠榄罔相 M较小。
4.5 4.5.1
小结 绩论
本章以新疆革荒山土1!ì!东三岔口地区为试验区，和rJffl T 澳大利亚 HyVista 公词研制的
128 波段尚光谱分辨率的 HyMap 成像光谱仪开麟航空成像光谱遥感矿物信息提欲与识别工
135
成悻光谱1吉矿识刑方法拉本研克和理声响凶章分析 程化试验。通过该项工作的开展取得了下列成略与认识 t
(1)成像光谱应朋技*以其商光谱将4正直接识别如优势。为了自己合成像光谱数据处理分 勒糊地质 mz 1'ß解详. JfJIH 试验区上的典型越性与矿床(矿化点)矿石、矿化蚀变墙壁于掉实测 光谐以及实验室样品光谱测试分析。通过分析测拭换取试验区岩旷商光谱分辨率的光谱特性
数据，从光借特征角度上却o!束了试验区上的岩矿地质体认识:岩石的光谱将征在空问的艇布、 在波长上分布，岩右矿化蚀变空间腿布，卫在同矿床(点)上岩矿光憎特性的蒜异悦和相似性，以 及光谱特性与矿化蚀变的相关性，为开展成像光谱岩矿识别与填图草草基础。
(2 )在试骏区岩矿光谱特liE分析的蕃础上，通过对 HyM叩成悻光谱数据的稿射纠正、辐射 标定、光谐重建( 6，模型与成像光谱中*汽波段数据最相结合)、蚀变矿物光谱信息识别、提取与 矿物制图工作，取得了试验阪 24 航带的精矿光谱反射事数据.填绘了试验区 3180 klll t 1 币仅刷
比例尺的 5 种矿物(撮泥石、云母英、碳酸输、商岭布和蛇载有)的分布网和 1'1仪则比例尺(丽 积约 300 km')7 种矿物的分布朗 G 这些幸信息为开展该区岩矿ìJ<别更深层次的定最化研究(如 何r物丰度制朋糊岩石矿物成分分析等)以及试脸区草草感的矿严评价分析，提供了有用的岩矿 地质体地谱恼息。
(3 )通过本次工作，初步形成了成像光锵激感岩旷识别与制图的技*流戳，选为今后开脱 机载成像光蔚技术地质制图提供了工作方法，网时也更加深刻地认识到在推进成像:l'tl曾技* 严业化进极中数据处理 1ft! 的适用、可靠性是十分重要的，明确了成像光惜地Øl!蓝附中的共键 技术之"是如何有敏、快醒地进行指矿光谱重建。 (的?干脆航空成像光谐地质调l!t耳仪将为族区成矿潜力的抓人评价分析提供矿化蚀变异
常倍息，而且也为今后开艘航空、航夭成像光谱数据的广泛应用做好技术准备。
4. S. 2 存在E的问题与建议 由于成像光谱踵感岩矿信息l't诸多凶章的影响，的此，本次工作我数捕获取、数据处期分 析与矿化蚀变矿物信息提取分析中还存在下列问草草
(1 )工作毯数据技战时只有 IMU 数据，元。GPS 若分数据，因航带放民，几何纠iE后航带 镶嵌时地物影像仍然铺位严重量。建议在建立成像光谱航续激感主举行系统时必须配有蒙分 DG附数据。
(2 )开展成悻光谱识别椅矿地质体的本质是利用绕过光满意E最后的特征光谱曲线施行与 你瞧谐l1!i配。网此，光谱重建技 *J量关辙。丰 IX光谱重建采用大气传输棋珊 6 ，均成像光谱的 大气又k汽吸收波段数据栩缩食的方法。从技术脑网的产业化束椅，是一种较合瑜的方法，既能
保证一定的光耀盘磁精度，又能节省地面网步观测的人力、物力。但是对传感器的波段设置
(问οnm 、 1140 nm) 以及技术指际有较荫的要凉。阙此，建议今后开展光语重建滔I!l化古泌的 对比分析研究。
(3) 开展单晶航带的蚀'l!:!j'伪识别与提取时，阀值的合理逃择一定盛兼顾栩邻航带接边 部位担圣战栩问档矿俗息和整体分市效应，沓则将在航带去之间的矿物分布呈断裂现犁，分布不是 连续渐变削是突变。这在今后开草草此方能圆的工作时值得作进叫步的分析研究。
136
5
JIl.悔血蜡矿物但却l 的~响罔常分树
5 成像光谱旷物识别的影响剧索分析 ~I 官
5. 1
在第二章中，已经系统地时论了主要内外因章对精旷反射光谱特征的~响。 f且成像光锵
探测的f宵且是传感榕在纳堆波段上对精矿反射辐射能量经过大气传输后的响应，它平仪与岩 矿反射悴性 (ρ) 有关，还与大气特性和传感桦的性能有关，包括大气传输 ('1'A) j 仪榕的放段拖 罔 (λ) 飞波段响应踊敛 (S( λ) )、光谱分辩事、空间分瓣率 (IFOV ，即地面像 JG尺寸)租借噪比
(SNl\)。在第四章新疆京荒山试验 IK HyM叩航空成像光谱数据的具体处现过程中和矿物填
倒示范以及其他地区的戚朋试验中，已深刻体会划，大气传输状况且大气校正的好坏，传感糟 的被长陈阀、光谱分辨率、空间分辨率、情噪比等阙章都在不同程度上影响成像光谱数据对矿
物的接别能力和识别可靠性。研究和分析各种因素对成像光谱矿物识别的曾在响方式和程度， 对成悻光谱技本成用的业务化运行和工牵挂化运行具有戴要意义。倪到l 目前为止，周内外都很 少高人对此作过专门的研究。
本节试网通过理论分析，实际诚碗和数据模拟等方法分析研究大气效应，观测方向(丽 5
1 -1)，传感器资蒜、光懒分辨事、空间分辨事和俯噪比帮闲章对成像光谱矿物识别和填阁的 罪响，井作出实际的评价。
传感哥哥
!大气
大气
回糠
朋5
5.2
-1
1
太阳光惜，因柑持酬的相对几何位置头Z翩翩
大气效应分析
众所周知，尚光谱分辨率的成像光谱遥感地质是从远距离的商空(机载)成滋逃距离(数
百公盟)的些问(且辈辈)利用传感辑探测陆地地我岩矿等地质体的微观光谱特在E偏患。-方
137
成悻克精j告矿讯如l 才法技术研克和部响因最分析
丽，商光谱分辨惑的精矿光i替特征腐于做观剿{吉思，;再…万面.在渥!酷的过极中，人射光均地程
密矿之间(称芷1 大气下行传输.简称下行)以及地农瑞矿坐在传感器之间(称均大气上行传楠，简 称I: fr) 部榕在警火气分子、坐换剿粒对人射光能古董糊地农皆矿地质体反射剿射的能量的传 输也辛辛散射吸收制反射作用 .IÅ 而使得成像光锵传感辙探测到j地削翁矿的光i普特性叠加了大
气敏1蓝而{青岛发生了变异。本节将分析大气对这种遥感倍思的影响，尤其绝大气在不间商!f E呈上对能量的转输。
5.2.1
大气成分与结构
5, 2, L 1
大气成命
大气阁中的主要成分是氮气.约占 78% .氧气约占 21% .窥气约占 1% ，二氧化碳(巳0，)约 占 0， 03% ，都分布在 20 km 商度以下.这些赞成分在串串 Jj 肉都处不变的。大气中还有问变成 分，3':疑是奥轼 (0， )租4<盖在气( H， O) 。臭氧一般在 20ω30 km 的业气中才有。由于奥筑:lt靠背
排线(放长小于 0， 36μm) 的吸收能力很强，因此，人射阳光中能够到达地球表隘的紫丹线是极 少盘的。 H ， O 主要位于当 km 以下，超过 12 km 就不存在，它能强烈地吸收中热红外光谱，受 涮胶、地王理和气候茹件的影响很大。
大气内除了上述气体分子成分之外，还有许事悬浮在大气中的做粒，如液态、图在4<(票、 德、雨、云、曹雪和在晶)和尘埃，工业污染物，如 CO ，l I， 5 、 50，等。这且徽章立比气体分子太阳熏， 而且在大气中的含量也是变化的，然中以半役。 1ω20 jJ.rn 微粮最为藏薯。因为这幌微杭悬
浮在大气中，并旬以液体的外层，所以常常称它们为气挥手胶。大气中的气榕胶容易形成箱(徽 粮半役小于 0， 5 阳n) 苏、云(徽章t半役大于 l 阳)等天气现串"
5, 2, L 2
太气分感
大气是包幽整个地球的气状介膛，地球网隘的大气阎拌觉确定的界限四般取大气层的厚
度(高度)为 !C削 km 。由于大气的密度从地球最囱向上遂渐减少，1E. 4û km 高度时，大气质量 已占艘个大气腔的 99守 9% ，到达 80 km 时，大气已经相当稀薄，所以也可以把大气的厚度取为
80 km" 根搪大气中气体分子成分夜不间商殷上的蛮化将其分为边界E 层二(仰 0 句 2 km) 1山2 km) 、平流层 (υ12 -8 剧 :0 km 叫)和电离层 (8 朋 0 句斗l 阔o km 川) ,
( 1)边界层:在 2 km 的边界层中，大气中成分最复杂茹变，有许多悬浮在大气中的微校， 如液态、网;!;水(费、1慧、雨、云、需和水晶) ，似埃相工业污染物(如 co 、 H， 5 ， 50，)等;大气中的 气榜胶容易形成iI(撤杭半 u小于 0， 5μ，m) ，挥、主运(横较半极大于 1μm) 等不稳寇的天气现 撮，阴此该层4<汽食费$.程最~盖在大，能见庶章盖章是:该愿巾大气气体分于俞量约占 1毒品燎的
22% ;在1事""内从地丽向顶部根度最递减的，约锦公里下降 6 '1: , (2 )对流底:布 2 御 12 km 对流层中.攘的大气分子成分含量约占其总盘 52% ;Ì'午多悬浮 在大气中的做位尘埃手u工业招染物，如 ι0 、 H， 5、 SO，串串已经较少，因而能见度较好，但是在1毒 气和气溶胶仍有存在:该隧气体密Iì!:太，对流运动强烈，天气过程也壁诙隘的对流运泊的影响;
往该应内从底部向 rm宫和温度是递减的，约每公里下降 6吃。 (3) 平流应在 12 而 80 km 的5jL施自主中，气体分子吉篮约占总盘的 25%; 大气密度相对对 流应减少，气体分子数量很少，各种悬浮颗粒、气溶胶基牢平存在 d在路榄度变化与对流后虽不
间，又可分为主启 z 问植面应(1 2 -25 km ，翻度下降茧 -55 '1:).暧层 [25 -55 km ，1lâ1t反削遂渐
138
5
成体克畸矿物识别的部响因素分析
刘亵 100'(; .温度上升晶的于1望中 (25 向 30 仰 80 km ，温度下降3':
km) :fftE 0;
Æ罢，吸收紫外钱能景的缘攸]糊玲熔 (5多
70'(;) 0
(4) 咆离Il!在 80 -10曲 km 气体密1î!:lI!少，因;业阳剿射 llñ 使假稀佛大气也离;监 80
-90
km 处，谧 III 遂渐下降，变化烧成 3 't: /km ，鳞低 'aJ 低到 ω95 吃，附脑的太阳辐射的强电离作用，
Ilü\Ill卫附商Ill ílü 增加，在 5∞ km 处上升重 230吧，在 1∞o km 处可达到 6 盼 -800吧。通常遥 感卫星处在电商赂的约 800 km 的商度。
因 5-2-1R盖示了大气分子成分肯锺随高度腥的增加阳递减。通过各种曲线拟告，指数 的拟告曲线的提相关系数最高为 R' 三 0.897 。而在分层的指数拟告中，拟合曲线的量相关系 数最高可达 R' =0.9%(0-1 劣 km) 0 说明了大气肯盘在量最直商度上最指数递减的趋势。
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商E民 Ikm 因 5
5.2.2
-2-1
'"
大气成分隔离1.1'费化翩辑
大气的散射、吸收
大气分子如最浮懒粮(气榕胶)在下行和 k行的能量最传输中，都要产生对能贵的散肘、吸 收相反射作用。
5.2.2.1
大气的吸收作用
大气中的气体分子时太阳辐射和地物的反射能量都有选择性的吸收作用 Q 如图 3 - 3 - 1 的黑网格部分，大气吸收以卦子吸收为主 ω 现将大气中的主要成分对人射太阳光谱，或地物反 射光谱能量的吸收作用阐述如下:
(1 )水蒸气(吨。)从各种吸收谱钱可以看刷，在大气中*蒸气的吸收作用最强(阁 5 -2 2) 0 吸收谐带主事肇中在近红外和领披童工外部分，如 0.70-0.94μm 之间有 4 个吸收畴 。 70 -0. 74 川 '1町的弱吸收带 .0.76 -0. 82μm 间的强吸收带 .0 制唰 0.89μm 和 0.90ω0.94 阴间的弱吸收带两 0.94 -2.50 阳之间有 5 个很强的吸收谱带 0.94 -0.98 川、1.册"
1. 20 川、1. 28- 1. 46 阳、1. 80- 1. 98 阳。在燕气在边界层中啻篮最多其次是对流层。从 网 5...2...3 的费他曲线可见*藻气的古撒在战捍隧中随商庶的增刷快速递减，在对流段中变 化相对较领慢，在大于5k峭的尚且壁，含量很少且变化极小。
(2) …氧化辙( CO,)
口创吸收谐楷出现在世红剑，和您被红外范陶上(因 5 叩 2"2 )，在
1. 30 什创阴间有一些较弱的谐带，在1. 80-2.20 阴间有很强的吸收谱带。兰氧化碳在 边界腔中含盘盘步，其次盛满1Jlîp.罢。 (3) 臭氧 (0 ，) ，它在大气隆中含量很少.主要出现在 25 -30 krn 的甲:流庭中，密度较大;
其主要吸收谱俯在 0.55 -0. 65 阳之间(因 5-2-2). 望中等吸收强度;尽管吸收不太强，但
139
成啤~蜡*矿识别方法拉卓研究和罪响因素分析
l.2 水汽 t刊，0)
10 奥氯 (0，)
0.8
法、 0.6 d仇 R恨呢恨篝
?幡明苟园
OA 0.2
0.4
6
3
0.7
12
9
。盼 \M晴树树倒明
。。
Z5
12 10
氯气(0"
、 是? 0.8
峙相 。，4
"'
0.6
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1.9
1 、1.6
0.2
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拢'笔/，m
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1.6
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2.2
2,5
波长/，m
因，
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太气中~体分子成分 H~ 0.,CO~ .， 01 、 0，、 CO、 NO，相 CH. 的吸收光晴将怔曲线 (&.C剑。锄.
Kathlem B.
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Aleunder F. H.
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1997)
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高度 /km
圄:5 -2-3
标准大气下不问大气模式的水蒸气含量随商匪的变化趋势 (z.
Qin 组A..
Ka...ieli
IIll
d P.
Berlîn臂， 2001
)
íE因为该磁带攸于太阳韬射最强烈的稿射峰上，被吸收的能量仍然较多。
(4 )氧气 (0， )自氧气在町见光的 O. 70μm 附近有一明显增吸收谐，在近红外 0.80μm 附 近有一强附窄的吸收谱带，在她披红外1. 30μm 附近有一较峭的窄吸收带(阂 5-2-2) ，氧气
140
5
成啤也谱矿物识别的都响闺章命析
iE也界层中古最最多，其次最对流庭中.对流!翠极夕。 (5)CH. 、 NO，和 CO ，甲烧 αL 在1. 70 川有…个1m 剿的谱带，在 2 ， 20-2， 45μJll出现较 强吸收函带 ;NO，在 2.
10 ~n 和 2， 25μm 附近有很弱的吸收带凶。只有在 2 ， 35μm 附近有
个极弱的 i曾带 ω
(6 )韭挟Iil*稿:尘埃对能量的吸收作 ffl 较润，但平经选择性吸收，附是对各种光谱段均
有少量吸收 o *ì商浏太阳辐射、挫矿反射能量的吸收主婆在 0， 59 "'"附近。 应 0， 40 -2, 50μm 上大气成分的吸收主要发生在近虹排和短披红外眩，各种成分共附股 收作用造成太阳光谱和地物反射能量的损失，并使太阳剿射能最蜡僚彼*'发生丁 110 nm 的漂 移，由原靠的 0， 48 川向长被 0 ， 59 阳移动。
大气的散射作用
5, 2, 2, 2
太阳辐射、刷刷反射能.穿过A气时，将5走到大气中气体分子和做粒的散射。做射一J; 削 产生7Z3:>光，形成空中毅露:亮度 s 另…J;'ß野，散射光将均匀地向四周照射，增加了地图照度，战 胜人传感榻的根辅射亮度。按照质点大小，做射分为蹦利( Rayleigh) 散射和来氏 (Mie) 散射。 瑞利散射仪时大气中那些直径遥远小于辐射能量彼位(小于四分之一波长)的!li点起作 用。做射的能力Éj波栓的四次方成反比，它是→种选择性的散射。该散射现象仅发生在蓝光 波段和红光波段。
米氏散射Éj瑞利散射卫在间，它对大气中那些真径大于或等于幅射能量波长(尘埃、在滴、 云、雾和烟草等)的质点起作用。散射能能力与波t主无关，是一种非选桦快散射。
大气散射是
个十分复杂的过程。有时以瑞利散射为主，有时则以来民散射为主。散射
的稳废除了与大气条件有关外，还与太阳高度角，或观测角有关，而太阳高度角只是她现侬罩、 季节和时间的函数。
由于大气中分子、尘埃和气商胶对太阳光谱，或是对精矿反射光谐的吸收和散射，也将减 少涌现大气的辅射能。其减少的穰度可以通过大气的透战事(下行时 T， 忡，川，上行时: T. 忡，
A ) )表示，则根据朗伯布楠透射Æ'*靠(汤Æ'元等课， 1979; Vem:tote , E. et al. , 1996;
K, Staenz.2002) 公式为:
已忡， A)
=
exp[ 川训d， J
(52-1 )
'T :;: A 叫'B
:
5.2, 3
大气转输的理论模搜
上述巳分析过，光谱辐射通过大气时，大气中的气体分 T 、气榕胶徽植于都要与日们发生
相互作用，使能量发生散射、吸收和反射，作用后的结巢是使能量衰减，或者增加大气路径的稳 稻射。这盟分析大气的散射、吸收和反射是如啊影响下行传输和上行传输能量的 (Ve汀mote ， E
et al. .1996; 1. V. Mi :'ò hin and V. N. 0附chkin. 2003) 。
5, 2, 3, 1
大气的下行传输
假设太阳光在E外E骂人射的光谱辐照胶为风，天顶角为矶 ，}j 位角为~"大气下行的渡过感 为几忡 .A) ，根据昌大气对 F 行能量的散射、反射与吸收特性，则在某一商lî! h )j器时，太阳光谐
141
成悻克睛蛊矿识别方法技水研克加影响网章分析
精照皮卸下列三部分之和
(1)太阳光穿过大气直射的能量. '~且为
E, (h ,
.\)监 E'，
x exp(ψ 于/ι)
(5 2 2)
式中，μ" =co叫 9，) , T 为光学原度。 (2) 太阳光穿过大气…缀散射的到达大气目标降，能堕记为 :Ez 仙，川，这时的大气做射 与地阀岩旷日你的反射特性:J[;关，设散射传输凶手为 1 ， (8，)
则 1，(民) = E~~(8，)1 (1', xE,) E， (h ， λ )
(5-2-))
=E, xt J (9.)
(3 )太阳光穿过大气二级散射后到达大气目标层，能量记为风忡， λ) 。此时的大气散射 与地说岩矿目标的反射特性相关，设带矿反射率为儿，大气的反照率为 S ， 则此时的传输能量
为.
E , (h ,.\) "E , X [exp( 田 rl.μ ， )+1，(民)] x [ρ， S +pjSl +PISJ + ..,] (5-2-4)
朗数学上的地穷级数知， 11(1 -ρ1 5 ) 将 ρ， S +ρef+ρ，扩+ 由此 424 可改写为. E，， (h ， λ) 篇 E， 又 [exp(
rll',) +I, (O, )J xll (l -p ,S)
(5 明 2 他 5)
由此可知，在地丽上下行透过，*"， 几 (0 ，.\)皿 [exp( - 71队) +1, (8,)] X lI (l -p ,S)
5, 2, 3, 2
(5-2-6)
大气的上行传输
地副反射的能量在禁E军方向穿过大气到达传感器人瞧址的过程中同样受到大气对其的散 射、吸收与反射作用，下面所带虑的岩矿目标假设具有均匀的朗伯特傲。 (1 )地在首反射的能最直接到达某一高度的传感器，这时的大气传输透过$为: TVl
( -γ/μJ 仇:::
CQS
:::::
f;l
Xp
(8.).ψ 为传感器的观测角，方惊角为帆。
(2) 大气内部的反射辅射到达传感器，设大气的反射率为 :ρ. ， muρ. 表示为 ρ。 (O，， 8.. fP. 帆)。
(3 )背景地物反射的辐射能最级大气散射厉到达传感器，注意这时出现新的大气散射传 输网于1'，忡，)。 收i且种情况下，传感器探测到地阔地物的视反射事 ρ· 可表示 3句: ρ ， (吭 ， 9. ，
+ T, (h , A)/( 1 -p ,S) x
[ρ ， exp( … r/，μ， 1 +ρ ， 1' ， (0，)]
(5
空… 7)
事实上，根搪问逆原理，函数 1， (0，) 和几忡'.l时等问的，因此，扩改写为 ρ. 忡" , 8, .帖- '1'，)巳 A 忡"矶，机
ψ，) +ρ，[ T， (h ， λ ) T， (h ， λ)]/ [( 1ρ ， S)
1
(5 -2 -8) 这里 ， T.(h ， λ) "皿p( … T/p，~)
5 , 2, 3 , 3
+t'4(8, )Q
(5 -2 …9)
非朗伯特l忱的地耐地物ffi..射岛传输
前副带理事了具有朗的特性均匀地物，这盟分析非朗伯阔地物的反射与大气传输特性。酋
先假设一小块地物 M ， 反射率为 ρJM) ， 并且它周围的背景为均匀地物，反射事先 ρ， (M) 。这 样 (5 -2 -7) 式变为
ρ ， (吭，(). ， ψa 一帆)江 ρ o(9，， 8. ， ip， …
142
x (5 亿也 10)
成悻;1:，畸矿物识别的~响闺章分析
5
假设新的背景反射都为〈 ρ (M)> ，1?;:农永整个背景的平均反射幕。于峰上式E量均为 1 ρ. (矶 ， 0. ， ψ，伺机)
= P.( 矶，吭， ψa
帖)
x [p , (M) , exp( 叫 T恤.)
+ T , (h , A)/( 1ω 〈 ρ + <ρ (M) > t，( 民) ]
(M)
> 5) (5 … 2 叫 11)
这里〈 ρ (M!> 尘 J~J ;ρ' 仆， ψ ) "'p(') 'd，'峙，( r. ψ)j句诗盘上另一点 M' 的极坐怖。 r'p(r) ::: f.e(r ， ψ ， 0)/1， (0) 反照事 5= l3T-4E， (T) +6E, (r) ] x1/(4+3 ，)，民 (T) 为 T 的指数积分值。
5, 2, 4
大气效肢的光谐模拟
上节从理论上详细分析了大气成分、大气尘埃、气榕胶的光学特性，大气分于与尘该的对
太阳光谱、地丽反射辅导I能量的散射与吸收恃性。本节将根据这蟆特恢并股岩矿在可且光、近 红丹、烧榄红外上和不闹大气高度 t 的光谱特性模拟什析。
5, 2.4, 1 模拟方法 5, 2, 4, L1
模拟的假设提件
大气嗷应对街矿光谱特性的影响因章3::要烽火气中主姿分子成分(如 lH 2 0 、巳0，等)均气 溶跤类型和大气光学蹲监等。根据机载成像光谱 HyMmp 数据获取时试验阪新辙东天山土
E草草三岔口地区地理与气候草草犁，假设的模拟大气条件如下(尹宏， 1993; Vennote 缸， T.棚ren
D. ,
Deu时 1
L
~
al.
.1996; 且 QIN ，
A, Ka mieli and P.
8erlin町，
2(0 1) :
日期 9 月 28 日，
太阳高度角 :40" ，方位角 :1∞。:
气候模式中缔庶的秋季， 气榕胶模糊大陆; 水平可见庶 :23 km ，夜 550 nm 处的光学原庶 0 ， 43;
臭氧品景 :0， 319
模拟大气高度为机下点的愚直两度， 波段稽网 :0， ~阳 -2， 50μm ，光惜分辨单:句 HYM 叩的栩问。
5, 2, 4,1. 2
模拟的过军费
罪?旷趾懒模拟i韭极分别搬照太阳克谐幅照皮(下fT)，将矿反射销射资~(上行)和光谱反 射灌进行。下 H到楚楚才…个波段进衍模拟的过程，也}将商光锵分辨率粉矿反射光谱曲线按照
HyMIlP 的彼段泡阁、波段的带宽 (FMHW) 进行光谐重罪样成 128 个波段 5 ②本次模拟使用的 惋型为大气转输的理论模型时(Second Sìmulation of the Sa tellite Si酬 al in thc Solar Spectrum. Vermo怡，且， Tam棚，且， Dl':llzé ，J.
L et al.
， 1996) 模型。 6S 模型有两种运行方式，一种常这个
输入垂数，一种是将输入参数放到一个文本文件，这里果用第二种方式，以便进行批处甥.减少
了工作睛，事先将整理好待输入事敬编辑成立本文件，如第一波段的输入文件名 mpu刷1 ，具 体内容见表 5 -2 -1: ③计算每
个波段的下行的光谱输照皮、上行岩矿反射稿亮度和光谱反
射率，在模拟太阳光谱辗照度(下行)计算中.分别计算出太阳赢射到某一商皮底能髓，大气反
射、散射的能量和周阔的大气环境散射的能量，这三者之和为该商~朦的光谱稿照庶(矶
山) ) ，告矿反射辅射的上行辅射亮度 (L. (λ) )模拟，仍然是刷二三部分构成，即满矿反射煎接到 达转感器的能最 (T"荡创Direel Radiance) 、大气对精矿反射能量散财厉坡人传感糟的能量( Atmos肘leric Intrillsìc Ra.di阳 ce) 和翁矿撒物周网的反射能撤( background radian时;④传感器在不
143
成悻克懵蛊矿识 ~I 方法执术研究和带响因素分析 褒 '-2 什
6S 锁姐先惕'鹏唰输入的.徽(Jt件41;，匍阴酬川
输入多数
说明
0
(USER'S CONDmONS)
0
4(1,
(SOLAR ELEYATl ON ANGLE , AZIMm飞。A咀)
1恤翩翩
(盯脚、 Mudd)
2
(AEROSOlS MODEL) (Vi !Ù blity )
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-1 -1.165
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O.20304Z96 ， O ，。
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, Rødi lll( km} )
C刀'RRE 口lON)
ATMOSPHERIC
同南庶的视反射事模拟模烈.假设目标在 h 商皮底|邸，模拟的目标视反射丑事 ρ. 为 (5 币 2
8) 式
改写: P\ 吭，坑，帆 m 机)
= Ip, (h)
.s
+ ρ. +ρ ，[ T， (h. λ )T.(h.A)]/[( 1-p (h))] T，( 矶，吭 .h ， A)
5.2.4.2
I x
(5 他 2
12)
模拟结果
太阳光从大气外后 100 km 的高度穿过大气到达平同商JlI:层(州的光谱辙照度 (E. (，\)) 变化曲线如朗 5 -2 -4(.) 所示 φ 从自目 5 白 2 -4(.) 中可以看出，太阳光从外层刻地丽，大气对
能量进行程减，在可见光衰喊最快，其次是在近在I外，在短波在I 外上衰减较弱，在近在工外的 0.9咽阳 .0.113 阳.1. 40 阳和1.四川附近阁大气的准汽的吸收，从外底到地丽对太阳光
的吸收最多，衰减也最强烈{朗 5-2-5('))0 以 0.94 阳处的光谱辍照庶褒减为例。夜大气 外层 1000 km 处太阳光谱辅照皮值 588( mW/cm .问).税 10 km 高度愿能量衰减为 551 ，蜜 2
减率约为1. 02% ，可是j1IJ离地丽5km 处，能撞变为 496 ，衰减事达到 15.6% .在离地附3km 处 能量减到 394 ，在减郁达 32% ，到 1 km 处程减事快壤降为 57.6% ，到地削已蜜减丁 69.7% (且 表 5-2-2) 。 '隆 5-2 响 2 高度随Ik刷
l创~
号~(比例，刷附近大气对余阳光'怪晴囊'最
30
光姐11归.=) 稿照 tr值
(mWI旷‘阳)
5ω
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10
7
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5
4
3
2
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23.1
32.9
1
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69. •
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144
0.17
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1. 02
6.3
45. ,
5
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在可且光 、 近缸外和匾瞌缸外上幌掘黄色土绩自饭抱在不同大气商匮上的槐且射先调自
( . )文阳光..M\皮 ("1'行 )ι ( b ) 自锺地的反J!锢'吃完度{上行 h(c) 槐先词'反J!剧院的'自拟 阁中曲线在。"四处自上而下的排列顺扣~
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模拟黄色土壤白板地在不阿大气商皮上的血射光谐特性
(.1 太阳光滑稿照照(下行) ;(b) 白极地的反射辅射亮舵 Ct行) 1(c) 视光确反射郁的镜拟
大气对黄色土壤自板地(地表)反射稿射光谱亮度{蓝的影响见阁，… 2 -5(b) 。由于大气
散射 φ 在可见光的蓝、绿波段( <566 nm) 榄围内，随着大气高 N增加光懵辐否适度值也由自营增 加，夜 566 阳 726 nm 之间光谱辐缆胶值随太气高度增加削嫂幢上升;l丘红外波段上辐亮度值随
着大气高度的增加盟缀懊递减，狡小于4 阳的商 E壁上递减的速隧栩划要快叫些，在此简 1t之 扇 i蕴藏幅 1t 极缀;在短披主[抖揽段上翻亮 1t值随替大气高度的增加盖极缓慢递减，在小于
4 km的高度上递减的迎度相对要快一些，在此商应在后递减幅度极缀，草本 t 先变化。似 f是 在近红外一组披红外 t 的。问。酬， 0ω113 阻，1. 40 川和1. 90 川附近阁大气的水汽的吸 收，倒亮腔值由自商度增加而呈递峭的速度较明显(因 5 ~2 寸 (b)) 。 从图 5
-2 -4(0) 、图
5-2-5(0) 分析白极地光谱视反射率的模拟变化情况来看.仍然是
在E可见光的蓝、虫草波段( <566 nm) 范院内，随着大气高度增加光谱反射来债也随着增加.在 3曲
726 mn 之间光谱反射率值随大气高度增加缭慢上升，近红抖披段上反射昌在惊随着大气
高度的增加最缓慢递减，在小子 4 km 的高度上璇喊的II度相对票快一蝶，在此高度之用递减 幅度缓慢 z 在短波在E外放段上辐亮度僚随着大气高度的增加最缓慢满喊，在小于 4 km 的两度
上递减的选1t相对哥哥快一些是，在此高度之后满减帽庶较缀。但晨在 i庄重I外肌烦披红外上的 。归。 μm 瓜 113μm ， J 耐阳 n 和 l 回I'm 附近阔大气的水汽的吸收，反射事侦随商度增加 I田
景边喊的速庶十分明照。 从以上分析可见，由于大气浓持做徽射和吸收，尤其占挂在可阻光施网相近红外…炮搅在工外 上大气散射和水汽的吸收以及 Z ∞ μm 施放之后的 CO z 的吸收，使榕在 0.40 -0. 556 阳之
间光反射事随商度增加而增加，而在 0.556 -2. 50 阳之间光谐反射事都一致性减少，造成地 雨地物的反射光谐与空中接受到的反射光潜之间有很明显的整异;还可拉盒到在短波红外上 如
2. 16 川、 2_20 阳的 Al … 0日 o目 5-2-4(0) 、陶 5-2-6(.)) 和 2.30 !，m 处 Mg-OH 、
146
，且啤克畸矿物识别的审响固常分析
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在可且光、近缸外、垣披虹外上幢捆的指矿地团体在不同大气商匮上的E 射光懵幽 线 ( .)盐 01化土.，(川.混石化'事民指， (吵大型绪 因巾幽线缸。" 协m 处自上而下的割'列顺F字对底'右边自上而下的民明顺序
147
成悻此储量矿识 ~'I 方法技术研克~f，j响固常分树
CO;" (阁 5 币 2 -6( 川、 (0) )的光语吸收特征尽管还能辨请将征的大概轮廓，但其JE 攒特征彝 数，如那皮、宽度相 x，t称性等殷巴发生早网程度的改变。网此，要根据光谱特征识别的地物消 除大气lIi响，恢草地阔地物光懵特征蛊…个必要的环节。 lñî且，大气校正和光谐草草草质量的好
坏将直接影响地物识别能力和识别精膛，在光滑矿物识别中，我们主要是应用光谱特征吸收谱 带的彝量和光谱整体形态，阎丽，在大气校正中，要特别注意光谐且体形串的篮盖章和光谐吸收 懵带的恢茧，阳对绝对反射强度的要求不高。
太阳光-岩矿目标传感攥几何 1:!L.I. 关系
5.3
在实验盆地丽~测岩矿光谐中，人射光岩矿光谱仪的几何位置关矗的罪响表现在告矿 方向反射特性，在 t 一章中 e 牵强阐述过。结果在明，人射光的人射角、方位角和观测角、方位角
仅自在响精矿光谐的反射亭的大小，并不影响粉矿光谱特征。在机载、原载成像光谱遥感岩矿光 谱将做中，人射加农矿地肢体成像光谐仪的几何佼'll关革对2号矿光滑特性的影响除了精矿 的方向反射特1't之外(牵小义 .19附:郭小方， 1998) ，在不同观测角上大气蹄较稳翻身才不同，使 得在不问归揄方向(观测角)上，指旷的光谱特恢发生变异。这种遥感光谱特性的变异性称为 避感的边缘辐射崎变。下简分析遥感精矿的辐射畸变影响因章。
S.3.1
冒l 黯边缘辐射瞒寰的因素分析
5, 3, 1. 1 地物非朗伯反射特性 现想的光滑表面对人射光荣镜丽反射.反射具有高度的方向性;现恕的根榄表丽对人射光 景均匀攒反射，反射辅射J驻华球两分布。然而，实际地物表丽既非究3t:光滑，亦非完iÎ!:植糙，其
反射辅射均光线的人财方向相反射方向有提.称为有向反射成肌肉反射，反射串国射特性可用双 向反射比分布扇数 (BDRF) 描述 .~ñl且如: B(9， φi
, 6, ，t.p，• λ} 军
dL，(矶，φ ， 6" ot'"A) L，( 矶， φ"λ) cosθ，dJ1，
(5
-3 • 1)
式中，分于是在(矶， φJ 方向1:波挺均 A 的人射能量在( 0.. <1>，) 方向 t 的反射分量，分母为来自
(O"OÞJ Jî 肉的人射能量， diJ，为立体微分角， λ 为波位。 假设 w 为像光 A 上人射、反射能量的微分割积 JC ，其接收到的人射能量E可以表达为 ι ， (λ ， 0，)
0 L.( λ)00，0.
(5 -3 -2)
式中，此是人射Ji 向和商棋元 d，法绒的夹角 ， L. 为此 00 时面积元 w 接收到的人射能量。 由商职元 d，反射进入观测方向的人射能最可以世达为 L./À ， 9ù .9，，) 怎知 (A)co，θ'.R(A ， S ， O..)
(5 -3 3)
式中 .0. 为反射方向句丽积7毛巾法绒的先角 ， R( λ ， 8 ， 0.，.) 晶而积元<1"在反射方向上的有向反 射事。通常丽君R元巾可以假设为朗伯丽或镜面.着巾1;朗{内阁 ， R(A ， S ， 9.) 与反.1业向无 关，只均被怯和组成面积沛的材料特性有关:辛辛 w 宽饶恼 ， R( λ ， 8 ，矶，)仅在与人射业向成镜醒自 反射关赢的万向上有恼，其他任 fóJJî 向上 R( λ ， 5 ， 6，，)的值均为哩。显然，当。矶、 9.都为牢时iIiî 税冗 d，接收并反射簸大辐射能量心 如果命的业向分布不仅在'*平方向上各向问性，附且在第直 Jî 向上的倾角分布也是均匀
的，贝由像:7i'; A 反射进入某 ~Jî向的人射能量盯表达为自
148
5
成啤克幡矿物识别的审响闺常分析
川， φ"O，， ~c.Á) = ff.L.( λ) 叫州，川) • l(i. ，)/(，.，) 由
(53-4)
式中 .I(i. ，) 、IV. ，) 分别是丽积元巾从人射方向和反射方向的可见度(究金可见取值为 1. 不 可见为 0) ，只有在人射方向相反射方向上都可见的丽积元巾才时探测梅的晌胧有所贡献。
因此，仅当人射川和反射方向一致时 • ~!(i， $)l轩，川才能取得缎大值。即当观测方向与 人射方向一致时 .L. 或 BD盯才能取得最大债，低何方向的偏移都将辱毅 L. 或 BDRF 值的碱
小。如果您立均人制 lilJ …致的反射方向为像归的主反射圳 .ff.札叶 1( ，.， ) 曲的动态 变化部圈则反映了观测表幽像元 A 的反射有向性的提著与膏。在其是常数的王理想情况下，像 元 A 的反射特恢表现为朗伯特性(者也为樱反射丽)或镜而反射(薪d.为镜丽反射丽)。 队以上讨论可以看出，她物的有向反射特性不仅取决于直在物质级分，还取决于其表阔的结 l可结构分布特征。 恩戴传感糟的观测角变化相对较小，地物有向反射特性在现得并平血智.ìlJ将地物近似看 作为攒反射体，而机载成像光满仪具较火视场角，观测角的变化泡围大，地物再向反射特性的 影响则赢得+分明显 ω 机载成像光谱仪较大的拘捕视场角，使其在获浓数据时仪樱…1比阳目标的相对儿俯关矗 随观测角的变化不断地发生变化。如图 5 叩 1 -1 所放 A 盘太阳商!t角札是人射1;位与扫捕
万位之闷的夹角 .0 是仪器观测角，β 是仪樨观测1;向与所观测目标像ji';生反射方向之间的央
角。 β 、 0 ，0， 制 φ，之间的空 (1闯关革ìlJ袋达为 2 '0同13
=co呻， éosO， sìn8 +创 n8j coe1l =AsinlJ + Bcos(l
(5 -
3
当)
当矶和 φ也是常数时，观测角 θ 随 β 角的变化而变化。网阳，沿扫描方向分布在不同撒现位置 t 的问种地物，由仪器探测到的 BDl\F 值'"帚不同，致使夜阑像上，指扫描方向不同fîLJl处同
种地物的像元具再不阀的债。 为了简化问题，假设观测表而结构不具明晶的方向愤， BDRF 果烹稍为人射方向的椭球丽
分布，则观测方向与主反射方向的典角越大，探测棉银测到的表团 BDRF 僚越小。 JE 且拘捕成 像时观测方向与'È反射方向夹角烧小时的 8 值为情打描1;向 BDRF 的"热点"任何角度的偏
移都将导敖 B J)RF 僚的减小。如果"热点"在摞测椿视场之外，则阴像虽然出沿扫描方向由低 到商的亮度惭变趋势;如果"热点"在视场之内，则图像显示出沿掬揄 j; 向亮度量从"热点"向 两边递减的赖势。
5. 3. 1. 2
大气最减和路径韬射
仪器观测角发生变化时，地附像元烹探测梅的辐射传输路钱ii;度随之发生相庶的变化，朋
像中心最小，边缘处最大。因此，大气对辙射能攒的吸收、散射及自辐射等作用的影响亦不相 闷。大气校的吸收和散射作用使辐射能贯通过大气时产!E衰减。在大气窗口中，吸收作用引 起的者喊在衰减且能景中所占比例很少，如可见光底仅约占 3%. 因而通常只带虑扇大气做射
引起的衰减。在可见光区以瑞利散射为主，夜红外波段，尤真是巾、远红外则以带民徽射如主。 假设大气，包括大气气体和悬浮徽糙，为气挥军肢主且成的事行精腿，薄鼠的光学性质只在圣垂直觉 向上变化，则根据朗伯…布将通射定律(杨 JE元等译 .1979). 仪普普接收到的地削像ji';辍舶强度 可表达为 E(Á) 路 E.(Á)e椒 ~.h) 叫
(5 -3 -6) 149
JIJ.啤;1;语岩矿识 >>'1 万法技术研克如都响因常分析
主立中 ， E( λ) 为仪器接收到的地附像元辙射强皮， Eo (λ) 为胁丽像冗的实际辐射强度 ， H 为航
商 ， K( λ);电大气注重减革敬， 9，是仪器观测角。 J月…方闹，路径大气柱的做射和自辐射能量的部分丑直接珑入了仪榕的瞬时视场.增加了 仪桦接收到的销射强度，即所谓的路径剿射。由于被t王小于 3μn 时，大气自输射可以思赂，
大气散射是路役剿射的主要因素，大气散射并非各向网牲，通常的向商量射大于后 l坷散射，因而 沿扫描线直向大气的路径辐射也是不均匀的。 以上讨论都是孤立地针对锦个凶窜单独进行的，实际上倒像的边缘梢射附变是由各种的 掌综合作用所敛。
5.3. 1. 3
晶于阁像扫描角茸化的边缘辐射畸茸的计算章法
本次研究根据大气时辐射箭号的寰喊恃蔽，蔬于周像扫描角变化引起的机载戚悔光谐倒
像边橡领射畸膏。 由于实际工作中无法确切了解地阙像先组成的物质成分和几何结构分布，从而无法有效 地描述和表达地物的有向反射特征，网此在研究中暂平考虑地物有向反射特恢对图像边缘辐
肘崎变的影响.即假设地附像冗为具搜反射特征的朗{自体。 在 (S
3 6) 式进局的大气xt辐射恪悖的衰减宜程中.大气寰械 l!<数以 A ， h) 农示通过单
位距离蹈，大气时#国射恼号的班减比例，主婴反映的盛太气校对辐射恼略的散射和吸收作闸， 其定义为
K(A , h)
dE(Al
~-旦旦旦L
(5
E( λ)dh
37)
由于机载成像光谐数据果集时一般在晴朗辑空的天气措件下边衍，要要难能且居在大于
10 km ，作业时间一般都在中午前后两小时左宿，飞行航商一般均为数公里。在此那填提件 下，问以假设大气在*甲方向上分布均匀，即在数据果集区域内可以假设大气囊减系数仪与士
气的毒I旦分布特性和波长有关，与悻元:{EB:域内所处位置?巳关。 设图像中任一像元 z 的地丽地物反射辐射强度为 E.( λUtl 绕过大气衰减后探测糕揣测 到的第 L 个像元的输射强度 E，( A) 可以表示为(郭小Jf ， 1998 ， 五润生等， 2刷1)
E，( λ) ~ E.(Ale 卢州旧时队
(5 3 8)
式中 H 为航高，。为第 A 个像刷对应的仪器观测角。由于 f盹c6，叫涂的为第 ι 个像元的 辐射传输陈役长度，定义 A.H; 为第 E 个像元与同一拘捕行机下点像元的辐射传输船役长庶藏; 以 λ) 为航商报ßlI内平均大气亵减系数(以下简称为大气藉减赢酌，则式 (S
3
8) 可以衰lJ'
为 民 (λ) =' Eo(À)e~K{ 川 (R+ Wl)
(5 …3 -9)
由于探测器接收到的级大气衰减之后的机下点像元辅射强度可以表示如·
E机 m Eo (,Ue- KWH 则探测器接收到的第 z 个国 R元的秘射强度均机下点像 1己辙射强 !l!:之间的'kl!<可以11:示如: Eι(λ) 皿 E 极扩K飞 A) A/I 令
α;(A)
::
e~K(A) IJ.H
(5 …3 10) (5-3 陪 11)
α，( A) 即为第 z 个障元相对机下点像J己的输射猫皮畸型E函蚊。 显然，对于附个:f阔的波段，处于相间位置的像元输肘强度相对机下点像光韬射强度的畸 型e l!<数之间存在如下关单·
150
5
成悻3也晤矿物识别的西班响因素分析 lnαι(λ ，)
一ι
阳风 (A ，)
K( λJ
=",
K( λ ，
)
=C(常数)
(5-3-12)
式 (5 - 3 …12 )所载达的意义是:如知道某…彼段衍蓝像冗 b 的辅射猫皮相对网叫扫描行!fLF 点像元辅射强庶的畸变革数，则可通过两个被段的*气褒减赢数之比准得另…揽段处于阙
位贵的像元辐射强度相时间一拘捕行机下点惶元辐射强且在的畸型U，数 α 选择机节点两波段硝射量度值和俯首堪饥下点的第 a 个像兀(观测角。ι) 辐射值，对 (5 -3 …
12 )作越步变换，改均为 InEm (A 飞一 lnE，( A ，) K. (Å,) …-.'…一←一一一=……一思 C( 常数) (5 3- 13) lnE m (λ ，) -l nE,( A,) - K,(Å,) 式 (5 - 3 寸 3) 表达的是一线性方程，通过阿波段各像元点计算出衰减:!\数作直线的最小 二三巢怯线性拟合 NP 问以估算出作为直线斜率的大气在销单数比。 从 E自 5-1-1 可计算出现测角为 8，的第 t 个像元与机下点的大气转输路径变化装 AH=
Hsìn (0;) Q 服然，随着观测角。古的增大，偏离机下点的第 5 个像λ的大气转输路领变化毅 AH 1
亦增加。由于 (5-3-10) 式为递减函数，因此，如媒拘捕行上地物平坝 .ll水平分布均匀，那 么，机下点的反射辆射强度最大，随着民的增加向两侧稿射嘱庶漆渐减弱。
事实上，地表不存在平坝，缩构分布均匀的地物，其反射辅射光学特性具有方向性，甚董连 串平商都存夜镜丽反射特性，因此 .(5-3-9) 时变得更为复杂
E，( λ • 0，. 叭， φφ.) 阳 Eo
(5 …3 -14)
网此，拘捕统行上的稿射强度的变化是地物的方向反射相大气徽射、吸收均其辐射的综合 放肢。这种效应常常使得成像光谱遥感粉矿特性:Jt~变异，有时出现拟描付上 a 半亮…兰卡"音， 再时机 F点中心组成峭的现盘。
般机载遥感易出现…边亮巴变暗的现盘，如幽 4 年 3-2 所
盖住，使在阿 4矗航带上，问一地物不网位置上图像亮度和光谱特征的不问.平同航带上，因惶亮 皮带税率统课堂堂。不仅滥成光恼分析和1 认识的因难，而且使不问航带上草草绘的矿物商l: 8固和等 级有较大辈辈弊。
5.3.2
引起几何睛变因素分析
成像光谱遥感器矿信息除了带旷的商光谱特征信息之外，还包括古矿的空间形态、两积和
结构等信息。本小节将开展遥感平台，尤其是机载飞行平台'ti~对岩矿空间信息的变异分析。
机载成像光谱仪具有视场角大、飞行高度低、平告姿态稳定性提及成像环境品件复杂等特 点，数据几何畸变严重。倒像与实际景物之间的几何提异很大，然地物定佼和专业制阁带来很 大的困难，难以1l:接与其他数据资料进行综音分析和利用。因此，解决机载成像光谱数据的地
期定惊 .t盖其掖广和肮用的前提。 型。做纪 60 年代以来，机载打捕仪图像几何恢复的研究-1l:为人们所关注。传统的基于
按制点的校iE方法最将阁像划分为子 l莲，来1Ili!:'项式进行空间变披.利用技制点和最小二二乘法 拟命求取事项式事数，采用直接写呈阳]接转换方法，经销值求媳校iE图像。这种 jft告稀祝贺大量
的人力和时间浓取控制点，子区划分不能过大，校正精!tll!主、窑观因嚣的限制而难于保证.1': 'È薯的是此方法仅能在一定很Jl!:上消除自目像的黯体几何畸变趋势，对于出平台姿态制运动变 化引起1的图像肖奇频几何畸宜。则觉能为力。 日1. Dcve叫出(1 990) 等人提出了机载多光谱拘捕图像儿伺畸变校正的日 elaunay 工角形 匹配1ïI.击，能较有效地消除凶像中的商频几何畸型~o 该 :!í'l!的基本踩理是:在自自像空峭的三三角 151
成悻兔懵盘矿讽刺立法提卓研究和'自响闺辈分析 形 ABC 与在校lE烹间的三二角形 A' 日'C'对脱，在三角形 ABC 中的仅一像元 X 与顶点 A 可用负 量服联且在起束，并靠边为线性组合，A.r :::::α AB+ β AC ， α 和 β 为待i'Ë ÆÎ 数，可通过解线性B 程
组得到。 α 和 β 一旦确定 ， X 在校正空间的对应点 X'满足A'X' 篇 α A'B' + β A'C' 。该方法网样 糟逃离且大量的控制点以形成角形联网。 另一樊校正直挫称非掺数校正主法(阳ndel缸， More川、o
and
Valv也在de ， 1981). 它将原始图
像和校lE凶嗨空间坐标问的辈辈弊视为一个工维随机场。其中最典缆的代表是算术平均法，它 利用
组控匍点，对每一点计算其原始空间坐标与校正空间坐标的装傻，通过加权平均来完成
几何梭庄，权阔于与里每个 GCP 的距离成比例。
假研究最薯，被公认为效果最好的方法最利用辅助事数的共线方穰法。早在 1962 年， El皿就提出了利用 &1量和方位事数对带式相机阁像进行处$(阳ndelan" <11. ， 1981) ，假由于 当时的技术条件而无法实现。随着现代惯恢导航蕉统及 ι田)Ê位技术的发展，从空中实现像 元点定&已成为可能。目前羡网、加拿大等技丰黠达周家都已根据所拥布的事数 3蓝眼手段臻
立了相应的机载拘捕仪图像几利畸变共钱方稼校正模式。我国在这…领域基本上仍处于续自 状 ~o 辅助参数的旅取手段既町以来用惯性导航革统成 GPS ，也可以采用阔步徽影时的方位 盎数进行模拟。来用基于辅助参数的J笔钱 J.r程1.1;校lE图像的几何畸变的炎键在于辅助理量数的 预处理，以确保所获费数的可 3.& 精度。
根i黯机载行式扫描成像光谱仪的成像特点，引起机载成像光谐幽像几何畸变的因素主要喜 布Î ，a;等角扫描引起1 的阻像企暨畸变，②平自姿态(俯仰、侧饿、偏流)变化引起的凶像几何峭
变，<1!:事台运动(迷陵、偏航、商皮〕变化引起的图像儿俯畸型;:，@地形起伏引起的朋像几何畸 型1' 0 根据王搁生教授。阳1)、郭小方博士·等人的研究，这四种几何畸型E 可以定最化表达如 下。
5.3.2.1
等角扫描引起的朋像企景畸吏
机载成障光踏仪扫描成像时，部测器实际上f盖在平浏阳非曲面上果集数据。[!iI此，拘捕镜 以帮角速度旋转果丰平时，随着扫描角的变化，鼠然瞬时视场角栩间，但锋个惶元对应的实际地 茵茵枫却不相网，幽机下点向拘捕线附端地跚跚似巡渐增大 o i用数据记最按匀速度进行，且附
造成 m 像边缘的压缩，削且离机下点越远，压缩越蹄害。一般称这种图像几何畸变为企最畸 型1'，亦常称为正切畸变，它是机毒草成像光谱图像不可避免的、出成像机遇混成的重要的剧有峭
置。 设正常平台姿~下，航离为 H ， 在等角革样图像(版始朗像)中第 K 个像元扫捕角为 0 ， 在 等问JiIj果样倒像(校正倒像)中对店的像元坐标为 1 ， 则校lE前后朗像像元世栋的关系可由下 式在达
km054 叫棚[ (川 5)
x
~ ];<10
(5 3-15)
式中 ， d 为来样间距，<18 为瞬时视场角 ， N 为每打捕行的像元数。
5.3.2.2
飞机"事态宽化引起的阁像凡何畸虫
垦载扫描仪吊自姿态较为稳定，与此有关的因像儿俏畸:a;棚对.'l'大。对于机载成像光懵
·郭小方， 1998 ，成像光谱遥感地攒研究的稳论第创糊'民籍处理方法技术研究，北京大学傅士学位论文a
152
5
成啤克谐矿物识别的船响罔章分拼
朗像而育，飞机侧滚、俯仰、偏流角的剧烈变化会导致图像严重的儿相失且，控制点多项:á:拟合 方法仅能在叫定穗度上消除阁像整体儿何畸型E 大的越势，对于飞机姿态变化引煌的高蹦儿俯
畸变则无能为力。要进行精确的凶憧几何恢盟，了解、分衍飞机各种姿态变化对凶像 LM特性 的影响是十分荒要的。
当 3.2.2.1
飞机侧11!引起的图像几何畸变
附于受空中气流变化的影响，飞行时飞机常鳞轴线滚动，使扫描起始点位置发生偏移。探
测器扮缩成像时， 1尊次拍描瞬时侧滚角的不问将导致地物在图像上扭曲变形。 设扫描瞬时倒割草角坤 ω ，贝j 校正前后阎健像元坐标关盖在可表达如下:
K
苟da5h+
•2+
{帆川协阳n巾 ω叶0.5盯) 寸x ~]卜ωω}I
(5卜川啕寸个 3←川…寸 -16
立式戈中'逆时针翻E楼蓝时 ωR瞅盖正值'主其主余变最的定且问王式，(仔5 斗 3斗15幻) , 飞机侧串在运动在航向上对穗'画图像不形成羁积误差，每次扫描起始位置偏移量仅与拘捕 瞬时侧液角有关 α
5.3.2.2.2
飞机俯仰引起的朋像 IL1可畸变
飞机俯利运动是机载成像光谱倒像几何附变的主要来源之一，在扫描方向及航向上郁金 引起阴像的几何畸变。 设俯仰角为 β ，航商为 H ， 扫描镜对地实际距离为矶，则
H.I = .Ji - co句。 …
(5-3-17 )
ι
网此，扫捕行时El实际地丽1<度为
5，血战 tan(
tJ
(5 -3ψ18 )
式中， ψ 为视场角。 以 H， 替代 (5-3-16) 戏中的 H 即可得到非虑了俯仰角变化的在拘捕1r向上校 Æ 前后悔 元jJ;际关 li< 吉达式:
K _ 0.5
+卜 {=tan[ (1 -0.5) 平]-ω }/M
(5-3-19)
俯仰角的变化在航向上势必导致拘捕行位置的偏移，引起扫描行行间重叠或阅隙，但是引起的
图像航向上的几何畸机形成脚醋。一般曾 <0 造成扫捕行行问重叠，苦 >0 则造成扫 描行行闷闷隙 Q
5.3.2.2.3
飞机偏流角引起的图像几何畸变
实际飞行中，为了避免侧风使飞行轨迹偏离预设航线.飞机往往常接与设计航向保持叫"定 的偏转角飞行。网此，在根据瞬时槐场角与扫描事确定栋准速高It的情况下，偏流角的存在将
增效扫梢行行间销动及堕叠，引起图像组itî畸型~o 设你再生扫描行间 IIf! jg D ， 偏流角为 α ，则引起的图像几何畸变量为 t 衍问销动量 :M = D
sina
行归j 噩噩量地 Y=D(l-co阳)
(S -3 -20) (5 • 3 -21)
式中， Dz js 为探测器拘捕事 ， V 为飞机地迹。 飞机在飞行巾实际上难以保持凶寇的偏流角，偏流角的变化将导致朋像扫描行产生交叉
153
成悻克懵蛊矿识别方法战术研克和理自响圈常分析
现盘。
5.3.2.3
飞机运动变化引起的图像几何畸史
飞机运动变化引起的图像几何畸变指的是探测器扫描成像时，飞机渎度、航高及航迹变化
引起的图像几何畸费。切果已知探测器的事本特性(总视场角、瞬时视场角、果样角、扫描事 等) ，利用慧珉样方法，比较辛辛茹校正该樊几何畸变。 当 3.2.3.1
飞机地冻变化引鹉的朋像几何畸变
飞机刷波的变化是机载成像光谱朋像几何畸置不可Æl视的幸源之…飞机载成像光憾仪成
像时，标准飞行速度的设计取诀于仪撒切捕事、瞬时视场角 lfz. 飞行商肢。 f且在实际飞行中，由 于受风速、风向、气流的影响，飞机地泼不最网jj!早蛮的。飞机地 lllitJ' 于标准飞行球度时将造 成拟描行行闷的重叠，火于时地附覆盖则不迹绩而出现漏扮。 t虽然在每次扫捕瞬间引起的锵 位吁以卒于重视，假设麓的盟积古自果企使自自像中的地附形迹被拟快成压捕。 设第 K 个扫描行的实际位置为 X.o;， 拟描瞬时地施为儿，形成的罪拟位置误整为.u，，~~ XK 怎.\'.0;_1
+0
翌 x(VX_I+VK)T
+ o. 5
A.:r K 思 åX K _ 1
x
(l"K_1 + J? ;)T - D
, (53 …22) (5 …3 23)
式中 D 为标准扫描行宽 ， T 为扫描阀朔。
5. 3. 2. 3. 2 飞机航商变化引起的因像几何峭变 机载成像光谱图像憧元对脱地峭的大小:;y;仪与扫描角有关，而且与航商也密切相关。航
高的变化也会对图像的几何特性产生
定影响。
在扫描方向上，像元坐标与航商 H 的关系已由式 (5-3-15) 给出，只要将扫描瞬时航高
H 代人式中，即问推出寺虑了航尚变化时的像元坐标和儿俐畸型E量的大小。 在航向方向上‘为了获得连续的地幽覆盖章，航高 NI与扫描 $1在飞行边度相JlIi配。飞行航寓 大于标准航商时舍放成扫描行行间蠢蠢，低于时则造成拘捕行行间间隙。
设.标液航高为 H臂，标准行宽为 YSr ' 实际航商为 H ，则 HY.. 扫描衍览有 Ym-IE
11,
y
行问道援(间隙 )
(HY 飞 H sr
.\ -I
ST -llY y，矿划 I':~ST sT
(5 …3 24)
(5
3 …25)
飞行高度的变化在航向上造成影响一般不大，而且不形成黑积误隶。实际上，高庶的变化
必然伴随着班胶、俯仰角的变化组单纯的高度变化并不会改变拘捕中心点的位寰。阔此，晴行 式置在感衍摘仪而亩，航商变化在航向 t 的影响一般可想略不计。
5.3.2.3.3
飞机俑航引起的图像几何耐蛮
飞机偏航是指飞行时，飞机航迹偏离了原设Ji航迹。偏航实际上是由于气流、风速等因素
的影响，飞机地施的 1ï向发生了觉如所载。前丽所讨论的地邃的影响实质上最地辈辈的航向方
向(均扫描jj向正交)分量大小的变化对图像几何特性的影响"飞机偏航主要是由于地您在 垂直设计航向上的分盘大小变化所致，其对因像单一拘捕行引起的几何俯移量占虽然很小，但其 罪积偏移量则不问姐视。
设第 K 个扫描行扫描瞬间机下点位置为鸟，瞬时地速为凡，地迎与设 it航向闷的央角为 ι ，探测器扫描周期为 T ， m~ 第 K 个挡擒行扫描瞬时机~点位置童问幽下式确定 OK ，X 二 0 .0; _1 草 +0.5 x (几-1 si nSK_i
+ VKsi n8K) T Ou : :;: OK_l.r + O. 5 x (VK_t cosðK_1 + VKco s8.o;) T
154
(5 …3 26) (5ω3
-27)
5 5.3、 2.4
A悻先蜡矿物识别的 tl 响因素命析
地形起伏变化引起的现像几何畸吏
由于行式扫描成像光谱仪的中心投影性质，地形起伏会使图像产生几例投影恙。地形起 伏变化对且载扫描仪的影响一般问以辑略，如陆地卫星 MSS 罔像，只薯地形高恙小于 8∞ m ，
其所引起的像光儿倒铺位盘则小于因像分辨率。机载成像光谱仪扫描视场角较大，飞行高度 较低，特别是在低'"飞行时，地形的几俯投盖在差则不容扭视。例如，总视场角为闹。，瞬时视场
为 2.5mrad ，航高为 1000 m 时，欲使几位I投靠蒙小于机 F 点的像元分辨事 2.5 m ，则她形商毅 必须小于 3 则。
对于行扫描方式的成像光谱仪，如飞机姿态在平，探测器蒜直向下扫描，则在泰直扫描方
向上不会产生地形几何投影援。假最实际上飞机一般都会有一定的俯仰角，不可量避免地合产 生-定的地形几何投影误菇。如阴 5 ~3 ~ 1 所乐，设航商为 H ， 俯仰为 β ，地附点 A 的 F智慧盟为 h~ ， A 的投影点为 A' ， 引起的投影位移盘均 AA' 。回tl 地雨点 A 在商税署在推面上的垂直投影点 A 商机下点的Jl!i离为: h. 主 H
引鹉的投影佼移最
。A 叩←工
ta""
AA' = H taniJ
ω OA
(5
~3 ~28)
(5
3 29)
F
H
f
…
/
平绚高徨隔
o 附 5"3
A
A'
1 IE 宽扫描方向地形越快变化引起的技影整
tE 13 描 15 向 t 的地形几何投盖在误整如因 5 明 3 ~2 所示，当探测辘扫描角为 0 时，地形起 伏 .Z事敢地物点 C 的拘捕投影点移到 C' ，引起的几何位移盘 ::h
t;. l ,
地回商溢的变化相当于政盛了扫描瞬时航高，设 K 像元的实际商程为仇，机下点相对平 均商糠面的航商虫 H ， 则拘捕 K 像元时的瞬时航离 H' 可视为 H' =H -h" ， 将 H'代人式 (5 ~3 吨
15) ，即可得到J 等$7 地圆商程变化的扫描11向上校正前后像元坐标关罩在达式:
K = 0.5 +
~ + i盯， t制 w才♂i xd eodlmωil!.O l~"-~l (H-h ,) J ~J
(5
~3 30)
上述分别浏引翻成像光谱数揩像元几例位置宜生变异的各种因率及其版理进行了阐述。 从分析中问见，图像的儿例畸变主要影响像泪的儿{叮位置和憧7G所代表的地回泡筒，阳对像元
的辅射和光谐特征影响较小。儿何校正需要对图像进行直在果样，由于童来样丽数频事响应的 影响都会造成一定的商频信号损失 q 到附在工作中，我们一般采用先进行识别，再作几何校正
的方法，以避免几何校正造成因像退化等影响。
155
成悻也懵A佳矿识别方法拉水研究和部响因素身析
θ
H
/
C J
。
o 回 5 -3-2
平均商程回
K
梭正图像
情扫描方向地形韶快变化引起的捉影最
光谱分辨率
5.4 5. 4. 1
光谱份辨的定义
在光谐学中，对于连续光谱班说，光谱分辨事 (Spe，地 ml Rcsolution) 吁以简单地定义如附个 相邻吸收特征之间的被数 Aν( ctn …, )或被任 l闰闸，如图 5..4...1(.) 所涂。准确地说，望哥华这附 个吸收特征有相问大小的吸收值，井且能被一个敢小吸收谷隔离开 (M町 -Jo刷Blümich ， 2凶 2) 。
1.0
↑1
T
制|↓
队1
•
0.8
倒醺 想
06 04 0.2 0.0
0, 98
。"
1.01
1.02
波长/阳
被数/酬'
(，)连续光满
1α3
(h)披段型的光词'带宽 酣 5 -4-1
光谱分鳞率的距且示怠圈
在非连续琐的波段传感器中lE且成某一彼段上光谱响 JSíL 函数半功串点之间的被拉距离
FWHM( 单伎为 nm) 或祖辈数 (cm 勺。严格地说，波段的带览和光谱分辨率是两个平阀的概念。 光锵分辨事半仅与被段的带施有关，还与克谱采样间附有关。根据果样jif理，在带宽范阴内必 须茧少果两个样，才卫在会造成光谱高频信息的损失。倒在实际~用中，通常指传感器的披段数
目、每个通道的中心波长佼援和被段带宽，这三个因章共同决定光谱分辨事(献巢时等.
156
5
成悻克懵矿物识别的理国响间常分析
2003) 。
成像光弹穿插峨岩枝识别和矿物填阁主要利用不同密矿种杰、矿物丰度和不问组分的光谐 将征熬异，特别是光憾吸收谐带被!(;位置、吸收糠度和谐带形态特征。光谱分瓣事直接影响亮I 皆矿光谐吸收谐带及其形态特征的探测和分辨能力，从íñî直接影响成像光谱数据对矿物种类 及其成分的区分能力和识别精度。
岩矿光谱特征的光谱分辨盟在模拟
5.4.2 5.4.2.1
典型的幸矿光谱特征谱带
在第二章、第三章巳像对矿物、岩省和精矿的光谱特触及其变异形进行 r 分析。本节将进 一步总结和分析岩矿的光谱特征谱带的被民攸嚣，以便于为矿物识别满择最忧的光谱分辨廓。 在可见/近在E外披段 (VNIR) 和短波在I外披段 (SWIR) 两个大气橱日，精石、矿物的草事光
满特征主裹起闲于电 T 过革是J&分于振动 αt草要些光滑特征主要取决于精石的矿物额分，是其物
珉，化学做质的外在反映。具有一lË化学额分和物现结构的精宿、矿物具帘较稳定的中极光谱 吸收特低，重要金属离于利?甘于毒品阔的光谐吸收特征(见网 2
-2 -2) 归纳且绪如下:
CAUJEWSl1 Z
CAI .(TTE 1iS4附
2.0
:B
~í
。)
(.) 因 S ω4-2 〈民何解~
矿物的典型觉情特征
N.
CI町也 .191附)
157
成悻3忆懵蜡矿讯别章法技术研克和青在响因章分析
.C户， 0.40μm 、0 ， 55μm 、0 ， 70μm( 置换 A11+ 如红宝 .0)
• H，趴在近虹外院将tE*分子振动的倍频和i 告频，离I. 875 阳. I. 454 阳，I. 379 阳， I. 135 ，儿， 0.942 四吸收特征。草皆有矿物中只整自草，就会出现阀个特征谐惜，即1. 40 川和 J. 90 协m ，二二者问时出现是啻串的鉴定证指;若只有1. 40μm 懵静，说明岩石矿物榕在的是楼 基， ílñ不是分子啦。 .OH' .O- 日 搅动的倍锁表现在1. 4 阳产生极常见谱惜，在此说位附近有些矿物出现
YII-峰，如明矶;町、商峙石等;告频谱带位于 2.2μm 和 2.3μm ，辛苦肯销，主主要谱带常在 2.2 协m 附近，如层状礁酸盐种之八固体 OH 绕铝自己位，有接矿物出现双峰，如高峙石、叶蜡商等，若吉
鳞，谱带常在 2.3μm 附近，如闪石族
般都吉锋，且二三八固体。H 绕链自己伎，有些矿物出现双
峰，如金云云母等。
• CO; 一近在E外民有 5 个盟著特低锵带，分别是 2.55 川， 2.35 酬， 2.16 酬， 2ω 阳， 1. 90μm ，前两者最强。注意铜碳酸翁夜 0， 8 协m 附近宽谱带归立方八次配位 Cu'φ 产线。 • NH"+ 寨阴. SWl R 区有两个特征谱带 .2， 0♀ μ.m， 2.12μh
• C-H ， C一日伸缩基频在 3.4 阳，一级倍频在 1 、 7 川，告频在 2.3 酬。 费 5 … 4 … l 列出了典型金属离子和…战典型栩提矿物在问I 见当也/近奴奸、光"范网的主事
光谱吸收特征。我 5
4-2 列出了典划分子魏团和…战典骂自栩提矿物在领被红外光谐被围的
光谱吸收僧带。 '随 5-4
-1
可且先/1It缸外先谱阻绪矿的革离先精眼收畴缸位置{单位阳，)
禽子名称
彼伏位置
被t是位置
彼低伎重
Fr 2+
0.43 0.4 0.4 0.41
0.4.5 0.45
。"
r，'。
"', Mn'φ c.'ψ
.一蛐…..咀相..
被抵位置
被抵位置 J. O~ 1. 1
0， 81 、.0， 1 .....叫户庐A
。咱 55
0.45 O.4S
0.7 0.80
遁闪石
I. O~ l. l
0.7
阳鹉石 角闪石
0.4
0.45
。"
0.55
然云锄 银泥石
0.87 。，目7
级脱石
0.4
日.，
0.77 O. ,
解;; 她纹石
时'曾有
1.1 1. 0 阳1.
1
。， 9S1
电气石
5.4.2.2
1. 0 1. 0 。."
-........_........._..啊........
鳝俯石
•
1. 0 啃1. 1
。"
白云母 微槛有
1. 0 阳1.1
。.1l
1.1
。.457 幸。， 473
允谱命僻串的敬位模拟命析
我们用一些矿物的典型光谱曲线进行不问光谱分辨率的数值模拟，研究l'问光谱分辨率 下矿反射谱带和光谱特征的表现。丰研究选择了熙二斗母、绿泥石、自运母、蛇纹石、叶蜡石、电 气石、绿帘石、商崎石、方解石、白云石、菱铁矿、菱楼矿、蓝蓝铜矿、辉石、明矶石、伊利石、滑石、菱
158
叫
成悻克谐矿物识别的~响圃命分析
5 褒 g 叶 -2
短波牵I外光满且精旷的 EE篡货币·吸收..位置(单位 2 川)
分子荔阔|光滑版问|光饿区闷
班时一附
利矿物
I
|先到降低问|光谱区间|光幡院闷|光谱区间|光锚区间|光浦区间
1.2 -1ω1 1. 65.. 1. 7511.8- 1. 88
I
Ul2 阳立。 12.05 岱 2.1812.19-2.31 2.3句 2.37 12.38 伽 2.5'1
2.2 2.0
2.3
2.16
2.35
LIJS 1. 379 2 ， 02~2， 12
NH'
C-H
2.35
1.7
2.168
方解石
1. 88
向 2写有
J.S7
赘铁矿
'自镜矿
2.0
2. 扮6
2， 156 年
2.179
1. 99
2.16
1. 9也
2叼 17
1.84
篮铜矿
2.05
明帆;王
2. Iω
2.28 2.. 210 2.213 ,
伊利有
2.22
2.318
I
一 川川川 m 川川…川 一
1. 393 1. 400 1. 413
高岭有
2. 383
2.56 2.51
2.342
2, 441
2.314
2. !i04
L 233
1.335 1. 415
2.0附
1. 393
2.135
自主日珍
2.207
猾刽 蛇绞石 绿槌{i
1. 985
1. 388
之 24.'
阳也石
1. 337 1. 3%
金运母
黄僻售货饥
2.25
纲法￡李
1. 90
费悔矿
L
I
华重有
l
885
川←拙，呻
菱铐咱.
沸石
μ些L
2.3 一十…一……
2.208
建铺矿
雄市{i
",. >....
♂~吵一
缎腕石
方位去写
一M 叫 川巫山3 …峦
叶'白布
2. I7
2.37
2.015
2. 345
2.175
2.57
m-w-m
2.37 1. 92
2.05
2.21 2.. 334
1. 548
2.254 2.2
2.35
2.339 2
,
钵矿、地开石、菱锺矿、绿帘 Z五、蛋黄脱石、黄铁矿、倾注母、'Ei膏、串铝苟、直辈革五、声震仰铁锐、阳越
有近 30 种有代我怜的典型矿物，模拟所果用的典型光自尊取自'ii! C圈地!!fi搁登所( USGS) 的标准 F 物光满数据库 (ENVI3.5 ， 2oo1) ，光满分辨望在如 4 nm 。这些旷物威者是重要的成矿指派矿 /59
成悻此晴 111 矿识别方法战中研克和 otl 响阀 i: fr析 物.磁带是与环城变化有关的矿物，它们夜地质勘探、生球变化狮究中占有重要喜地饺，并且夜不 同的光谱段上具街典型的和普遍性的可谚断性的光谐吸收将植L 本研究对嗨种矿物都进行了 6 次模拟。通过重果林制归一化的处阁分别愤拟为 4 、8 、 16 ‘
32 、64 、口8 ，256 棚的光谱分辨率幽线(图 5
3)0'目中有 7 ~怪光锵翩线，从上到下分别代
4
雀居在始光谱曲线和盟某样为 4 、8 、 16 、 32 、64 、 128 、256 nm 的光谱分辨率的光谱曲线。为了显示
精楚，纵坐你都已作了平移。由下列典型的矿物光谱模拟阁闪着出，大部分样品光谱分辨丑事为
64 -128
nm 时吸收特征仍然明显，在河见光光谱袍闺内，盘腾离子跃迁的光谱吸收特征宽度一
般都可达到 64 nm; 在近红外波段 (0 幽幽1. 30 阳)的盘脱离子等光憎吸收特有E都较施， 1坦 nm
的光谱分辨事仍然明最(童医铁矿、旅铜矿等) ; tE 1.
30 - 2. 50
"'"范阴内，陶分于振动/转动引
起的光满双吸收特征在 64 nm 光谱分辨事下可保持清晰可见(明帆布、盖章脱石、舵纹1i等)。 但是谱带特征(中心波长位置、深度、宽度和对称惊)都会发生不问程度的改变。
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成悻允谱矿物识别的部响因最分析
5
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部分典型矿物光谱分辨率模拟
对于那些较宽的特征谱带，随着光谱分辨率的降低，其谱带的特征谱带的吸收深度、宽度 虽蜡值波长位11嚣2扣上不变，如，\\'\云母、黄铁矿、蓝铜矿等，但形态逐渐变缀，中心被*iîL盟越 来路不明显，对于那些较堪的嗷收谱带，它们的峰僚波长佼盟、宽度、深度和对称惊随着光谱分 辨率的变化从 16 nm 仕辨率开始都合发放明鼠疫化，深度变畴，宽度变大.形态变缀，中心披位 位置有所漂移。如绿泥石 23佣 nm 附近波 t是向短波漂移约lO nm. 王三水钢布在 22朋 nm 附ìD:波
长向顿披摞移约 10 酬，相底地吸收深康、宽庶与对称性也监生改变;而对牙那些提具街:!J(吸收 谱带矿物，如叶直吉布、明矶石、商岭石、二三点锁而碍，其在相邻波长位置 k 的双吸收峰随光谱分 辨事的降低，双峙在 16 nm 的分辨幕已变模糊，二二点倒布在 8nm 时两对观峰已经被淹没蝉
(5-4-4(.)) ，井且吸收晦波*t缸盎生偏穆，最IJ.6nm.最大达 50 nm ;fIiJ 位置栩涩的…些吸收特 缸，光谱分辨事较小时，会淄成为…-1'宽龄的精航闹革能区分，如阳趟宿、地开苟且明矶在等。
5, 4, 3 岩矿光谱特征变异的波长分析 在第二三章中已分析过街旷光谱特征的变异性，结果雀明精矿光谐特征随着其锐分肯量、晶
体结构等晶件的变化削变化。吸收特征1!It*位置金发生相应的偏移。这盟将进一步分析检测 这些因素所引起的岩矿吸收峰被怯位置擦移，井对仪器光谱Jt辨率的常在进行分析。
5, 4.3.1
矿物成分史化(是质同事)
夜典到的碳醺就变化系列中， M gCO ，叶 (Ca ， Mg) CO，叶 (M岖， c.)C吼叫 CaC03 叶 FeCO) 叫 ZnCO" 中，矿物中阴离子的变化革列到 M矿'叫 (Cah ， MgZφ) 叫 (Mg' 今， Ca2 +) 叶 Ca2~ → Fe' 中 呻 Zn' 伞，成 M g"叶 (Fe 2t ， Mg"φ) 叶 (Mgl< , Fe 2 +) 叶 Fe'φ ，对应:ít擎的B衷于序数(或原子最)增
加，原子半径递增，使特征谐带挂主任位置向拉波方向撞事移，吸收特板的被长2.3 10 - 2.370 阳，
161
成悻丸懵蛊矿识刑方法技术研究和串响闺章分树
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1.25
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彼长 /μm
不同光谱卦辨擎的二三水银布和地开有的光谱特征现钱
望自移的彼伏俯在 10 叫刘刚7 ，最大摞格为 60 ，剧。
5.4.3.2
矿物结构变化( I司质 j串串) 1
E到 5 -4-5 为白云母二三价阳离于Al"晶体场结构中 .Al • 绕连基的二八丽体配位数不同
导致晶体结构的变化。其在 2.20 阳，附近的特征吸收发生了变异。变异的结果使得其蜡债 披挂向任波方向移动.波长漂移最大 20 nmo
5.4.3.3
化学成分变化
价铁离子的吸收特征中心波恒佼置在平同的 FC Z 0 3 含量量巾，块样光谐的 O. 925 ~m 处最 自萦馀
A户:一八阑体 离子 NO
飞甸、乌」
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2. 2
2,1
2.4
2.3 被长/μm
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5
臼舌1\1编晶蜡梅与的眼长f主置
(α... 民 N. ， 1便到91 Swa 棚，
162
1997)
2,5
巳\ι
成悻也4骨幸矿识别为法技术研血和部响阁章分析
1/' 4(阳羽 W 旷飞
JE榻峙苟川崎ba提锵
飞翩翩霄哉凶。翻黯刽 JO
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2.1
1.2
2.3
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2.3
2.4
彼伏/阳 。bl:!'解有
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2.2
2.3
2.4
彼伏/，m (。娘说街
回乡… 4
6
HyM邮费发掘彼， "rn 、 10 nm 、20 "m 、30 ，.、峭酬的模拙幽悻巾 提取二三种矿物的，的精幽钱勾标礁矿物陶蝇对比罔
利用也谱曲分析技牟利上图 5 -4-8 所示的饵化花岗岩的模拟阴惶光潜与每个图像像元
光锵进行波形形似性分析，分析被长袍倒为 2(剧 -2357 nm ，光谱央角阔债为 0刷 05 ，提取与已
知何化花岗岩体倒像光谱相类似的健元信息。随着模拟的带宽增大伸化花岗岩体的分布前阙
164
5
2
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，确莓攥罐 戳命霜 aR日aHS 筒缆、秘樨
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成埠品懵矿物识冽的'自响罔常分析
阶 喝
志 。
‘/.‘庸宵'睡
165
此埠克精幸矿识 1'1 方法技术研克和部响园章分析
{时原"陋.川剧 JU It:!Ift帽 UU取的射性分衔阑
(f) $PI11'址 111111目圃....的精锥份俗 111
(d) I 伽m JIt..撇院…取的悔镜纱布囱
{的，，=先训'愤搬回…取创划'性分市四
川甜、mlt懈 111根回像提取的指懒分街圈
句)"~先蠕艘 111m..取的告锥份'首阳
(h) JOnm .t..JI，t因…攘的指锥纱布圈
l !i nm Jf:1I惯拟锢 .10取俯身性份，临困
u>崎'mlt响愤恨阁..取的份性分衡阳
(i)
回 5 -4 -8
166
Q MI S - I 数搬不同光满嘴?直幢拙田像槌取的仰 lt:æ 陶指卦布田
5
成啤克1菁矿物识别的'曾响固章分析
(剖 JO:W.徊 u 惕..恨的蝇'使矿分 "NIO
{b)5nm 1(; 11幌拟回.拢'民的帽缺旷分市回
(c) I On m Jr: ut憔银侧..取的揭.矿分布回
{d) 15nm 先翻"惯拟图像.取的剿'去矿份宿回
(e)2Onm 先 111脏'因回 像.剧院的揭铁矿分布侧
价25nm Jlf:iI~自徽图像'隆'脏的俑'民矿分布图
(&，到明 m 1t1l惯拟田'融镰取的相.1民矿#布阁
{h)35 nm 先训'惯拟陋...脏的帽'魏矿分市回
。"伽m "'11惰'因阑...民的揭锁，分布搁 回5
- 4- 9
不同光滑檀掘囚像上绳取的嗣铁矿化蚀暨岩分布田
167
且佩克、叶量矿识别方法技术研克和帮响国章分析
也扩大，而出现许多假血. 由于这种 识 *'J )j法中的县，曙光晴是从图像中提取的.各种模拟图悻 中的识别的It性分布范阁与光谱带宽变化呈-致性 。 在 5
nm , 1O nm 、 15 n m 时提取惆化信息
较接近实际分布 。
5.4.4.2.2.2
利用矿物光谱提取方解石 、副铁矿矿物伯，(，l
利用榈铁矿矿物在谊民范围 470 - 1 0∞ " m 之间的光 i曹特征和方解石矿物在被<<范国 2000 - 2357 11m 之间的光谱特征 . 进行图惶惶元光懵放形形似性分析 . 光谱夹 ffl 阙值均选为 O. 10 0 困 5 - 4 - 9 中楠铁旷的分布范围变化随着光滑带宽的增加而逐渐增加，无突变.且变化 不太明显 . 阁 5 - 4 一 1 0 中方解石的分布变化随着光滑带宜的增加而增大，变化趋势明显 。 在
511111 .1 0 11111 , 15 nm 、20 11m 提取的方解石分布信息中，光ill~f宽优于 1 5 11 m 的模拟剧恤提取的 方解石的且援近野外查证 . 利用相同光滑角闸值对不同光谱分孵率模拟图幢进行俏且提取 嗣铁矿信息槌取影响枝小，方解石倍且提取影响较大 。 另外 .O MIS - I 数据在可且光 、 近红外 上撒据质量较好，而在短波红外上倍崛比低，噪声极大.可能也是-个原因 。
这对由于铁离于在可且'Jf:/ 近红外的特征i曾带价宽蟹，在一起范围内光滑带蓝的增大 .x't 特征谱带的显示不仅影响不大，反而对光谱曲线有 一 定的平滑作用 . 而方解石在短波红外的
(a) MJII 回 a"..剧院的方解石份 $10
(bJ' 1IQI先 .11.晨四…·取 11.百分，临困
，.幢缝，展}
(t ) I On m 1e训'锢~1II...;fJ.百分，阳回
(e)2On m1t训'愤恨....取 1111百份'售商 回S
168
-4-
10
(d)l 'nm 觅 .11拟圃 ...1111否纷 6 回
仰25nm jt".瓢阁… "j时"否份衡阳
不同光懵榄捆固像上 1i1rl'fi 矿物情且槌取分布对比固
5
ii\. l阜尤 it矿物iP.}I!J 的'目响团常分析
co~. 吸收;曾带较难量J't ill分辨率的影响显著.光 i曾带宽增大后. i曾带特征的表现越来越不明
显，识别性逐渐减弱，与其他矿物的混前增多 ， 造成识别的可直在性下降 。 此外边过对不同光谐月1 阙值提取 Jf解石信息的对比分析现明光谱曲嗣值对不同光谱分辨 率四 1. 挺取方解石信息的黠响规律是此情分辨率越低.光谱曲嗣值选取越小对伯且提取有利 . 对 25 nm 模 拟阻像.当光滑 fI， 阙值取值达 l1饭限 0.085 时(以伯旦、图像中的崛声 f自号为判Jll依
据)提取的情A且也肯了原始回恤提取结娘的 90% (且因 5 - 4 - lJ ) . 对于 40 nm 模拟图像， 当 光谱曲阀值取的达到极限时 0.07( 以，.息图像中的噪声信号为判别依据)的信息包啻了原始 阳悔槌取结果的回%(且阳 5 - 4 - 12 ) 。
{的 "，m 憔拟圃 • (1f Jl ß帽"。配。 085'
刨 .111 圃 a ，党 JI角侧 11 0.01 )
{的 闸. (1) .fO回 a ，灿 的·与·回·
回 5 - 4 - 11
25 1\111 幌掘圄悔的日且饱眼光 i&角阙fl!埠'革与尊旺的原始回像中提取的方解石 f~且对 比
(I}& O!l m 11. (j匠，.角 111 (1 0.01)
。}凰"回 .~III~!III1 {1 0.l 0
，<，闸 a ，创 制圃 . (b) 的·与. ~a
剧5
- 4-
12
呻 "m 幢拙圄像的情且槌取光谱角阙值矗得与Ii证的原始围'像巾槌取的方.Hi f~且对比
169
成悻先懵量矿伊、 J'J 方法拉斗之研究和带响凶常分析
5.4.4.3
小给
(1)通过光谱带宽阔像的模拟分析表明光谱分辨率降低，功朗像光谱刷钱具有平滑作用， 对朋悻噪声起到j 抑制作用，随蒂模拟带宽的增加，弱特征或是哧声逐渐变弱，强吸收特征的深
度逐渐减弱。
(2 )2绍光谱带宽增宽朝1j 20 nm 时，在可见光、 i挂在I外上肯 Fc:
h
3
和 Fe + 离子光谱特视和领被
灯外上较强的光饿吸收特低(Al… OH)I 分清晰。在带宽优于 20 IIlII时.矿物识别效果较好. 带流如 15 nm 时与实际吻合较好 α
(3) 对平同光懵角阀值提取矿物俯血的对比分析表明.:lI:;懵角阀值对不网光谱分辨率网 像 t是取矿物俗息的影响规律娃，光谱分辨$越低，光谱角阔值施取越小时f商且提取越高利。
(的在 OMIS ~ 1 数揣摸拟中，利用相问光诺角阀值对-1<问光谱分辨率模拟因像进行俗且 挺眩，褐铁矿信息提取影响较小，直解1;Ï信息提取影响较大。这说明 OMIS
1 数据 E'可见
光、近红外上数据质盘稳定可靠，在短披红外上数撩拨动较大 .1言噪比低。 在这现顺便提示光谱虽在样间隔的概念。太多般人将其说扰盐1 光谱;t辨罪，其实不然。的
确.在目前的成像光谱仪技术指标中，光谱分僻率与光谱果样间田曾是具有相 i司的值，这纯属巧 合。假实际 t 两者慨念截然不间，取值可能相间。信息王理论表明，为了避免来样偏移 (bias) ， 两个光谱果样债之间的问隔需要屁够的接近，才能胶囊到IJ 1靡僚和替僚的佼景。乃聂斯特
( Nyquist) 现论指出为了就得最大的偏息，果梯惊为阿酬的一半(临鼻债来梯)。成像光谱 仪的设计有时规定不同的果样筒。目前.使用的成慷光满仪，虫n AVI即 8 和 VIMS 棒，都最以命 学的 Nyquist 值进行景样。也可以按照一个 Nyquist 罪梯，或更低的来样值。因此，光i费来样闷 隔接说等于光i曾带宽 FWHM o 彼得放童的是 ， AVIRIS 果统的带宽 (bandpa届时为 10 样也是 10 nm. 凶此.;!l;光情叶辨率是2O nm(C Ia，k ，
5.5
空间分辨率
5.5.1
空间分瓣攘的概念
R. N. ,
19回 jA，
Rencz ,
11m. JIt:满呆
1999) 。
我最早的航空接影遥感中，空间分辨率是一个最重要的技术指标，直接影响地物的目视识 别。空间分辨率的定义为单{ll.i距离中能ìl\别耐板 t 明暗条纹的钱对.单位是每邀来线对(lpl
mm) .即按比例尺换算到实际均物中烧指可以萨别的最小地两距离，或最小目标物的大小。如 1:1创则比例尺的航绞黑白摄影， RMK TOP 航摄仪镜来的分解力为 941p/ nun ，按照地丽分解力
的公式 :Rf>
= mlAWARO(m 为航摞比例尺的分母， AWAR 为航摄的综合分解力，如 94Ip/mm)
计算为该比例尺的地西分拂感为 10.6 cm"
在多光谱、成像光i普光学拟描技束中，空间分辨感是指能识别的两个目标的最小角!!I:战线 性距离的!!I:盘，
般用传感器瞬时视场角 IFOV 进泊，单位为毫弧匪( m，ad) 。 通常'也用地面分
鳞串… IFOV 所覆篮的地因范隅，常常称为像光大小就尺寸 b 计算式.
IFOV
=H x SI f
式中 ， H 为航商， S 为探测器的边长 J 为系统的焦距。
•
170
]1家斌， 19俑，航烹航天报影技术，高等学校教材(原武汉测绘科技大学 L
(5 …5 …1)
5
成啤克谱矿物识别的帮响因辈分析
从此式中如II直直毒感影像的穷间分棘事壁遇感平台的商!Ø:、燃测糠的尺寸和光学扫描革统 的焦距。从上述定义中可以知道空间分辩事的儿种进辰 lli( 也英时 .2003 ),
(1)然对数( I 川ep制n;)。主要耳针对航空撩能且在统，曾在像盖章小单元通过 1 mm 问踊内包含的 线对数确定。…般说来，航撤仪锐失的分解力施阂，航楼的影像越消晰。
(2 )惶元( pixel)
0
j肯单个像;no所对应的地阁副秘大小，单位为 m 骂~Ian。如三是随尚空间分
梆事 Quickbird 卫星的像:n;丽在\1 0.61 mxO.61 阳，其空间分辨串为 0.61 m. 四传感器的穷问
分辨串 30 rtl" 像兑的大小由平台商度和瞬时视场角决定。对光机拘捕的成像光谱图像来讲， 地 íll分辨率随像点的位置不问附变化，在E盖下点最高，且纵向分辨事和横向分辨率梅等，其他
位置的地阻分辨昌在从中问向两地 Æ渐降低，且纵向分辨率和横向分辨率不等。 (3) 瞬时悦场 (lFIο 的。 IF'OV 是一个角度 ，1F'OV 债越小，最小可分辨单位越小，穷间分辨 事就越高。
然阳，在伎俩~个给定的 IFOV 内，往往钮背着不止一种地丽覆蔬炎珊.1:探测的空间俄 息且一种综合信号。因此，常常出现纯像元和梅古像元，混合的辍庶依赖于 IFOV 的大小糊地 副物体的'i!问某杂性 q
般说束，传感穰革统的分拂率蓝蓝雨，只识别物体的能力精强。{日事实上地丽梅…目标在 影像上可分辨的根庶.井不完3>:<且lË与空间分辨串的具体数僚，而虫在均它的形滥、大小以及与
周朋物体的亮度、古自构的相对整异性有关。如LandSat 的 MSS 空间分辨率只手可 80 m ，但宽度 只有 15 句 20 m 的缺路，接烹仪 10m 宽的公路，当它们穿过沙漠、'*域、草胀、农作物等青最光
满较启事网路草坡路光谐整异大的地Ill:时，性往情晰可辨，边是因为这一独特的形状和较单→的背 景值所致。可见，空间分辨串的大小，仪者明影像细节的可见程度，但真正的识别处果 JE要每 虑环搅背景复杂性等因蟹。囱此
对较低$川孙时 f 于篮杂地物3樊监型的地 E 区L 日望草或探测的地物的微观形态结梅等.则望要求尽量提高传 感榕的空间分辨率，以便提草草地物的细节信息。经验在明(J，n肘t1
1òhn
岛 .1996). 传感器系
统空间分辨擎的选撑，…般应选摔小于被探测目标最小直接的 0.5 倍。比如，若识别告阔内的 橡树，则可以接受的般小空间分辨率应是最小橡树树冠宽径的一半。但是，如果橡树与背景特 征问光谱响应接异小、经验债所推荐的?在问分辨率也存在问翩(划英时 .2回 3) 。
5.5. 2
~间分辩直在与光学传通函数的关系
对于一个给定的地质单元，如…个薄本像元尺寸，具有地丽特征分布，威特征场 φ 根据葱本
辆射定律，到达传感器人随处的辅射亮!Ø: L 可以用其安|町、光谐和时间的分布特征性难描述. L入 " !\X• γ. z;À; 1' μ)
(5 …5 …2)
式中，坷，少.'在泪穷间 1ft 景认为股长付费标时间lT表示大气的透过是扭。 f 我熬到达传感器人
瞰处前人射光与大气相互作用、地质体的反射特恢以及地质体反射辅射与大气作阔的各部分 辅射能量的丽数笼罩 c 在成像过很巾，传感精光学jj\统 x;J1商号作'i! rHl 来样，即在图像上分成离散的像:n;或像章· L 觉低 f( x.
y , Z;A;T;l;MTF ;SA)
(5-S …3)
MTF 和州学系统的调制传通函数， 8，探测器的光谱响应函数(或称探测攒的传递函数l， L党
在U王光学亮在统输出的沌锵辐射恼。另→决定警空间分辨率的因素是光学革统的调制传递丽数 MTF ， 它影响影像的分辨力营口对比度。调制传递度的高低是评价影像质量配的标准。光学革统
对人射光自尊转输过程，实际上是调制传递幽数对人射光的调制、变换过糕。
171
JiJ.悻此蜡蛊矿识 *'1 方法拉*-研究和都响阁幸身材
5.5.2.1
辐射皮测量
从空间对地面进行光学遥感，剿射功幸和能量的测量可简化为因 5 -5-) 所在示的过程。
在-般情况 f. 设传感器的轴线和地前辐射串串我因拉线的交角为 O. 传感器的人射光瞧对辅射
源所张的半角为时麦伟麟， 1979 )。这时‘探测器元茬丽大小起着视场光阔的作用，限制辛苦传 感器所能现察到的视场。视杨光阑在H蓝图上的几何投吉普相应于地面分辨率元，阁中(厨 5
-5
1 (b) )用庸线在示。瞬时视场半角用 β 表示。角度 α 和 β 对非相干辐射源的能.果集特做有 嚣薯的影响。
入射光醺
大气层
卢\ι或叫糠
捕前辙'时源 (的光'昏因
(a) j民统纺构
因 5 -S-1
埠膳恃!串器对地面稿射的剧量 (.)系统结钩( h) 光胳囱
视场和仪器孔徐对辐射测量的影响，可进一步周韶 5
- 5-
2 说明。设遥感传感器位于被
测辙射菌的正上方，即被测而元位于天底方邸，并且商度为 H。这样，传感器所观测的地团瞬
时视场。lFOI' = (βH)' " 式中 .β 是瞬时视场的平丽角，脱揣测器元为正方形。显然，在瞬时视 场 β 不寰的情况下，被观察的闹飘 AA 将随 H
的增大而增大(韩 'Ü事，焦自士带等， 1994) ， 从另~角/Il:看，设两制为 A ， 的仪器于'L役 对两舰 AA 所张的立体角为郎， ，则有关赢 ω
Aa
^W
4-dn
z
(5-5-4)
1'E仪樱孔径丽积 A ， 和视场 β 都不蛮的情况
H
下，随距离 H 的增大 .AA 随之增大，但 d<υ 随 。
之减小。进入传感糠的辅射功串正比于巢积 Aω •
q旧 AA.~ 即 H
p = ( 因 5 叩 5 -2 辐射测量与仪棉于L役和悦场间的提系
172
生妇)扣( 砌)γ=荔=
这样'当忽略大气传输的影响时，对于一个均
匀的稿射目标 M 来说，进入传感器的输射功
5
月址悻此晴矿物识别的影响闺常分析
率与轨液商庶 H 克;在，只取决于仪器的人瞧丽积相瞬时视杨文体角阳，和 ß'，
5.5.2.2
j忆学怜 i进函数(
OTF)
任俐线性激移::f~革统的性能都可以通过其脉冲函数或者输出谱与相应的输入谱的比事 班描述。当一咱也个光学革统l1'l…草杂的电磁波输入信号利用傅盟叶变换规论骨解为一罩列简单
的输入，然后研究组成这个线性革统的各个介质对这一系列简单输入的响底，最后把每个单独 的响应费加起草，得到该革统的总响肢。光学传递丽数规论就是根据这一思想，寺察各种频凉
的1E弦波光栅在通过光学系统后最发生了1;:样的变化。具体说，就是组成的各个颇串的正弦 披在成悔以前振桶和相忱角如何，成像后英振幅与相仿角:!t
i疆)丽数通常是荒杂的，官娃二二维空间频攘的函数，而且不受因果关系的制约(遭伟麟， 1978; 宜家斌 .1995 ;事H' 志碍， 1994) 。 物方的叫个苑点通过传感器成像后，在理想的情况下应 \IH五矗一个强点。但是由于光的 衍射作用和物镜的像毯，成像脂井非，随点削成亮斑 α 这亮斑就成虫点扩散悔。 点扩散函数 h(x ， y) 烧且为光学系统对点光源的二维(立维 8 函数四单位脉冲函数，韩心串
串串 ， 1994) ， là 统的响应盯直接均成空间分布的警积和点扩散函数 (Mark Folkm曲， 20( 1) ，还可 以用这些量的频率表示 4 f( ω..ω ，) = H( ω， ， ω.) l( ω"ω ，1
(5-5-6)
/(叫， ω" )如像空间颇谱 ， H( 屿， ωJ 为光学果统的传递函数，以屿，盹)为物谐空间频事， ω，和 ωv 为元和 y 方向的弧度空间频率。 可以将传递吕西数写成点扩散丽数的傅理叶变换形式. 圳(ω H 叽， .w 州 【ω 0
y 叫咐 古 jh(x.y川).叫叫 x叩p叫叭[ -2，，;(4，扩躯 +叫以州川)门J d.帕
(5-5
7)
i涌菌常，光鸣学萨f传专i通疆函数f娃圣主篮Z 数'可以将坐你变化变换极坐标· H( ω霜， ω'y) :::
iJ血 IHI
RclHI +
=1 HI
,.
(5-5-8)
筑中..，为 arctan[ 1m 1HI /R叫 H 门， RelHI 为主主数光学传道函数实部， lmllll 为复数光学传递 函数虚部， IHI 为光学传递函数绝对值。 也可以缩写成 2
1
H( ω篇， ω，)
"" OTF
H( ω笨'队)
1
伊 (ω簿， ω'，)
= PTF
= MTF (5 - 5 …9)
在瑞感影像中，常用辅射调制度 M 章评价影像质最 调制庶 M
= (L..
L.，，)I (L 咄+ Lmln )
(5 叩 5 … 10)
而调制传递最像调制庶与物调制度的比在组: MTF=[(L唰
L~J/(L咄 +L..J J 像/(L~… Lo ，" )/(L阳 +L唰)物 (5
5-11)
在可见光、 i丘虹奸、和组破红外上，粉矿景物由虫阳光照明，因削调制度仪囱反射率差异造 成 调制 Jlt M 出 (ρ皿 ρ皿 )/(ρ~+ρmiJ
(5-5-12)
在这种情况下，调制度的最大值为 1 ，盖章小值为 0 。
/73
成悻也蜡黯矿识别方法执本研究和~响阁常分析
与其他度擞相比.调制传递函数是分辨事做能更觉整的横交J\"军E池学扫描巾，调制传递诩 数也"il:许多因擎的制约如妇蛐方向、航肉、物盘位置、然因位置、波长等。在较小程度上，调制 传递的数取决于扫描光学中问遮光版和杂光光阔的位置以及两最辐射。
5.5.2.3
传感器的革统的 MTF
遥感传感器问视为自一革列具有一定频率特性的子系统组成。各于某统的频率特性可以 用调制传递溺数来描述。品系统的调制传递的数等于各子系统调制传递函数之积。调制传i撞 雨数不仅表示品系统再现景物图像的能力，还表现了各于系统对这种能力贡献的大小。
5.5.2.3.1
扫描辑和临测器
地感传感器中的辐射能的转换，在光机扫描情况下，分成两个过穗，(j)辅射的穷问信息转 换为辐射的时间信息;③辅射的时间信息转换为咆的时间倚息。前者由拘捕梯来实现，后者由 探测器来实现。
在穿航迹方向.由于扫摘运动 φ 使"线"像级主立探测糯厉， ffi拘捕方向扩展为-个 i丘似的规 形脉冲丽数，其 MTF由为
MTF...
= 阳 ("dv) = 盟与监
(5
霄 av
5 叩 13 )
式中 ， d~探测器在扫描方向的尺寸 ， v 最穷间频事。 (5 寸 ω11) 式称为探测糠的数间滤被调 制传递画数。 精航班 7r 向的衍捕可以樊似地处理。由于穿航液扫描所得的颇谐分贵的频$较商，所以 由这个方向扫描所导砌的传谶阙数可以代辈辈戴个相娟的恬滋函数。
探测糯把稿射的时间俗J息转换为电的时间俗息时，产生时间滤波传通丽数:
MTF. 工 [1 + (2啊'TYJZ[1+(:;)ZIM( 叫"叫 x!:中厅'是时间频事， d景探测糯时 IÌí]常数，秽'(.1 "" 112m 是 3 分贝兰卡功事点的特任颇廓。探削糠 的传递耐数是空 lìi]掘搅和时 lïí] 滤搅传i撞函数2积
MTFd = MTFJ. 在 (5
•
MTF由
(5
5ψ15
)
5 12) 式中， γ 的作用类似于…个简单的 RC 滤披器，当于
以扭峪口是摞测器驻剧时间。实际上，使用光置于探测器时 ， MTJ几几乎对系统没有贡献。
对于榷带武扫描传感缆，:(E CCD 钱判阵探测器线列Jíï'J(穿航迹1ï，'J) ，当f商号在楼带范 围，即 v 1!2α 时，其 MTF 仍闯Jll (5 … 5 … 11) X!:我杀。其中"是到阵中相邻鳞测苦苦主己的咐心问 距。
在推借方向，如果组略 CCD 的光生电荷转移时间，则诙方向上的 MTF 为
MTFJ
""
[sìnc( 耐) J = [飞;fJ)l2
仔 5 -16)
其中第一项代在光敏元件对景物的税!t平均作则。相阀的第二坝，代理整像移的作用，反映了 CCD 对景物的平均抽样成像过程。
5, 5.2.3.2
光学J!.统
如蝉先学翠统是梢射限的，井具有阻形i且光孔栓，其调制传递函数为
MTFn ""
!{CQS~j( 二) ,;.1 1 - (:J' j 币1
"" : {co叫去)tslnim-t 一( ;')]] 174
(5 5 17)
成悻先懵矿物识别的都响国常 !it 析
5
~J'é学系统具有领形孔税时
MTFO
:=
1 _!!...
(5-5-18)
".
式中， ι 是概止穷阅顿事
D,
(5-5-19)
~=工 其中 D，)圣人自摩纳尺寸 .Å 是披仅"
在光学淄感使用的光锵泡圈内，探测器空间截止频率比比迦光学革统的空间截止频旦在也 束往往经低频。对于像整较大的光学革锐，可以平考虑衍射的影响，调制传递函数町等为
MTF" ::; exp( - 2 'fr/ (Fγ)
(5 • 5 -20)
式中， σ，自 0.51γ ， γ 盖弥散倒半径。设在此弥散圃内，聚集着相应点且能量的 85% 以上。如
果空间频率用探测器的截止频率，脚U.式旧政室主为
MTFð 尚 exp~ - 2,,' (与iVLfl(9321) J l
飞 a ，
飞 V dc '
对于衍射限系统，计算证明据测器尺寸与lIè1l!圃直径之比为1. 3 町 2.9 时，分辨率下降约
15% 阳 50岛。这样，最黑阑iI:径以小于探测器尺寸半左右为主宜。 对于像羡较大的系统，弥散阔宽径为探测报尺寸的 1 /3州1/5 时.分辨事下降约 15% 附 5% 。进一步减少弥散朋iI:役，对分辨事下降改辞不大 ω
5.5.2.3.3
电子学赢统
在是在感赢婉的f商号般螺也蹄巾，探测糯前置放大梅、视频放大器和其他一些咆路都有咆子 滤波辅。只有滤波器合影响f商号的频率成卦。所以情号处璐电路的传i矗函数即描波榕的传递 函数。前置放大器是最重要害的部分，可等到效于…个阳1 低通滤波器。一般地把前置放大器
的传逃阙擞作如{商品登处理电路的传递函数，雀达式均 (4
5
12) 问样。
5.5.2.3.4 革统且调制传递函数 系统且调制传递函数 MTF(p 叫)篇 MTF κ'~
x MTF， 几 'J x MTFι(5 -5 -22)
式中 计算时，穷问糊事统一用探测器尺寸 d 舰一化，时间颇事换摔成空间频率刷 V.
=
d
叫
T
5.5.2.3.5
,
(5ω5
-23)
MTF 的评价标憔
借助于光学传递雨数，可以对混感传感器进行穷间定标。调制传激丽数反映景物(就照 像)的光学对 ~t度与烹间频串的关蕉，是~统对所观寐景物再现能力的度量。如果把调制传 诵丽数愤广到光学传i撞丽数，还可以描述网相iîL传竭而形成的我际制像与王理想阁悔偏离所适量 成的阴像模糊，在在烹可以计算出探测器均景物间的相对振动，物点扫捕的时间说接替因素滥成 的图像分辨率损失。
视遥感传!酷吉普均由…系列具有'íÎ!糊事特性的手罩统组分而成的总体.井设各 T 革统都
满足线性不变条件，辐射派都非相干光源，削且整个过程单值觉噪商等，辑用频哥哥分析法，闻以 分别研究骨子革统，说明各子矗统闷的联罩，井预计和评价整个~统性能。例如，光电塑遥感 传感器，特别是光机扫描遥感传感器，探测器的空间磁波传递凶数时革统 MTF 的货献最大，占
175
成悻此惜黯矿识别 :'->k'性本研克和帮响闺常企析 了且最统 MTF 的锦大部分，而探测愣时间磁波传递函数和信息处观也于学革统的传通函敬对 系统 MTF 的贡献最小，只 ei^lr分之儿。
对踵感传感棒 ， MTF 的评价标准是:在黯奎斯特频事下.赢统的调制传i撞倒数大于奇事于 0.5 ，即 MTF( 叫 Nyqui$t~O.
5
这可以f\'如 f解释，用公式
IFOV 志 (d矿 (m时)
(卜 5 24)
IHd/f(m) Æ:且瞬时视场 IFOV 时，没有考虑成像革统的悔袭和衍
10
射，以及由于遥感器相对地丽运动所产生的阴悻模糊 c
己如上述，使用调制传递阙数，可以把降低悻质的这将 因素和息系统联罩起来。在此毒草础上，可以定义有效
.,
l叫
瞬时视场 EIFOV。如阴 5-5-1 所辰，对于正弦辅亮
庶分布 ， EIFOV 定义为…空间是非被氏，对于此中波长，
空闲频事
辆亮度分布的调制度，附于系统 MTF 的作用附降低到
f
最大值的 lI2 ，
EIFOV 0 是 H
(5 -5 .'25)
式中 .ll2v 创掘了光学、梅测糯和像移的调制传递扇 数作用，戏巾各符号的意义如阁'… 5ψ3 所糕。 对于轨道溺感棒 ， EIFOV 基本上和 IFOV 一样，这
晶则由』蓝蓝统的响!il!rIl探测糠的 MTF 支配。 围5
-5-3
瞬时视场稍有效醋时辄场
计算 EIFOV 时，实际上常作王三种假设.r.p ，a:光学 J!i统的模糊阁成点扩散函数量 E副对称的，这是→种理
想化的情况，但多数情况下能给出良好的近似;②在积分时间内，像的拖影为哮，这也可能较好 的近似，嘻滤搅和般大器电子学电路不引人投影。在 MSS 巾，模糊圆直役是探测器边长的 咄%.瞬时视场从 62.. 降低到d65 m。在 TM 中，成像儿学革统地 EIFOV 的影响可忽略不 lt"
时于光谱分辨串，有辛苦类似于以上空间分辨率的情况，定义正弦销亮度分布的有放光谱分 辨率为
光谱半世t* ，对此半波长，丰富亮度分布的调制度日由于革统的 MTF 而降低一半。
有效烹间分腾事和有效光谱分辨率都是以 MTF 嚣。‘ 5 为慕础条件确定的。相IÆ于此 MTF 僚的穷问频率和光谱频靡，在奈聂斯特抽样定颊.J.l挂该是亲聂斯特频事，从而保诋不失真地恢 熏穷间和光谱信息。 ，\l，事统的 MTF;:如 0.5 是一个高指标。对于报帝王吃遍感愣，难于达到。这时哥哥准1'1'精航波
澜垂直航班两个方向上，总赢统的 MTF=O 扎实际上，有时甚 Æ平足 O.3~
5.5.3
空间分辨率的模拟分析
使用蓝天山 HyMap 和山东招远 OMIS 寸嗷掘，逃捧合远的目标区，最用模拟方法对凶像 作描值就lIl:采样，分别模拟 5 m( 或 7 m) JO m 、 15 阳、 20m 和 30m 大小像元的朋像插值或草 果非非(民回咀rch
Systems. Inc ,
率对矿物识别能力的影响。
176
2∞ 1) .分析模拟凶像中地物的光谱特征曲线聋化，研究空间分辨
5
5.5.3. I
成悻克培矿物识别的部响国章分析
OM I S - I 困像儿何分#串模拟
取一个 像元面积为 3 x5 的融融岩化地质体为研究对卑，周围地物分布主要是植被，其次
{ï IJ 、范围的花岗岩露头和废石堆(阁 5 - 5 - 4 (.) 、 ( b )) . 原始图像几何分辨率为 7 m. 经过儿 何盘果样、踊 fli处理.模拟生成 7 m 、 1 0 m 、 15 m 、20 m 和 30 m 空间分辨率 的困悔，观测量点旷 物光1曾特征的变化 。 因 5 - 5 - 4(c) 是碳僧岩化地质体在 6 种空间分辨率模拟阁像中提取的 反 gt J\';谱 曲线 。
!o
"
.~/~m (b) 闸跚地铺图像 u"篮
川西究区则 .(I!)缸包为研究目标}
』 · 且且血阳中川
10
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(<)领馆回·叶....恨倒先例'1…拽 回 5
-5 - 4
研究目标在不阴空间卦辨攥模拟圈。融中的光满暨化特征
闺中曲线 '0; I.~ jAJT1处自上而下的雄州顺序刘启曾有温文字自上而下的说明顺'"
从阁中 "1 以从 10 m 以上分辨率的曲线反射率降低町像元中含有反射率较低的岩石， 15 m
的曲线形态捉近植被的被 形 .说明诙像元已经啻有大部分 的植曾成分，从 20 m ~30 m 闺恤中提 取的光滑 1111 钱也是近似杭酷的反射刷钱，只是反射串降低.说明较大像无尺寸范围内植被为主
体.同时也混古反射率较低的岩石 。
5.5.3.2
li y Mop 图像儿何分排串模拟
( 1 )对青饶、相矿物地质 体困像光谱特征的黠响 177
Jil.悔克晴 i: 矿讯刑方法技术研克和市响固帚分析
J.l yMap 原始图像空间分辨率为 5 m. 经过几何亚来样 ，模拟生成 1 0 m , 15 m 、20 m 和 30m
的空间分辨难阁恤，研究区分布有数;r， l(;达儿十米 、 宽约 10-100111 平等的绿泥石化带，阳和 为灰绿闪桂岩、硅质岩和安山质凝灰岩.如图 5
5 - 5(.) 、 (b) 所示 。 回岩的图像反 M 事 IJ、于
-4
绿泥石区域的四 III反射率.吸收特征较弱，阴影的困恤反射嘟里锯齿状振动 。 以撮泥石先i骨吸
u-YUUUU 自
I.jXl0.‘
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明M
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阳阳m脏
收特征为研究 x.t~. 通过儿何分辨事懊拟观测巳知点该矿物的图像光 I曾特征变化 。 J!l 5 - 5 -
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绳捆石恨在不问空间卦辨率幢扭圄啤巾的光 i~ 置化特征
刷巾曲线往.."四处自上耐下的馆，电巅，萨对应'在，温文字自上面亨的说明顾Jl'
5(c) 且绿泥 {Î化 1W 地质体在 6 神空间分辨率幌拟图像中提 l血的反射光 i曾 1曲线 。 15 m U.t 该模 拟像元处于阴影中，因此，反射率值较低 ;10 m 和 20 m 所对应模拟像元的光谱曲线在可且血
近红外区域幡由状噪声增 it 可能与此时像元中包宫的地形变化有关{阴影)或与周围岩岩石 种类变化有关 :30 m 时懊拟像元的光情曲线趋于跑定 、光滑大范闸的和性趋于单原班) -
10 m 较小范 l盟的岩石J't i曾随其淹没 . (2) 黄 山东撮醺岩地 区模拟 研究目标为般醺岩分布区 . 周罔启石化节成分较重杂.月二分布有大片戈旦壁沙漠 ， 如困 5
-5
6( .)所示 。 H 标和周围岩石 、沙漠的朋像光 i曹特征如阁 5 - 5 - 6 (b) 所示 J胡闹地物的反射
178
5
成埠点;.矿物识别的Jj响国章分析
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债"盐岩石区在不同空间分辨拿筷拟饵.中的光谱变化 !~!iE
阁中幽锁在1.2.5 11'11处向 上刚下的徘列顺部对应精有边文字 自上而下的 说明顺作
率普遍较而 .在 2 . 347 ILII1具有校强的吸收特征.部分周因地物在 2. 2( , 2. 26 川1 具有弱的吸
收特征 { 对研究区 H y Map 原始图像进行儿何直采样、插值处理，模拟生成 5 ， >0 ， 1 5 、20 刷 30m 的 空 间分辨率阻像.槌取 liI] 一 目标所对J且不问 空 间分辨率幽悔的凶像光谱陶线，加以比较.四 4 - 5 - 6 ( ，)显示为碳醺挡在不同空 间分辨率图像的光谱特征，在 2.347 阳，郁具有较强的吸 收特征，但其吸收探应 变化赳势且体是随 .j'J 慎拟 111 惶的分辨串将低而变浅变览 。 阁中 5 m 和
15 rn 模拟黠 jl!提取的光滑 1"1 线形态特征基本一 致.反射串的高低不同.在 10 1TI ~;t应的光谱曲 线中国含有具他岩性成分 . 反射率增高且 2.
347 ~II 处的特征变宽 :20 m 和 30 rn 对应的光谱
曲线中较强光谱特征变"圆滑.且变宽.较弱的特征 (2.21 、 2.26 协m 和 2 . 43 协m ) 已经不
消晰 。
5.5.3.3
小结
( ( )引起不同空间分辨率的模拟图像光惜特征(强度、吸收)变化主要是由研究目标的分 179
成悻克懵蔚矿识刑方法技术研究和帮响罔常分析
布施阁、阁粉 J葡网其他地物以1远地形臀因素所决定。 (2) 空间分耕幕降低，使得原班像JG 内的目标电曾有在对应像元内所占的比重发生改变(产 生了?昆命像冗)，从附使日你的常常特征变弱。 (3) 通过上述分析，认为在成像J\ô谐地质应用中，利用光耀悴征开腿矿物识jJlJ 制凶比例尺
度Ji!Z均目标的大小尺才有关的憧泊尺寸进行。也就盘说，尽量童使用较 /J' IFOV 的成像光谐仪 或较低的航高，减少淄合像觉效应，提商议别制幽精度。
数据的信噪比
5.6
开腾传感器信曦比的实翰模拟分析是一项+分复杂的工作，一般情况下难以实现。网此，
本研究在现论与概t分析的基础t:，对 AVIRIS 、 Hyperion 、 HyMap 等传感器的数据进行信噪比 的统计和对比分析。
5.6回 1
i曹瞧比的 ñl义
评价探测器的探测性能常用它的 f自噪比、噪声挥效功率 NEP 和掠测虱敏膛。翩束描述。 在低何探测吉普怕输出端.且榨在着…接毫无规律、事前无法预测的咆压泌伏，这种#嫌草测糯阙乎宿￥、
不可避兔的现盘称1 之 Z为"唏F声街 太小。事耳真正确定辐射信号的存在.人射辐射功事应由 NEP 的 2 啕 6 倍。 NEP 基本能避达 A
个探测苦苦的探测能力，但它的大小依赖于探测器元件的 ilî积 A ， 也依赖于放火器频带宽度6J。 到了比较探测榕的优卸，德朋探测进敏皮 D 嗣柬衡盘。 D' 虽是与 NEP 成!íE比的盘(王建芋， 剧 2; He, bert
1. K. ,
1993) ，由下式准出:
D ‘ = (A • I\f)川 /NEP
(5 …6. I) 1
f音噪比是指俗母对喋陶的比值，通常称为单统的巢敏度，当元件简积为 1 cm 、频带宽度 为 JH，、照射光的人射功司降为 lW 时， 0· 的值等于探测器输出信号与其噪声之比，即倍噪比。 均表示为.
s
v.
ci:，叫1IA2.
Nmr4;iji市JAIT-ATJJ 叫A L\oAdA
卜 6 亿)
系统的信嗯比和探涮器灵敏皮 (D' )、波段带就成线攸关系，和瞬时视场角 IFOV 成11'比， 假 ρ· 的大小景探测器制泼工艺的限制，而波段带宽和 IFO I' J茧根据用户的需求和实现的可能
性来选定:选用丽积大的探测器，可以提高系统的假噪陀，假在→定的 IFOV 情况 f ，探测糠的 增大就要增加 li 绒的焦R/j.这样光谱仪的体积就以报测榕的统胶乘三次方的关 li 增加，相应重 .也随之增加。另外，探测楞的丽和立犬，也会使器件的性能下降;…叩且*统的探测棒和革统 的瞬时视场已被选定.在光学革统设计中，在影像I!!黯允许的情况下，光学革统的荒草 R/j f'数应
尽量地小，赢婉的恼噪 1~ 随 f 数的减小以事:市根关系增加;增加像7已成像时的积分时间， '可以
提高俭眼比，这样可以通过挺商先机拘捕效率、多元井拍成国阵推槽的必I!<达到。
5.6.2
借喋比的模拟分析
通常在3民用lIií阵探测器 S;
- CCD 器件的情况下，在 0.5-0.8μm 施阻内，即使在光潜分
辨率很高的情况下，投本上已能保证俏噪比在 800'1 以上;在 NEAρ=0.01 的情况下，精于反 射率1的 0.3 的地物，在 0.4 时 2.5 川业阳谱段内的大事数通道肉，技堆上已能保诋传感器的信
180
5
成啤克精矿物识别的~响曲章分析
曝比达到 50:1 。本研究在假设下列技术指你提件下进行模拟:
(1)极杭卫盖在平白， 11里高度 800 km ，倾斜角 99 0 ， 太阳阅步圆轨道，降交点地万时 10:30 ， 11里绕地球飞行周期 101 mîn. 星下点迷度 6.6 km/a ，盛下地隘轨迹r<司附 16d 通过问→Ií<域。
(2) 地随分辨事 (G!'OV) 4O mo (3) 光憎泡嗣在 0.43 -2. 4 "'"，这几乎被盖了太阳光反射的圭波段，以满足各种任务薯 准。 (4) 光谱分辨率 10 -20 nm 。在 0.43 句1. 0 阳光谱活圈内 10 nm 的分辨惑是根据模被研
究要求确定的;短搅虹外([ 20 nm 的分辨率是根据地质要求确定的。
(5 )噪声等饿反射比 NE年 .0.01( 反射比 ρ 元。 3 时)。啸声带效反射比表有F 丁仪器的辐 射分辨率。
(的数惊:1:化 10bil Q 模拟信号的数惊量化攸数取决于仪摆的动态范网和 NEåρ 要啦，对 陆地测量肮用而言，lObit 的最化精庶愚足够的。
(7) 辐射定标精皮士 1% (相对)、土 6%( 绝琦)。 采用商陈探测器报制式的光学成像~锐倍噪比方程为 4 5毛 A) SNR ，二…"旦旦
J丽， +万 + S,( A)
(5-6-3)
式中
Ad
λ
Se(A)22ThMη(λ )T， (Alro(A)E(A)ρ(A)co，ZM
4P hc
(5"'6-4)
Sc( 川，州 ， D 分别均以电子数牵挂泌的银测樱输出榕粤、演出嗨肉和暗电流 ;Ad 为探测器阵元凶 积 ;fi 为光学革统然比川 (A) 糊口 (A) 分别为光学革统效牟利大气递过事 ， E( λ) 为太阳的地
面光谐度 ， Z :Jg太阳天顶角; l'jnJ.为积分时间叶利 C 卦~Oj曲普朗克常数和 j{;速叫 (λ) 为擦测器 的置于放到~， åÅ :Jg光i普通带宽度。在对各子单元性能调查的基础上，进行综合工程权衡，再 对~统假设最件如下:
( 1)囱阵探测者曾根据醒自阵探测器的发烧水平，选择蔽 cc日用于 0.43 -1. 0 μm 光谱施 圈，搅成 HgC dTe 探测器用于1. 0-2.4μ阳光谱活圈。阀种器件的像元尺寸均选为 30μ.m x 30 阳1 ，像兀数目 768 x64 , (2) 光学:1(统:光学革统由前置 E望远镜和两台分立的光谱仪级成.由 40m 的地丽分辨$
规定仪器瞬时视场 IFOV. O. 05 .U时， 30 阳的惊元事求光学.li'<统焦量在f. 刷 mm ，光学系统 焦比 F 数越少， SNR 越高，倒为革统的光学设计相加工造成周瑜，所以置费后选定 F 篇 4 ，对应的 望远镜口役 Do
=::
150
tnnl
o
(3 )帧频和数据惑:防冻商比 ( V/H) 和瞬时视场 α 确定探测器的识分时间为 T阳 .6.1 缸 5 ， 因而帧频为 165Hz; 探测器的输出数据事 162Mbp. ，再加入辅助数据后，原始撤据事将达到
220Mb阳;在数据下传之前，商要进行压缩 .2.5 的压缩比是必须的。 (4)t IJ 翩宽度;由副陈探测棒空间 Ji 向像元数目和地困分辨率决定仪器的XlJ 幡为 30. 7 km ，视藻角为企 LP; 由于其X'J 麟较稽，所以在望远镜前设置瞄准反射镜，具有穿轨迹(刘麟) 方向;t; 30 0 的斜视观测功能。
生吉告上述假设，岛窗台节述技 *~墨数(见邂子.6 …1)，利用f曹蝶比Ji楼计算出在中纬度地 Ií<、 23 km 能见度和地物反射 tt
o. 3
的条件下仪楼的信喋比，在自自 5 -6 一 1 '1'示出。在本研究
逃蝉的披段上俗噪比值均可商于 100 -150 ，并可满足 NEåρ ， 0.01 的要在。
181
成啤先培 A告矿仅如i 方法拉点研究和带响凶章分析 '是 5 -6 份 I 卫星高度
i!!:距越感先词U!像罐'自醋的草噩衔辑和植术步做 8 ∞』】
总视场
全， '" 0.43 -2.4
It谱范围 光学系统
瞬时视场
0.05 皿叫
光懵通迪曼史
128
分拂率
10 nm( VNIR) , 20 nm( SWIR)
胁m
焦比
r. 唰皿
F:;::;4 30μ皿 )(30 I由 ;VNIR ，
76S )(64
尺寸
50-2皿】
数字量化
lO bìt
帧颜
165fu
原始数据率
泣。"也"
Jff，:震
<300协
If缩后
tOOMhp自
地面分辨感
40ω
功牵毛
平均 2∞w
利幡
30. 7 km
寿命
>3 ，电
探测器俯式 信崛比 (p '"口.
3)
硅 CCD;SWIR ，混血 H萨4Tè
361 3J1
假 2;JU… L …斗… 1
0.4
0.6
0.8
1.2
1, 4
1.8
\.Ó
2
乞'2
2.4
被抵 /μm
酣 5 …6 叶
先学成像传睛榻的情噪比恢拟
中纬度地区，2.:1 km 能见度大气 ，p
5.6.3 5.6.3.1
",
0. 3
成像先谐敏据的倍曦比对比分析 披据位噪比的娩计分析
在成像光谱滥略措矿地质应用中，数据信噪比的商低直接决定数据的好坏，当然也决定矿 物填圆的精度与做果。数据的俯瞰比越筒，经过光谱蓝蓝童问的精矿光谱曲钱光滑，附侧的噪声
少，较弱的特征谱带越清晰，填出的矿物种类事，闻 f窗Ir离 z 反之，挺取的老母矿光谱曲线附加的
赚声多.ll\l谱带被噪声淹没，能以串j矿物的种樊自然也就少，识别的精度也会随之降低。
通常结合各种典翻地物光谱特征抗噪性的模拟与评价，来确定传感辘信噪比对地物识别 的影响。机载 AV1R1S 传感错模拟研究表明，分辨植被叶绿章光谱在 0， 70μ.m附近大约 10崎 nm 带挠的特征要求系统的信噪比菜少要达到 1∞ 1 ;在 2.20 阳n 处分辨 (20 mn) 高峙土矿 物的窄带谱带，信噪比$i.保证大于 50'1 ，这些事耳求是在能见度为 23 km 的标准大气所观测到的 在丽反射事为 50% 时模拟得到的 (Sw町zeetal. ， 1997) 。在同样条件下，拥京大的机载成像光
谱仪 CASI 倩嘿比约为 420'1 ，澳大利亚的 HyMap 成像光谱仪馆喋比在当00'1 (T, Cocks" al , , 2003) 以上(朗 5 … 6ω2) 。
182
成悻少也啡矿物讯冽的部响闺啻分析
5 "削
J6ûû 1..
1400 f•
革酬"→…-1....-1-制"""-+._......-1...'*.._.1 •币。
1........1......". ，， 1
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18ω2000
2200
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被低 I ，m
因 5-6-2
血像光谱 HyMap 的实验测试的信噪比陶线
(T. C()(:'Ma m.， 2剧3)
遥感数据的信噪比分析有多种方法王理论计算法、试验测攒钱、模翻计算模拟法和统计法 (陈秋林等， 2αMO; 如IJ.量费等， 1伸9; Mark Folkman et al , , WOl) 。这里来用针对试骗陈的激感 数据分别 i串用不问的均匀分布的地物光谱数据均债与标樵方羡之比进行统计分析，同时对荣
阔的机截成惶光谱仪 AVlRlS 数据的偏噪比lU非矿物识别制阁成用进行统计分析。 AVIRlS 成像光谱仪波怯范阙 400 阳 25阳 nm ，光谱分辨事 10 -15 run ， 22O个波段@使用了
1 师0 年、 1993 年和 1995 年的数据，矿物识别的方法果用光谐特征形事J!Ç配法。满it对其数据 的傍噪比及其矿物识别制阁成用然果进行统计分析，分析的精果见我 5 而 6 伽儿 1师币年，日哺m
er N. Clark 等人对不同侬噪比的 AVlRIS 数据放行矿物种烫的识别分听研究，然果雀明 AV lRlS 成像光谱仪对矿物识别能力直接与其俗礁I:t成正比。因此，随营成像光锵仪的恼隙比 的串串岗，直接握在商了矿物识别能力。 '夏 5 伽 6-2 费段据时相
AVIRlS I撞撞的偏曦比且真矿物诩剔描!I!对剿'曼
ii 瞩比 SNR( 町她光)
传糊比制民(缀披红外)
管lí'I的矿物种费
钩
..._.
19回年
备控 "
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1993 年
邸，。
199' 年
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晶晶晶晶晶晶晶晶......-矗
晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶一
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网上
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Clarl: eul, , 1996)
网 5 … 6 叫 3 为 224 波段的原载传感器 Hyperion 在可见光、近在I外初短波红外上俗噪比幽
绒( Ste内en Un蜘rω 矶， 1 怖的@因巾的可见光、近红外波段的燎色曲线的值可知，最大的恼地单 比僚为 150'1 ，最小值为 30'1 ;1E右，平均约 90:1; 在短波红外(1. 00- 1. 80 阳。上.盖量大的侬噪
比值约为 135 汀，鳞小伯也在 30'1 左右，平均纯为胁: 1; 在炮战红外 (2，∞ -2.50 酬)上，最大 的信噪比值约为 65 汀，簸小值也在 10" 发布，平均约1句 35:1 0 随 564 中的俗噪比曲线是x>t试验怪地íliî分布均匀、且削积足够大的黄色土壤地脉的
183
成啤克谱JIJ:矿识刑方法技术研究和母响圃章分忻
The SNR of Hypet lO n(EO- 1} 2臼3
150
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幽R'但 古 zmwU
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1墨辑成像光晴悦 Hyperion 的情噪比掏钱 (St~hell Un酬 U 侃， 1999)
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被告'1μm
固5
-6-4
词磁旺戚像光谱 HyMap 撒掘绒叶情喋比陶钱
数掘进行统计的。统计的丽积约为 40 m x40 m(8pixels X8pixelB) 。阁中原始口N 憬的信噪比
H曲线中，整体的俯瞧比俄制陶 90 之明。从网可以看出 0， 40 斗， 50 "'"被拉上，经过定标的反 射'*'数据的俄辙比 (SNR) 翩绒( Ref)商于网原始数据作的情噪比曲线(红色) ，尤其是在可见 光被议上哥哥商出 40 ...50 ，恨在政红外却较低 (0.90- 1. 30μm l.在锺披在E外上二二者大体一致 a 从原始数据时'草的傍赚比柬辛苦，俯赚比值班 90l汪宫。
5 , 6 , 3, 2 5, 6, 3 , 2 , 1
位嗓比对辈矿光谱识别的影响 AVIRIS 数据的矿物识别
漠 5 -6-2 列出了黄阁机载成惶光谱仪 AVIR!S =.年的成像光谱数据的信嘿比，信牒比债
从可见光的 1'180 到 1'800 ，烦披红件的 1'80 到 1 '3剧，识别的矿物种类从 10 种到 25 种。
184
5 5.6.3.2.2
成惶克 it矿物识 l'l 的部响圄章分析
H y M叩数据的矿物 lJl别
罔 5 - 6 - 4 监示成{像串光1谱菁 H 州 y Ma叩 p 型鼓 k 据在 2.0 呻 -2.5 忡m 区归间l 的 f借自噪比为 回 啕 四 9o 之间.对 应该 披段的戚惶 3 光 t 谱数据.提取的岩矿光i谱曹特 f征 E 曲线且阁 4 - 2 - 7(归 a)卜吁从该回提取的纲舌母
旷物的光 1滑菁特1征正曲线与虫实;验茧测试纳云母旷物的标准特征曲线(图 4 - 2 - 7(b 川) )对比可知.反 射刻率 R 幽线形事和嗷收 1谓帽带郁卡分接近 云 E峙t 矿物的识别与填阁 . 阁版 7 左边是利用短披红外区间的 H yM叩数据识 *'1 出的商峙石、销 舌啡、 碳醺甜 、 V' ;ftl 石 、撮泥石、 埃描石 、 黑云母等 9 种矿物 . 右边显示的为矿物标准特征曲线
(右上 角)肩l挺I艇的矿物光i骨刷1 钱(右下角) 。
5.6.3. 2. 3 OMIS - 1 激掘的矿物识别 国 5 - 6 - 5 为山 A< 柑远地区成像先带 OM I S - I 数据的信崛比 曲 线 。 从 IUI 钱可且 ， 该数据 在短波红外区间的伯嗨比较低.盛大的值的 50. 平均在 20 左右.从朋 5
- 6 - 6 ( .) 也可知短波
犁，远 。6
0.8
10
1. 2
‘
16
1.8
2.0
2.2
2.4
.1< ， μm
四 5-6-5
山东细届地区凰像J't i旨11<蟹的情曦比
{时 …R 例街币、*体制愤撞 u
田 5
- 6- 6
(b) !l. OMIS. 1 ..咿翩翩的 4 t; r.-
山东街1 远地匹成.先谱曲据指矿识别
' 85
成i阜先婚者矿iJ<、男'1 万法执术研克和帮呐罔命分析
主I 外 IK 间提取的几种地物光谱Ji!!线上附加了大量的噪声，使得提取的榻被，Jj(体和岩百夜该波
长区内的反射'"噪声明盟增大。利用该数据在山京玲珑盘矿 IK 附近的进行了农哥"f盲息识别， 始果为例花带、褐铁矿化代、方解石和商岭布等则数为普矿胁质体(见阁 5
5.6.3.2 ， 4
,, 6 -6(b)) ,
小缔
根据 k 迷对倍噪比的概念F理解声中结合几种传感器的偷眼比模拟分析以"-试验数攒的统计 分街可知，基于商光分辨率的精矿光谐特iìE骸息遥感对成像J't)曹传感苦苦数据的依赚 l也要求 1m
离;俗峨比的高低且按影响成像光憎辛苦旷俯血的挺眩，成像光谱仪设计均研制的实验测试的依 噪比数据远远离于实际运疗所获取数据统计出的俗噪比值，从数据统计的俗盼比来藩，在可见
光、近红外谱段上@都能达到Ijl'loo 以上，在1. 00 句 2， 00μm 短披红外上，倍噪比在 1'80 të右， 而在勉彼红外 (2 ∞伽 2.50 JlID)上，信噪 ~t普遍较低，在 1'50 左右。
小结
5. 7
tE第三章中着重分析岩矿本身的反射辐射光谱特性及其变异做分析，本草草侧重从遥感这 个层丽上剖析了满感岩矿高光谱特性信息识别与提取过稳中的主要靠响阴素。如大气与人射
光的下行相互作用，岩矿反射稿射光谐与上行大气的传输作用，传感榜的观测几何佼缀，传感 榻的光学系统的光学传递雨数与探测糠的响应程度，以及传感稽的光谱、空间分辨事和信噪比 帮网景.在人射光大气者矿光锵大气一传感帮(光学传输与探测器响成)熟个成像系统中岩 矿光 i费特征是如何变化的，也就是按这个大革统中脐带黎的太阳光能量和精矿反射光谐辅射 残废最如何在各个环节中传澈的。在本章从现论均概起 k较详E草地陶娥 r 革统中每一个技术 节点，并从实际的试验数掘出盘进行了棋租l 、统计句对比分析。在以下几宽翻有较深刻的认识 与理解
5.7.1
大气传输
通过分析大气的成分与分层结构，大气的传输理论模型的探讨以且*脱岩矿光谐反射搁
射特性在卫f之间大气库1i:!言中的模拟，能够且精晰地认识到大气的篮杂性相i!:ó搓性，有利于发展 和开发商光谱遥感岩矿光谱特性的恢捷方法;有利于提高高光谐遥感中光语重建精度，还应在出
岩矿本质光谱特性 D 大气对太阳光谱或是时岩矿光谱，在可见光说陶内，传输的能最随着大气
居高度的增加而增加，在近红外几个大气Jj(吸收IIIíJ，: (0. 94 协m ，1. 130 机阳、1. 400μm 、1. 9回 μm 等)上的传域随高度的增加而减少，在其余波怯上随商庶的增加变化较为较少，仍烹缓慢
减少。在红外波段上琼种缓慢i蕴碱和Jj(汽的快速递减都是在 5 km 的高度，说明在此高皮底以 下大气成分最为集中，阙此衰减的幅度亦大。
5.7.2
岩旷光谢俄息遥感的方向性
与可矿光满特性的工向快网艇在贵在工嫩的分析中已经表明其光滑特1íE强人财与观测的几何
佼置关罪影响不太.费其影响的仅为反射事僚的大小。在这一章中，且现论上分析了形成方向 反射的机理，并开脆[精射变异的修正方法。通过份析认识到j遍感辐射的变异攸榕在营篮杂 i!::Jl:性，影响因章相~?苦，旦得税不确定傲。它是将矿地理捷地形篮 ~1生、文气的卫在确定性(季
节性、地理性和草杂性) VÁ且班测不稳定性的综合，允其晶时机载成像光谱遥感，这些影响剧 蠕使得光谐变异和像7u变形显得企业突出，当然给恢主运主t4民米阻貌带来一定困难。
186
5
5.7.3
成悻克4普矿物iJ(、别的帮响曲章分析
传串串榻的因素
在前圆的分析中并没有出现传感糙的凶棠，是为了单一些章的分析。所带籍的光谱分辨 串，或'i! f可分辨卑，或f青睐比之间是相互制约的，而l 且都受到大气、方向性以且传感其自身的影
响，如大气对光分辨率高的堆放段上岩旷倍息，或者是低倍赚比的谱带特征倍且扰动(附制噪 声)十分明晶，再如航商对奈间分辨率的影响等等。如果这些因素都问时带虑，那么，根据信
且理论(信息的簸大化)我保诋某一方峭的信息量的同时，对某换信息最比需要作出啻弃。如 保证商光谐分辨率的信息，信噪比的信息量就要做出让步，相对来说，信噪比级别可能舍降低;
反之，提高信噪比的话，好必加宽波段的带觉。穷间分辨率与信嗷比的相互关系也是如此，大 悔元肯定舍有高的信噪比，阴积分能最大，噪声干扰相秀才较小。
S. 7.3.1
光潜#拂串
在识别是去矿商光谱f富息时，光谱分辨率的确起草草很重要的作用。上述研究销躲表明，辛辛矿
光谱特征、光谱变异性，开脱橙矿草草幽、矿物半度和组分*'量的定量分析，所姿坡的分鳞:$依次 提高。从目前岩矿信息提取瞥，在可见光和在 2 削 ..2.50 川锺彼红外婆在较淌的光谱分辨 率(1 0 阳 15 nm) 。如果要J!精确地开脱矿物丰度填圈，或者要反演岩矿J!精细的成凶扭扭度与
压力，则要准J!涌的光谱分辨率 (5- lO nm) ，这是由光谱特征的变异性决定的。如果光谱分 鳞事低，就告失去岩矿较激弱的光谱细节。 5、 7.3、 2
索间分辩丰
烹间分辨串的据是商意味着iR别的精矿等地物的儿何jË{JI精度离，越感影像清晰.降低了1昆 俞惶元的效应，从附使辛苦矿识 jjlJ 、城阔的(攸置)稍膛，或者是分类精脏得到提高。如对于 10 3在荫的农作物，当空间分辩事魁 10m 时，他叶面积的说望是为 1&%; 当空间分辨嘟蜂拥 m 时，
估计面积的谈主21曲目1%; 当空间分辨率变如 60m 时，估计阻拟的谈盖在达 50% (草草心态等，
1994) , 目前，在成像光谱遥感辑旷信息提取技堆中，利用的是岩旷高分辨率的光谐倚息，为了提
高倍噪比，一般曾首要牺牲空间分辨率，如 Hypenon 的空间分辨率仍然是 30 m;机载成像光谱仪
以降低飞行遥感平台的高度束提高空间分辨率。空间分解串的选择取决于所研究的目标形 态、尺寸大小以及制 E目的精度要求，或成倒比例尺。当然，穷间分辨串越高越越好。根据前尚 模拟分析结果，优于 5m 的接问分拚率较能满革岩矿填阁(比例尺 :I:I (J(阴阳 1:1α皿JO) 的需
求。
5.7.3.3
惊噪比(日/N)
如前所述.对成像光谐技;ft
S/N ~盖一个既盟主哥、卫篮杂的参数，'È受请
果成像光锵仪有足够的精膛，则它能探测到楼矿的精细光谱特征。阴此，假设事解决蝇一特殊 问题.所辖婆的信噪比(宙的依赖于所创究的光谱吸收特征的强度。当然，探测糠的响应通敏
腔，波段的光谱中青觉和果自指矿尚且射!ít监射光的亮1lt也影响自iN 。如果在某些波段上岩矿 的光谱吸收特征很强，扉管低的 S/N 值也能识别它们。主要识别郑些吸收很峭的峰，常常需要 数百的 S/N 值，甚 3巨资商才能以别。
187
成悻光谱j告矿识别方法拉水研究和帮响因幸分析
岩矿商光谱数据在多光谱中的应用
6 6, 1
~I 窑
前丽已经且有矿光谱特性分析出盘，研究了其光谱变异性、成像光谱矿物识别的实用方法 技术以及影响成像光谱矿物识别的网素与模拟分析 c 本章是服用前面粉矿光谱特傲的研究成 果和试珑既成像光谱数据呼展多光谱应用。主要研究内容以地质矿产资源调查对我网厉续资
源卫星传感棉被段选择为依托，进一费开展'f、同矿床樊砌的岩矿光谱特征分析，进行精矿$'光 i替堪感的波段逃择与组合，$'光蔚遥感照像模拟、脱用微果对比分析和彼段优化 α
20 t股古巴 60 年代爽图、前班联开始在实脸窒堕研究揣在玉、矿物光谱中争性。 G，且 Hunt ， J. W. Sal ìsbury , Ross and D. Mo町等对挺得自然科学中心、月份大学和其他大学博物馆的精石、 旷物栋本(样品) ，经过近十年的精心测试和分析研究，于 70 年代在 I Modem Goology)è 连续 监 1撞了"矿物、密布的 E可见光、近红外和均被红外 (0， 40 -2, SOμ?泊)光谐" (G, R. Hunt , j , W, S创蛐U1)'
and C. J.
L.enho筐， 1970-1977; 遥感专辑 ;1980) 。这一经典论著的发我为其后的遥
感地物光谱研究盘腿奠定了基础。从 70 年代末开始传感器的波段选择都是在此基础上更进 步开滕实验烹岩省、矿物测试与统计分析研究，问时结合野外革绕地实测岩矿、植被、土壤、 水体等自然最观地物的太阳反射翰射光谱特性，以机载模拟为手段，进行革统地对比分析、模 拟研究、各种戚朋效果评价以及优化进行选择巳如 70 年代的美国陆地 E黑Land$at -4 传感器 M阔的 4 个波段选择， 80 -90 年代的Landsat - 5 ，7 传感器 TM 与 ETM' 的 7 个波段选择，法阔
的 SPOT J!黑的一系列传感器 HRV 被战i在择，乃烹于 80 年代初期发展的高光谱分辨事成像 光谱传感苦苦的数百个披段选择。
找阔的滋感技准鹉iJ;于较晚， j日发展核快，在溺感新如法按束崎应用上不断地跟踪网外的 簸新;jt展的技术 α 位朋以来，夜阔的卫星遥感应用主要是依靠国外的卫恩烧感资料.在产业化
应用中校校受制于人c 为了翻转这种网面，因旦在确定了发展我网骑自草卫垦的战略-， 1999 年 10 月 14 日的中巴地球费撒卫星一号 (CBERS~I) 和 2003 年 10 月 20 日的 CBE民S
2 ;jt射成
功.从此，我国拥有了自主传输珊的资w:刊盘。这附颗星的传感楼为凶土资徽遥感调查提供了
便利、保障的数据源，问时也为我随遥感技准的产业化应用奠定了基础。由此，挺出了我闺资 搬卫星盖到化、传感器配置实用化、管王盟运行科学化等问跑，解决这些问蓝蓝对我罔资源卫星的
健康发烧具有曾要意义(陈官元和失莞蓉等， 2酬)。然闹，巳BEI\S 斗、2 传感器配置、被段和 分辨率的设置是依据Landl'>at 寸的专题制朗仪 TM 和 SPOT 的 HRV 的技非指标，获取的数据 成用效果亦不扉如人章。为了填补我周资源卫星传感器性能指标选择这项墓础性工作，周土 资概都网际合作与科技司在"资源卫黑庇用系统研究和开发"项目中将"地质矿产资源调班对
.庸文周 ι 赵楠吕"旅瑞议等， 2<X沟，熄质矿产资源与地质灾得对资惚卫星的稽求分所报岱，~闺阁 i 资翻航绞物保溜
感'f'， G'o
188
6
j告矿高点婚数据在$-，比暗中的应用
脑续资螺Jl.展传感器的优化设计"研究工作作为震察伍菇。通过该项工作的开展，对我嗣后
续资哥哥卫星传感苦苦配置、波段和1 分辨串设置进行优化，挺商我阁资源卫愿传感器溺感数据对她 物的识别能力.对资源卫踵数据的!íi1)1j效果以及加快我网的遥感技求4平，具有重要的实际意
且，同时对我国资源卫恩的矗 j~ :Jt H盖想到前略性、战略性和辙动性的作用。
6.2
主要地质体岩矿组合及相应光谱特性分析
通过研究分析主塑岩辈矿床、热被矿床与相应脑袋蚀墅、风化矿床、沉积矿床制变质矿床 的主要矿床类型且其相应的特征性岩省、矿物的组合，选样有代表性的岩西旷物组合类型进行 光才请测试和光谱分析 (ιR.
Hunt. J. W. Salisbury and C. J.
I...é nhoff , 1970
'" 1977; Clark R. N. ,
1999; Clark , N. K. ， ιA. Sway肘， K. E. Livo el al. ， 2帕3 ，淄感专辑 .1980 ，甘甫平，王润生等， 2棚，棚2 ，意庆梅等 .1994) 、确定传感器最佳波段和光谱分辨率，提供研究依据。归纳品销如 下:
( 1)指肇矿床形成精媒矿床的种樊茄，很主要为族性、顽秘性措囊。主要矿床有锵铁矿，
钢、悚硫化物矿，铁磁铁矿矿床、制族、金刚有矿床，'1:要岩石类想有纯橄榄岩、孵*岩.革*辑、 纯橄榄袋，辉*粉、橄榄辛苦辉t是辛苦，金伯和l 错;特征矿物细告为悔尖晶石、橄榄石，紫苏辉有、橄 榄布，橄榄石、指铁矿、磁铁矿，橄榄石，金云悖。该指矿生且舍的光谱特性行为主要喜表现为，:(E可 2
2
见光 J丘直171、波段上 (0。帕啕1.∞ w时，深色皆有。矿物中肯再 Fe + 、 Cu + 和 cl+ 商于具有
0.40 、0.50 、0 仍、0.70( 盟换Al" )、0.80 和1. 00μm 附近的吸收特征憾帘，这搜吸收峰ttffii 觉;在纯揽l:I: ;f J:(1. 00 -2. 50 ""，).深包精石矿物含有 Fe-OH 、 Mg-OH( 泛八商体 0日绕 锁商E位)篡阂，在 2.30 ， 2.35 相 2.40μm 附近盟泌出清晰吸收特征谱惰，而在1. 40 、1. 90 和 2.20 同1 附近的吸收峰相游较弱 ω
(2 )热液矿床通过含旷流体作用削生成的后生矿床，其特点是均热液有关，成矿通过充填 骂立交代作用，伴有因岩蚀变。矿床主要要类型为伟晶岩型，砂卡岩型(鸽、铅等) .斑岩型(钢、铅 等) .碳酸放型和浅成低温热液矿床(热血在U;银矿、卡琳骂自盘矿等) ，特征矿物组合为锁辉有、 楼云母、绿校石、钝榴右，钙铁桶右、阳起石、方柱右，钙铁楠石、绿市石、绿混石，盘+黄铁矿+
蝶黄+雌黄+辰砂+lil:1'î等.蚀变类型为砂卡岩化，鸽质蚀:G:带、柳质蚀变带，有英、绢孟llJ;带、
混质带、青Jlt岩带、黄铁矿化带等 Q 这些岩矿组合的光谱特恢行为主要表现为，在可见光、近红 外波段上 (0守 40 -1.∞ μ叫，岩石、矿物中青有 Fel+ _， Fe
h
2 、 Cu + (在方八次配位 Cu 1 + )离子具
苟 0.40 、0.45 、0.50 、0.55 、0.80 、0 仰和 1 佣阳附近的吸收特在E谱带，这接吸收峰ì:ll而流，碟 。，阴阳3 处的 Fe +离子的特征吸收探而.ll.较宽，在1. 00μm 处的 Fe 2 + 离于特征吸收较擒，但
3
晶却喉宽;在短波在工外上(1. 00-2.50μ阳).精石、矿物中含有分子水(然陆的、包囊的、吸附的 H， O) 、 OH 、 Al … OH( 二二八丽体而 OH 烧幌配佼)、 Fe
OH 、 Mg
OH 基因辖，夜1. 40 、 1 四、
2. 16 ， 2.20.2.25.2.30.2.35 和 2.40μn 附边都能显示出精晰的、尖锐的吸收特征锵带，这些 吸收峙的强弱与挡旷中各种分子、越囚的相对含量，或者其所处给构位置有关。
(3 )风化矿床主要有缺、饶、销、稀土和商崎宿舍事矿床，直接革吁有樊型有铝磁酸档耐，倒蓝幸 被密码、石灰辛苦，铁E置麟土、辈革商岭土、蛇锐辛苦，红土化土壤，酸性业成瑞等;特征矿物组合为商
崎石、缀脱品.AJ， O， .矶。、针铁旷飞褐恢旷，班铁矿飞针铁矿、望E敏矿、事E锥矿，蛇纹石、破楼锦 !li绿泥石、高峙挝、般酸盐矿物，铁恼奇事粘土矿物。 t草率哥旷组合的光谱特性行为主要我现为够在 E可见光、近红外波段上 (0.40 制1. 00μ叫，浅色、褐色的岩岳、矿物含有 Fe ' ， Fe~' 利 Mn1+离
2
189
成悻3也借#矿识别方法 it >f'、研克和~响国常分析 h
子，夜 0. 4ú、.0.43 、.0.45 ，0.87 和 1 ∞阳，附近有吸收特征潜帘，在 0.87 酬处的 Fe
离子的
特征吸收源而且较宽，在烦波氮外上 ( 1. 00 啕 2.50 I川) ，浅包、揭色的粉石、矿物含有分子华 (缩晶的、吸附的 H， O) 、 0町、 Fe-CO) ， AI … OH 相 Mg …OH ~革凶，在 L 4ú、1.
90 , 2. 00 、 2. 16 、
2.20 ， 2.25 ，2.30 ，2.35 和 2. 4ú μm 附i丘盟泌出清晰PJI.收特征满带，附在 2.40μm 附近的吸收 盹相时很弱。
(4) 沉积矿床主盟有惚土、铁和锺矿床;密性主望要有徽酸盐岩、商铝火成岩，陆地风化壳， 氧化锺矿<;"特征矿物如二三J]<.暗自省、-J]<.倒在，针铁矿、铁峭、赤铁矿，软锺旷、水锚矿、装辙矿。 族精旷组合的光谱申奇性行为主要号呈现3旨在可见光、近在工外波段上 (O. 4ú-l. oo 阳时，法色、褐 1
色的岩石、矿物含有 Fe + 、 FeJ +和 M旷+离子，在 0.41 、0.43 、0.45 、0.55 、0.80 和 L 00 ""'附近 有吸收特征谱带，在 l 阳 μm 处的 Fe
h
离子的特征吸收最宽;在短披红外上 (L 00 句 2.50
μm) ，il\色、褐色的岩石矿物青有分子水(结晶的 H， O) 、 co; 、Al -OH 和 Mg-OH 捺闭，在 1. 40 、1. 90、2.00 、2.16 ，2.20 、2. 25 , 2. 30 , 2. 35 和 2. 4ú阳附近晶示l!i清晰阪收特征锵带， 2.20 "，n 附近的 AI-OH 革团和 2.35μm 附i!Í的 coj 一寨阴吸收崎栩对最獗。
(5 )变质矿床主要有变质铁矿、变质硫化物矿床和变质破铁建造金矿床;是皆惊有 BIF' 镣 片者，片状、片麻岩，大现端，黑缸片袋，太古宙变质火山岩等;特征矿物为磁铁矿、亦铁矿，黄铁
矿、'j;'锄矿、意砂、解锦矿，自然最+黄铁矿+磁贫铁矿。该岩矿虫阻齿的光锵将性行为主要我观 为:在可见光、i!Í在r外波段上 (O. 4ú-1.朋阳) ，糠色粉石、矿物中含有 Fc J + ， Fe l + 和 Mn J > 离 于，在 0.40 、0.41 、0.43 、0.45 、0.50 、0.55 、O. 70 、O. 肝租1. 00μm 附近有吸收特征锵带;在短披
红外上(1. 00 御 2.50μ叫，糠色粉有、矿物含高 CO? 、 Fe … OH 、 Mg 伽 OH 基因，在 2 ∞、 2.30 、
2. 35 和 2. 4ú ""'附近盟示出清晰吸收特怔诩粉，而1.4ú、1. 90 和 2.20μm 附近的吸收峰相对 较弱 a
6, 3
波段选择
6.3.1
岩矿地肢体光晴数据源
在倒际上比较有代表惊的光谱数据库，比如美倒喷气樵进实骗案(JPL) 、地质调查所
(USCS) 和闺际地质对比计划 (IGCP 句 264) 光谱数据席和中国的"光谱特tt'数据廊"等，收集了 近 200 种问矿物光锵数搪(章庆擒等. 1990; http;//speclib. jpl. nasa, gov;
http://
sped呻 CT. U咿 gov; http://剧协rweb， jpl. n酬 gov) 。主要型号别为耐酸裁、棚酸盐、碳酸甜、破酸 鼓(环碳酸饿、镰礁酸放、南破艘航、页破酸盘盘和网礁酸就等)、氧化物、靠在氯化物、磷自费量最、硫酸
裁、硫化物、~化物和锵酸辈辈 Q 光谱数据范网般从 0.40 -2.50 阳，光懵分辨'*'分别不低于 4 nm( 可见光与i!Í红外 YISl NIR) 和 10 nm( 虫草披在I外$刷刷，同时还有 100 余种矿物具帘 125 向 刷川、 45 句 125 附和小于 45 阳的矿物位役的光谱数据，这些矿物樊型能满足本研究的需
要耳(谶感寺麟， 1980 ，开袋皮， 2003; 张贯注贵奇事， 2侃JO ，张玉籍等， 2∞衍。 主要害密滔光锵数据收费与罪盘区主要以我园盘、倒1J;金属且稀土盘腿旷床制重点成区带 :IiJ 主，来集时象侧重我国典型幸去矿、典激矿种和矿 <;'1司典型地腾。黯外精矿光谐的测试以试验
区地质矿产因如基准和区内的错矿分布特点，测试试验区出路岩石的光谱。 3果晨袋裆r 省玉桦品'进 衍笠内桦晶 j光 E潜测试 ω 岩z 省牙光谱3呆 RY 则臼窒内 C民灿 AY5
峭 A SD 削(A..叫咄ys创ti 阳 咄阳 ic 耻 S 严巳时 D 阳 e刷v叽 酬l阳 e凹e 幽8啡叫) FR '"阳。塑母的光谱仪进衍光谱果集，井栩E 股 E记录了荣集对靠、 19问叨 9
6
量矿南先懵激扬在~克懵中的且用
方法、地点、所用仪器制相关测J;l:参数奇事司为了保证测J;l:数据的可靠性和代我性，进行整个试
磁区光谱测试前赠仪棉i挂行了你寇，测试时按照地物光锵测试技本虫也泡进行。
6.3.2
波段位置E
由于岩石、不问矿床上矿石、旷化蚀变岩和朋岩等地质体都是矿物我不间环境、不同撒度
和l压力矗件下的集合体。因此，它们的光谱行为在
定在里度上最矿物光谱特征的变异，也就是
矿物光谱特性的线性或非线性组合。在可见光、近主I外波段上开展典期矿物的盘扇离于光谱
特征吸收峰的位置分析，分析表明，那tf.îil 由电于跃迂造成的铁、娟、镜、匍离于对唱磁液的光谱 吸收特慌，铁离子氧化还原造成的铁帽、沙漠捺等光谱特点。开滕矿物典现分于或藻朗在烦披
红外光谱范围光谱吸收特征峰的位置量分析，分析费明，由分子慕网振动、转动以及品格效愤激 成的好蒜、碳酸根、氯根、在、烧蒸对咆磁波的光谱吸收恃征来识别矿物与精枝，服示了领}草、碳
酸根相关的两大类问岩枝 or1W 及与报磊、碳殴根相关各大皇岛内不同矿吻柑傲的陈分，井lil.成 了由蚀先矿物所费现Ifl丰商的光憾吸收将征 (ι R.
Hunt , 1. W. Salisbury and C. J. Le巾。1l.
J
1970 仰 1977; 黄庆槽棒， 19阳)。如:俞1<"e ~的矿物在被长 iSL置 400 、450 、490 、 7(州、 870 nm 有宽 而清晰的吸收特征谐带，商峙石在波长位置(1395 、 1400 、 1415 ， 2168 、 2206 、 2318 和 2385 nm 有
很清晰的吸收特领谱中骨。下丽简要分析将靠墙，沉积密相当E质辛苦光谱悴性的波长iSL置。 斗哥媒辛劳:在可见光与近红外被任上.辛苦辈错的主要成分踏氧阴固体、销氧四Ilii体没有光锵 特征，创附和IJ )fj可见以及 i丘红外咆子跃迁谐带来进行将性鉴定很凶难。但是在短披红外上常 常伴商振动特征引起的蓝蓝常见 011'、事分于和 Al 忡。H 、 Fe~OH 和 Mg"哩。H 的谱带。主要的造
粉矿物有英利亚仕 'fi没有先锵特征，但是在五哭一般吉有包体中的革，应怯1:i则青有 Fe J + .而且
一般都风化为帖土矿物。革性生去光谱中通常仪见到 L 0 1""附近铁的光诺，而且-般较宽，强 度赞剿，除非监生蚀聋，西则1. 4μm 和1. 90 协"很少见。在所有岩石中，惑性岩反射半最低。
趟基性岩且在1. 0 阳附近出现清晰的谱带，1. 8 川出现伴随谱带，除非发生蚀贺，沓则1. 4 μm 和1. 90 阳很少见。在~个波t是îIl围内，超基性者反射$tt基性精低。
t吨粮岩，光谱特征消晰，倒成因有限，仪布 CO;- 谱带 (2.35 阳)、风化产物粘士谱带{在或 者 OH) 、桔士 tIBFt+ 谱带(1. 0 阳)、风化产物 Fe h 谱带 (0.50 阳制 0.86 酬的光谱强度向 蓝底下降)。时就岩而言.典型型光谱特点最夜 2 ， 35 ""m 附近和刚刚起过 2.50 I脯，具有碳酸般 强烈的分子振动谱带。 变质♀音:均有清晰谐带.如果有布弱、磁铁矿理事最常见探包物质，懵楷会消失。变质精光满
特征萄为数不多的儿种离子成分子基因跃进引起。搬动 ìct 程一般由 CO;~ (特别是火理岩) , OH( 粘土等风化产物或者液1.1;包体)引起，偶尔有栅酸根基因。这些i曾带只出现在大于1. 30
件m 处。电子过革思主耍是 Fe~+ 和 Fe)+ 谐非营。变Ni草堂中常见 0.46 -0. 50μm 的强谱带，是由于 铁、锤、铁引起1 的.如巢高尖锐的侧带，则是锺引起的。
6, 3.3
备反射光糟波段识别指矿能力分析
在可见多\v近红外王臣费豆披红外光谐泡阁内 (0.4
-2.5 ""，)内以 20 nm 分辨事问附所分析
的骨谐段问识别若矿等地物特性如我 6 … 3 斗，雀 6-3-2 0 详细了解地物反射光谱各个部分
的光谱可阴性对综合唔虑选择波段的可应用性和可事'展做是非常熏耍的，使所选择的波段?在 仪可应用与遥感地质调查，附且可成用于榄被生态环境水污染 Jl:l涮等渴感戚朋领域。
191
成悻克懵蛊矿识别方法技术研究和影响附章分析 褒 6 幡3
可皿/近缸外先司曾晴圆的备币'段可识剧精矿饰地物特攸
-1
a支援识别能力
在变*""'" 0-4ü _ Q. 42
植物叶嫁到时蛐阳水缸金阴离子
榄物反射司里峰，识m 体需粮大 '1川...-价性
0.88 -0. 90
相配物 "t维素 d隐ôIlå\f如簇强联收/水色/…
。.42 -0咽 44
波段识别能力
被 tv ""，
价铁矿物哦收
盼且次
。，制)-0.92
二价、一价铁矿物吸收
.......................................町，同，
0.44 吨。 46
植物叶绿章幽眼收/盒闹离子/气榕股
0.92 -0. 94
二价钱矿物眼收
。.46 呵。.48
费隐胡'曹卡素5黑吸收
0_94~O， 96
二价钱矿物吸收
0.48..0.50
古拉胡萝卡耀眼收，主价缺吸收
。.%剧。.'lT
价铁矿物吸收1*' 水汽含量 剖，
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
椅物~tIi最寰的强反射崎1<，薇'晴巾藻红焉
。.52 吨。.54
二价铁矿物吸收 l 水的强吸收谷点
0.97-0.98 晶
•••
晶
模物叶绿擎的强反射峰区
。，如何 0.52
...刷
。拥阳 lω
价铁矿物饭收
白强吸收
二价候、价俐的矿物吸收，椒物 "1 像翁的
054 剧。拍
强反射峰!l(
1. 00 斗.<J2
识别冰需位大小/植被种类
。庐 56-0.58
糠胆寒叫树穰红蛮肉强吸收
1.<J2叶，刷
圳、如i冰雪雪轮大W梅被种类
~O、.，
藻舰束中理应红蛋白强吸收
1. 04- 1. 06
识别冰镜，宽大小/榄被称樊
。"盼附 0.62
'‘咀君能巾，事红到医白说吸收
1. 06~L07
O. 53
以涮陈绪粮大小/榄被种费 响'可'
_0. 68
藏舰豪巾藻 IJ 臻白 1鼠吸收，梳物"十食摸索强喂 收 植物叶娘慧能强吸收，大多敏植被反射 a驻波 谷，植被班制阔
叶，创
德物反射率岭，识1别冰雪位大小
件1.10
以别冰雪粗大小1:二价铁陶子吸收
1. 10 制1.1 1
二价铁离子吸收，识到冰绪粒大小
1. 07 d
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
矗
晶
晶
晶
晶
晶
晶
晶
…晶晶晶
0.64-0.66
。 66
""阻索中藻红盗白线吸收
-0. 但 晶
0.62
一.-
1. 08
口.68-0.10
植被红边I~价♀帽、阻起
1. 11- 1. 12
识别冰雪位大小冰的强吸收谷点
0.70_0.72
槐物红边信息
L 12 -1. 14
讽刺冰雪寄校大小/辘被种类J着矿水暖收
。.72~O.74
水的属吸收，植物红边俯息
1.1 4 耐Ll 6
识别冰绪粒火小像被种多能
0.74 吨。7s
植街红边信息
1. 16- 1. 18
i惨剧冰雪位大小彼被种类
Q. 7~ ~O.
76
水利氧的强阪收谷...锦物红边信息
识揭冰雪粮大小槐被种类
。.76 剧。"
辙被 IJ边偷.1\1熄有
L
19 脚J.
20
识别冰雪粒大小/大气水内含最
0.78 -0. 80
之价锅、'赔钱石吸收
l.2'。如1.
22
识到冰绪'在火小/徨徽种类
。削 -0.82
工价铜蛇纹石吸收
1. 21- 1. 24
识别陈雷植大小/植被种类/叶蜡有吸收
。."酬。，自4
精被商反身才γ红边顶瑞
1. 24 吨 L2S
识别栋需粮太'JV德被种多越
O. s4
做被高反射/红边 m编
1.25 句1.2ó
.， 0. 制
植被反射事能/植被种樊 一一
0.86 -0. 88
J92
三价铁的矿物吸收
1. 26 - 1.28
识到冰笃'宽大4、/植被种类
6 现. -3 响 2
J告矿高光谱费生据在 Iþ 克谱中的应用
细菌缸外先晴拖圈*精锢谴耻的可说别揭矿"地物特性
波段恬别能力
被扣M
被怯/串w，
波段识别能力 ‘民酸盐矿物吸收，水和二氧化碳的强峻
1. 28_ 1. 30
识别雄穹啦犬4、/植被种类
L90-L 9Z
1，30 阳1.32
植被种攒
l. 92 阳1. 94
水瀚 ω氧化般的强吸收带
J.32 勘1.34
植被种樊
L94~ I. 96
水利一氧化碳的强吸收管
1. 34 他1.36
叶蜡宿、金z主母飞量最帘召收收
1. 96- 1. 98
水利工氧化碳的谶吸收带
收锵
---------.
响咱
L 36
~
1.38
L3&-I. 40
水利二氧化碳的强吸收揩
水利c氧化徽的强哦收带，商岭有具窗很强 的路基谱静、金运母吸收
凶
艘酸盐矿物脏收(向~有等)
2. ∞斗.02
耐楼自使在在矿物吸收(方解石等)
2.02~2.04
矿物吸收 (NH4等)
L 98-2
钩叮叮咱
1. 40~ 1. 42
时曲曲有、方位石绿帘宿吸收
...咱
1. 42- 1. 44
水和二氧化碳的强暇收锵
2.04~2，\届
矿物吸收(蓝蓝钢矿 4 叶'白石、带黛石等)
L44-{.'16
水利
氧化徽的强吸收带
2， 06~2.08
矿物吸收(时始有等)
1. 46- 1. 48
水糊氧化峨的强吸收带
2. 峭斗.10
矿物吸收(时蜡有等)
1. 48 -I.S O
水和二氧化碳的强吸收带
210 呻 2.12
矿物吸收 (N田等)
1.50 -1. 52
水涌…氧化般的强吸收带
2.12_2.14
矿物吸收(葵锻矿等)
1.52 -1.S 4
水利二氟化峨的强岐收带
2‘!4如 2.16
矿鸭暖收{篓铁矿楚镀矿、自乏主石等)
水问哦收
2.16 阳 2.1串
矿物吸收(整矿石、高岭石、方解在1等)
_..
...
一…咱
1. 54 悔L56
....
咱
晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶+
矿物晚收(高岭布等).锻酸甜矿物吸收，
1. 56 何L58
水汽吸收
2， 18 州 2， 20
l 咽 5&- 1. 60
水汽吸收
2.20 仲 2， 22
矿物咱民收(伊利石等)
水和将慕吸收
矿物吸收(离岭石、明矶石、伊利有绢~ 锤、沸省、理厚重石等) 呵呵…
1. ω- 1.
62
水汽峻收
2. 22 句 2.24
l 日-1.
64
水汽瞧，~
2. 24-2咽"
矿物囔收(黄钢铁讯等、绿郁石)
植被木质章、淀阶等/挣性
2.26 -2. 2$
镜矿物吸收(楷石等)
1. 66- 1. 68
棉被木质蒙、淀粉等/者悠
2.28-2, 30
後矿物吸收(滑石等 J
1. 68- 1. 70
棉被木质事、孩粉/岩位
2.30-2.32
矿物吸收〈建矿右、高龄石等)
破四酸矿物吸收(蛇绽石、银帘有簿)
1. 64-1 俑 叫……
..
h晶晶晶晶
…_..晶晶晶晶晶… 晶晶+晶
1.70 叫L72
格被木质索、淀粉等/岩侬1)号鹅
:U2 协 2.34
1. 72-1 咽 74
槐被木质素、淀粉等，者性
2， 34 噜 2.35
麟lfIl击最矿物吸收
被被木质东、淀粉/粉舍生
'"御 2， 36
到昏布、沸苟、自法制摩滋恢矿等
1. 76- 1. 78
榄镀纤维素等
2.36 句 2.38
袭僻矿、费警察矿等
1.7串叶，即
植能缔维素等
2.38-2ω
衔'舍省、方位有毒草石等
1.80 -1. 82
植被纠维蜜急事
2.40 咐 2-42
水利二氧化锁吸收，植物反射率低
1也挝 -1 制
抱能纤维紫黛淀粉等
2.42-2.44
虫也业 fi
1.制-1.
植被纤维策、被粉等
2.44 附 2.46
伊第11 -6
1. 86 幽 1.88
水利二氧化碳的强吸收借
2.46 叩 2.48
水'相一氧化碳吸收，植物反射率低
1. 88- 1. 90
水和二氧化碳的强暇收带
2.48 -2. 50
梯有
1.74 咽1.
76
'峙....
悔
峙...........-
86
..... 响....
193
成悻允蜡1草矿识结 '1 方法技术研究浮"~响阁f:分析
6.3.4
波段湾股
光满分拂司阳楼拟主要是分街x.l 成矿具有重要指肌作用的缝在矿物光滔吸收特征t曾带的宽
度变化，以确定传感榕的披段1il:阁。本研究逃摔了绿把省、白云云母、蛇绞省、叶蜡省、牵强帘石、高 岭衍、宜解 b 、也注 b 、菱铁矿、蓝铜矿、辉石、明矶石、伊利石、滑石、绿锵石、盖章脱石、黄候矿、有
膏、二三点铝石、黄柳铁锐、阳跑在等近 30 种有代雀性的典型矿物进行了不问分辨率光谐模拟。 这些矿物或者是重要的成矿指示矿物，或者是与环境变化有关的矿物，它们在地质勘探、全球 变化研究中占有董事喜地位，井且在;f问的光谱范圈内具有典琐的和普遍惊的可诊断性的光谱 吸收特征。
本研究对有代表憔的矿物都进行了相同的 7 次模拟，果取的模拟方法蛊将其光谱曲线仕 旦模拟为 4 、8.16.32 、64 、28-.256 nrn 的光谱分辨率JI!i钱，通过模拟意果样和归一化处珉，开展
对比分析和波段lIí.阔的确定(如阁 5-4-3) 。每翩阁共有 7 条光谱刷线，从上到下分别代表 原始光锵闹线和 8 、 16 、32 、64 、 128 、256 nm 光谱分辨率模拟的光谱翩然。阙部分典琐的矿物光 谱模拟阴 5
4
3 可看出，大部分样品党谱分辨布在制御 128 mn 时吸收特征锵带仍然清晰.
在 VI5 范周内，盘腐离于跃迁的光谱吸收特有E 宽度
般都可达到 64 nm; 在 NIR(0.8ω 1. 3
~m) 的盘属离子曙光谱吸收特征都较宽， 128 nm 的光谱分辨'"仍然明显{辈革铁矿、班铜矿奇事) ; 在 SWlR( 1. 3-2.5μm) 榄圈内，由分子振动/转确引起的光谱吸收将在E 蜡夜 64 阳光谐分孵
事下清晰可见(明矶石、时蜡石等) ,
6.4
波段组合
在 0.40
-2. 50μ皿范幽内将以 20 nm 分辩望在分析问识别地物特性的谱段共 120 个，各个
彼段的能识别地物的特性详细见研究报告·。 依据上述研究，以地质填因与矿产资源遥感调查为主要目标.在地质灾害陈测中，如况
有流、滑坡、崩塌等灾害地质体的~间位置变化陈测主要依靠在地物的光谱信息，甜地质体变
化的地物主要是螃处在构造带、裂缝上不稳的土壤和风化后的岩矿城积物。这峡地质体 的比谱特惊类似于岩矿的光谱特性。兼顾地表资源环摘相::h~遥感调寰的商耍，如在污染 眠测和与樵被相关的遥感生态研究，共选择了 16 个波段(见表 6 由 4 由 1 )。结骨上述典型出岩
石矿物光谱特锐、光谱模拟结果和地物光谱识别能力的分析，在可见光谱段光谱带宽设置E 般不超过 64 nm ，部分在近叙夕部分大于 64 nm 带肃的锵段其对庶的斗若有矿物吸收特征
崎也比较宽(如 :FehJeh 吸收等， 般大于 128 nm 带宽) .最后的第 16 波段也带虑了太 阳辆射能最较小而将满段带宽稍微加大到 70 nm" 被段的选择尽贵避开了大气在 1450 11m 和 1890 11m 处的两个吸收带 (C州.g F. , 1993 ;ÍI!!Ã'惰，如j棋院等， 1994) .同时帮虑到通常所 闸的红、嫌、蓝蓝三披段并藉顾;(E遥感地质方丽的共用性。在地质可用性如面强调了辛苦在矿 物樊刻的可院分性。
• 张宗费、郭小方、阳庆久、甘甫平、杨苏明，抽02. 炮质矿产资源调套对后编资源卫星传感梯的优化设叶和数据处理 方法研究.中国阔土资源毓空物探遥感中心 α J94
蛊矿高克懵敛据在:þ先治中的应用
6
'随 6 啕 4 -1
逸事警晌施醋、锄'售和地置等领罐可应用性
中心被长切m
8度低袍简/μm
0.420
。‘ 4附 ~O. 43型
2
0.465
o. 树5 ~O.
3
。"。
O. S20 ~O. Sω
4
0.715
0.675 抽 0.7:5当
陪号
485
、
地质等领峨可应用性
响昏如皿
.. 3<J
..................一
与管矿金属离子版收探测和水路槐精细除监测 ...响
给矿金鹏离子吸收探测利叶绿素强吸收
绪矿金属离子峨收探测利叶缝'院反射峰
'" 则
植被红边黛秘/销被长势隙'副
凹
一一一一一喃回
0.890
o. \1 50 -0, 930
80
翁矿金属离子吸收/擅被物种辨别
1. 00。
。.950-1.0击。
100
着矿金属离子眼收现她柑被物种辨划
--1. 150
100
精矿金属离子吸收银测/惊被物种佛别
L 370
1. 320-1.4拥
100
着矿分子第阴幌收/棉被商俞反射部测
1. 7例
1 臼 0-1.7伺
100
着矿分子藏阁吸收/佛被生化耀分惊测
10
2咱 115
1. 915
指给矿分子莓阔吸收楝唰
11
2.165
2. 145 - 2. 185
12
2.2峭
2.\86 附 2.226
'" '"
II
2.260
14
"
5 6 7
Ll凶 ..‘晶晶晶晶
8
,
16
1. 050
晶晶晶晶......-晶，
"2. 135
犬'世精矿分子强团吸收(辙融盐和精土矿) 输土 MψOHlFe … 0日矿物和俄国应盐矿物
2.235 价 2， 285
'"50
2.320
2. 2~崎呵 2， 345
50
食 A卜。"矿街、般酸盐矿物和蚀受矿物
2.370
2.345 剧 2.395
50
舍"地
2.430
2.395 町 2.465
70
部分碳lI!盐矿物和蚀资矿物
粘土矿物、锻艘魅矿惕和蚀受矿物
OH 矿物、碳酸盐矿物和蚀变矿物
选择波段的模拟应用效果分析
6.5
资源Jl黑传感器被段优化设计是必不可少的技术环节。模拟验证与优化的方法是利用机 载成像光谱 (HyM叩)遥感数据.对所设置E波段，按照标掖大气最件模拟到资源卫星锐激llÏ 800 km( 犬气咆商I!!)高度的激感倒像数据中，然后对模拟幽像与 CBERSω1 、 ETM 伞和 ASTER 够数
据在信息撞在、地质应用宽阔近行对比句评价.避而使波段设置达到优化Q 对比分树的遥感数据 都级过地回光懵网步JE标( Benω Dor E. and Kru se F. A. , 1995) <J
开展对尉续资淑卫恩波段生司空间分辨事设置的模拟、验诞生苦优化，曾曾要高光懵分辨串的遥
感触掘，鉴于没有得到前验区的且盖章成像光懵数锚，闷此，于 2002 年 10 月1O~道 10 月 22 日，使用澳大利亚 HyVista 公司的 HyMap 狭取了试验区的数据。航空遥感的具体技术事数为: 光谐袍隅。 40 伽 2.50μm ， 128 波段 s 相对航尚 2400 血，像元尺寸 6 mx6 恤，二三轴稳定的陀蝶平 台 GPS 导航与惯性测量单统(IMU)JE位
6.5.1
C - MIGITS.OMNISTAR G回。
模拟罐罐图像的生成
HyMap 数据具有 128 个波段，光潜范围为 0.4ω2守 5μ风光谱分辨率为 15 nm ，烹间分辨事 高达 6 m.16ßit 的动态数据藏图，为本研究的模拟验证和优选提供了数据寨础。将上波预溃
的 16 个被段的光谱被围和 HyMap 的各谱段对lliL分析，相@.参句 HyM叩的波段进行谱段模 拟。由于 HyM叩夜 lìi域的第 1 波段光谱珉国内没有相庶的光滑涌滋.阙此;中研究将不得对预
选的波段进行模拟朋像的生成。
195
成啤先懵蛊矿识别方法拉半研究和~响国常分耕 费 6 -5-1
嗣璋的 16 个撞撞 E栩段"培训'耻模拟的 ByM叩擅耻
序号
披*~t-叫，/μm
披长抱回1 ""，
相应参与俗段模拟的 HyMllp 波段
l
。.420
。.405~O.435
(H~Màp 觉相1赴植段)
2
。， 46'
。'， 445 吨 0.485
2 -4 槛段
CCD 四 I
3
0.540
0. .:5 20 -0. j.ω
7 "披段
èèD-2
4
0.715
。， 675 剧。. 7当5
J8-扫描段
ιCD-3
5
0.890
。..佣 -0.930
3IJ阳 36 榄段
CCD-4
6
1. 0曲
。'.950
-1. 050
39
7
1. 1∞
l 咽 050
_1. 150
45 -51 榄段
CBERS -1
栩近被段
~44 披段
8
L3 70
L320~L420
制唰 66 披段
9
1 予剧
1. 6如叶， 750
84 阳 91 披散
10
2.115
L 915 N2 , 135
105
IR肌♀S
7
-10幅槛段
11
2.165
2.
1 4.5内.2.185
I凶仆的被段
12
, 2(1ó
2.
186 剧 2.226
110 句1I1榄段
13
2.2剧
2.23型阳 2.285
113
14
2.320
2.295 町 2.345
116 町 118 被段
" 16
2.:no
2. 345 - 2. 395
119 内 121 榄段
IkMSl古-，
-ltS搜段
吨…"……叮
2.430
6.5.1 、 1
122 -126 披段
2. 395 - 2. 465
Jt.借波段响应函数的模拟
丰研究垂照 HyMap 模拟传感普普光谱响应函数，即假定某一波段的光谱响应串满且离斯分 布:
S(A) 出 Exp( - (λmμ )'/0-')，
(6-5-1)
式中， 5( .1)表示在波 to 处光谱响应卒，μ 为波段的中心波长位镜川如表征波段波长离散朦 的妻数 Q 由于 HyMap 在预选的第 l 被段内没有通道，在 6-5-2 仅为相应预选的 2 阳 16 个波 段的光谱响股函数计算垂数。按相应预选的 2 -16 个波段的光谱响成嗣数计算事数，井纺台
上述公式计算 15 个模拟传感棉被段光谱响成函数曲线(如图 6 -5 …1 )。 襄 6-5-2 彼段
模拟资睛卫蛊传撼器响应俑'政 光攒响应参数
植段范围10m 协
428
σ
~制8
438
2
445 -485
,165
3
520 -~币。
S40
14.95026
4
26. 辆旧'1
5
'"唰'" 850 -930
715 .90
2 1. 39786
6
9拥 -1050
l悦，。
28.24503
H洒。 -1150
11佣
31. 385冒4
1370
47.63238
7
13民 41789
晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶晶叫叫"
8
196
1320 町 14U】
量矿高尤诽敬锋在~也谱中的应用
6
缓衰 光僧响应多徽 波段
战段榄罔1= 16" 町l7$0
9
μ
。
11吻。
30. 臼797
2115 ._-……… 2165
12.72192
呵，
10
2095
~2 1l'j
11
2145
~2185
12
2186 -2226
2尼，.
13. 日 IIJó9
03
2235 何""
22曲
11. 却06
14
2295 -2345
2320
16.75062
J5
2345
~2395
2370
16.3拥1 号
16
2395 唱冽的
2430
25.26764
0.'
0.8
想倒瞥幽票根
10
细川咀嚼擅惧
10
00 64
12 创732
。而
04
0.2 0.2 440
450
4 创盯0
490
4 思。
"。
520
波长 I，m 被後 2
当 40
当 50
被民 I， m
56'
被段 3
10
10
08
0.' 制部刷刷售量黯棋
惯 划倒 m· ·例
0.6 04 02
0.6 0.4 0_2 。。
0.0 660
680
700
71fJ
7(j{)
840
86<)
880
9∞
披长 I ，m
波段 4
8在段 5
自慰 6
6.5. 1. 2
740
彼伏/，m
5
920
940
部分波段响服函敏的模拟陶绒
允谐模拟阁像的生成
结合下隘的模拟方穰.首先建立模拟凶像的 2 御 16 波段波怅施朗上 fA边的 Ascn 文件，分 别对应 HyMap 中相应各波段古自简内的高光谱瑾感影像数据，按照 (6 - 5 叩 Z) 式进行光谱童果 样，生成 2 -16 个波段的多光谱模拟滋感影像。
197
成悻3也谱堂矿识别企法技术研究和帮响因素分析
。吼 = L~~川 λ)川，dλIt，'!( λ) ，14
(65 "2)
其中 J( λ) 为相成波段的响rJíl 画面数。 辐射模拟阂像的生成
1. 3
6.5.
地在耳光谱反射率阁像的生成是在光谱波段模拟随像生成基础上进行的，结合地阻:lE标点 的光谱测量，对 16 个披段分别果用经验线性回归法( Ben
Oo r E. and Kru阳 F.A. ， 1995) ，在
量化模拟影像的基础上通过 ENVI 3. 5(Re田 arch Systems.
Inc.
2削 1 )中的:lE标功能生成相庶
的地面光谱反射率阔像。同步标'iË选择了 6 个相对均质、大而积的地陶定标点蝴物野外间<'11
J'(;谱测量数据 J 个偏亮的定标点地物类型为河烧滩， 3 个偏暗的定标点地物类型为风化爵的 片岩。
使用 6S 大气辐射传输棋现 (Vennott' E , • TI翩而且， Deu时 J.
L ,, 01. , 1996) ，计算直lO2
年 11 月 20 日标樵大气条件下展载平台商庶 (800 km) 的大气参数和地丽反照事参数(者 6
-5
3) ，并综合 (5 - 3 寸)式夜地丽反射布朗像母础上班行的视反射寐厕像的生戚，该模拟的视 反射朗像创含了相成大气的影响成分。 ρ= 几， (ρ ， +ι . T( 民). T(O， ))/(I- 矶.
S)
(6ω5
-3)
其中 ，p' 为传感椿平台商度的视光谐反射事，ρ， ;J.J 翩而光i满反射准，ρ" 为大气内在的光懵反射 事 .T， 为大气且避过理事 ， T(O，) 为大气向下散射滋 ü.棋 ， T( 0，) 为太气向上散射逃过廓， 8 为半 球反照事 α '医 6-5-3
利用耐筷型计"的栋准大气与地回翻Ji照率币u政
P. 0.132
几
T(6,)
T(6,)
s
2
0.98818
。， 99136
0, 99678
队 17499
3 4
0, 079
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0.971ω
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。电 07413
5
0.023
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6
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7
0.013
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彼段
12701
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8
O. 曲3
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也 α到6
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O.αn
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O. 00S4 1
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。，凶也 l
15
0.002
0, 6S4 12
0.70782
O. 制242
0.00ω3
。似"
。‘师706
。 69786
。.7992
0.00772
16
6.5.2
地质股用效果评价
针对模拟磁感阁像通过韭薯的常规倒像处溜业法，研究分析其地质应用的能力，以对模拟 传感础性能指标的地质应用潜力进…$分析。本研究通过假彩色倒像合成、波段比值、谱特征
提取和主成分变换等处现'jn法分析评价了模拟遥感倒像地质Nl用特点，井为倒像处现Jj法的 优i在进行了分析和探讨。 198
6
蜡矿高血4警徽占居在 9 允谱中的应用
模拟应用量性显示F 放果
6 , 5 , 2, 1
从图版 8 ，可直观看出，模拟影像比 CBERS ~ 1 清晰度商，地层纹甥清晰，处E盟主干构造，还 可以看清次要榴皱。由于二者都是 432 假罪也告成，影像色调接近，都较睛。11!模拟影像较 CBERS 1且调更为丰富。在模拟影像上，喜悦 :k 山岩阜盹灰色，角闪片费量灰色，二者可以明报
13:分开。但在 CBERS -1 影像上，角闪片椅也调较暗影像模糊巳难以辨别。 此外，模拟影像假 1草包含成(童I:Bl~ 、辈革 :B9 、蓝 :B1 )穷间分辨率 12， 5 m t且较口BERS ~ 1 的 20m 分辨惑，能思示出更多种提者惊的光滑依息及空间统构与构施，如模拟.，撒下部花岗岩 体有 NNW 向断裂.1'E CBERS 叩 l 影像上很难看胁。
研究区内的乏主要指惊地物技假彩色俞成影像中表现很明显 z 白色的河湾地反射理事较离;肉
红色为花岗辛苦，由于其含有尚的目0，.也我现如较高的反射事;角闪省幽于啻较多铁楼质矿 物，反射串低，虽棕黑色，玄武警呈灰锦包;浅蓝色的碳酸挡等。
6 , 5 , 2, 2
模拟倒像章性识别能力
由于模拟黠像具有商的穷间分辨事和光谱分辨事，在岩t生识别和信息提取方丽将具有明
昂的优势。iÀ阁中提取的海滩、花岗岩、土模、安 ÙJ 斗牙利角闪费的朋锵可以看出预选披段能很 好地显示她物的光谱特傲。
因版 9 为模拟反射事网中对安山密制花岗档光1隔进行图像光谱特蔽的提取。由挂在取的光 满曲线制相应的 ETMψ 、 ASTER ， CB配阳 ~l 数掘进行对比分析滥哨，在可见光/近虹外披戳明
显地跟添了
Fel + ，Fe 2 + 络电子iJi:迁盘腐离子光惜的识别能力;在短彼缸外波段，淌晰地显始了
Al '-0日、 Mg"'OH 和碳酸根离子的光谱吸收特性，充分显汰了利用蚀变旷物进行矿产资源遥
感勘探的潜力。
波段优化与配置
6.6
烧过上述对波段设景、光谱模拟，窍阴影像模拟、破诚、评价分析研究，将预溃的波段优化 如在 6-6- 1，) '掩 6-6 码' 多光滑波段优化
CBERS -1
错蜘阳
栩近波段
序号
'"光锵能後tt化
CBERS 1
榕岛电/件m
相近波段
，
句
的
句
序号
传.樱旅居、盟闹份"感优化蜡黑
5'l()
cçn --1
0.520 俐。咱 5阳
CCD~2
。， 450 刷。，
2 3 ............• 4
。咱 615
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0.850 呻 0.930
5 6
0.950-1 咽 0，.
?
1 衍。旧1. 750
1. 050 御 14到1
CCD-3 CCD-4 IRMSS 叶
.....
8 9
L 915 内.2.13步 2.14:5屿 218当
10
2.l lIli-2 2Z6
11
2.23呈阳 "8当
12
2.29量町2.
13 14
2, 395 -2.465
II\M" 蛐阜
345 2.345 鼻，2. 395
(1)由于预选的第 1 波段泡圈内元 HyMap 逍遥，但通过 HyMap 前 3 个波段的倒像中可看
到，预选的第 1 波段受到大气的散射、吸收影响较大.而且在此波长上地物的反射率一般较低， 因此，在此波段上阁像我现为噪声大、黠像模糊。如果单从地质 )i\l 用方面考虑，可将预选的第 199
成悻地谱蛊矿识别方法拉华研克和帮响凶 j营企析
1 彼段舍去，适当地增大多在 2 波段的光谐泡网。预巡的第 1 ，2 波段合二二如一，波长改为 0 .45 0.52μn ，以便挺商影像质盘。 (2) 从激逃的 16 个波段的相关性才析络果辛苦，预选的 5 、6 、7 、8 波段之间以及 10 、 11 、 12 、
13 、 14 波段之闷的相先性比较商。可带I草将 5 、6 波段 it 成 1 个搅段，将 7 、 8 放段合成 l 个波 段，并相应地增大光谐袍罔;但 10 、 11 、 12 、 13 、 14 放段之问埠管相关性较商，但唔虑到在该光谱 范附岩石矿物具有丰富的唯谱带光谱吸收特征，因此建议仍然保留这些悦段。
(3 )所选波段经过综告模拟、验证以及地质应用的对比分析最明模拟的遥感数据影像比 CBERS -1 得更清晰，光谱特征信息更丰富;在对比分析中.如波段比值法、因谱进行岩枝特证 提取的方法、主成分分析方法(1ou胁 lim
W, p, ,
1991) 以及漉披增强等方法分祈结柴都表明有
较好的 J))z用效果。
小结
6. 7
在宽搅段的事业谱技术巾，销俞残网资源丑展传感器波段，磁波开展指矿商光i曾数据的光
谐特征、波段逃择均组合、模拟均应用对比分析tE下列凡1i面有更深刻的认识:
( 1 )侧盈面向涌感密矿茹光饿f窗，I!!稻草，选择以满足地质填网、资源评价等遥感应用需要 的波段。
(盯在全阁总结挫矿地脑体反射剿射太阳光情 (0， 40-2 ， 5仰川)的光谱特征、光谱信息应 用特点以且在主要矿床、典型省矿光谱特征分析的基础上，通过收集和实际果鳞典型密布矿物
光谱数据和光谱不闷分辨串模拟分析研究 .J旺bu!罩了满二三大错石、矿物和平问矿床的错矿光哥哥 特征的认识与理解。
(3 )通过对机载成惶光谱数据处理分析和波段选择的模拟、验证、时比分析研究，明确了 机载成像光谱数据处期投本以及脱用放果评价的必哥哥性。
(的通过卒研究工作，明确了地质矿产资源时后续资糠.E廉传感器波段选择的技 *1i法 与流辙。同时此工作的开展，所选择的被长位景、带觉和数目能为我阔后续星传感器被段设置 提供依据 c
200
7
给语与讨论
钻谐与讨论
7
总结
7. 1
本书根据告矿光谐形成，~t 理，通过理论分析、模拟和试验测试分析相结合的方法，研究分 拆了岩石的矿物组分、矿物结构、化学成分、风化作用、翻枝度、成凶温度，以 R环境因素对岩旷
光谱特征的影响，井运用现论分析、数债模拟制实际结果的对比分析等手段，探讨和分析了大 气传输中分子作用、传感糕的几何观测条件、航空滔感平贵的扇动姿态、传感器的J'(;学传滋函
数、探测器的光谱响 TiiL 以及光谱、穷间分辨惑与信噪比等对成像光谱矿物识别和填朗的影响。 在较革统刷分析溺感指矿光谱信息影响网素的慕础上，阐浦了高光谱分辨郁的表矿光谱特性
在Jl;光谱技草中的成用。以新碾东天山士展京二三彷口地 IR为试骏肢，较罪统地研究了成像光 谱壤感精矿光谱信息提取和矿物识别万楼;夜此基础上.初步屈、锁了成像光谱矿物填即工穰化 应用的技准流礁，并开脱了利用成像光谱数掘进行我因后续资源卫段传感器被段选择的模拟 分析，取得了以下主要成果相认识
7.1.1
岩旷光谱特性 ðlJ事变异性
(1)通过分析研究试验区缝石、旷物和矿石旷光谱特征.归纳总结了问北张家口的主草草L… ifF城和新疆黯天山土隆东…三岔口地区密辈魁、沉积 2牙利变质糙的光谱特征，分析了不闷地E器
和矿床的光谱差异性且其成凶。时间北张靠口的崇tL-串编试验区三个矿区(东坪、黄土粱询 盘矿区以及三道沟多盘属矿)岩衍(吉蚀变岩和肯矿岩脉)的光谱特tíE与费数分析表明，摘铁 矿化蚀变娘il!:崩翻到j 峭的顺序为:黄土梁，三道掏，草坪金矿.粘土矿物蚀变穰度由强型IJ Jì司的顺
序为.三Jl!沟，东坪金矿，黄土梁;京坪盘矿蚀变类础由强到弱市饵化、磁化，躁帘石化、黄铁矿 化和褐轶矿化，黄土擦金矿蚀变类搜由强到i弱为御化、陈化、褐铁矿化、黄铁矿化、绿况有化、黄
铁矿化激沟;j;;金属矿床的蚀变类棚内强到弱为破化、绢云母化、褐铁矿化、黄铁矿化。从 个矿阪光谱特征分析推断成矿相对报庶为.三兰激沟的形成源股为低澜，东坪盘矿均中低温，黄 土草鞋金矿的形成瓶庶为中商氓。布新疆东天 úl 试验区.为了配合成像光饿数据处现分析和地 质应用解译，开展了典型型岩性与矿床(矿化点)矿石、矿化蚀变革吁野外实测池谱以及实验震林
品光谱测试分析。通过分析测试孜耿鼠验区岩矿商光谐分辩榕的光锵特性数据，从光懵特在E 角度上加深了试验区上的精矿地肢体认识将有的光懵特征在空间的股布、在波长;上分布，密 石矿化蚀'12空间脱旬，不问旷床(点)上精旷光谐特性的盏异性相相似性，以且光谐特性崎旷
化蚀变的相当是性。这些认识为开腿成像光谱辛苦矿识别勾填凶奠定了基础。问时，这些数据的 取得也为更进…步开且要该区地质找矿工作挺供了岩矿的光锵俯息。 (2) 从电磁波与岩石、矿物的相互作闲且大气传输过程()'G源、精矿和传感器二三者之间几
何光学位置)分析总结了光源的方位和人射曲、仪器观测 1f 位和观测角对岩矿光谱特性的影 响。认为 2 嘎岩矿样品在烹内外的光谱特性的羔异性仪表现在1. 40 川和1. 90 ....~*的收
201
成悻克懵蛊矿识身'1 方法技术研究和影响凶常分析
收谐带上，望内样品光谱反映的是密矿中华的存在形成相含量，附在自然矗件下，这附个锵带 反映的是大气华气的吸收;③人射光方位和人射俑，观测 11位与观测角的变化都会引起精旷
光锵&射到院的变化，这种变化反映了形成精旷的二向反射特性，但人射光万位、人射角、观测 1f
位和观测角的变化仪影响反射强度， ililM吸收谱带的强弱和谱形特征都影响不大。 (3 )对告旷的我凶状~(如·粗糙新鲜寻~ì!j、光精明筒、精末)位度和风化状况对岩矿光懵
特性影响程度很大，平仪反射强度发生变化，而且其特征吸收谱带的强度、对称做都会:&'t改 变。具体表现为①岩矿光谱反射率随着茬醒自形态结构的变化(从光滑切雨、粗糙丽、粉来) 呈现出透明、半透明和不透明的三种光谱行为(分别表现为反射事旨在渐增加;在可见此下被J;:; 隧之增加，或减少，而在其他放Ji;1R间则相反，反射事遂渐减少).吸收i韩带的强度与对称性都
随之辈弱;@岩矿物质随着颗粒的越细小，对于透明的精矿，反射串费大;对半透明的精矿，在 某感波段上是随之增加，在某些波段上是随之躏少，对不透明物质，反射事愤之减少，岩矿的特
征吸收锵带强度变弱，反肘事光哥哥曲线形i!>变得比较平损;@柑矿风化类观和风化状恋银度 对其光谱特性满感的影响十分明腿，化学风化的辄化、还原和淋糟作用改变了精矿的化学成
分，有时还舍生成新的粘土矿物，可能使风化的岩旷光谐与未风化的!!鼻很大，光谱型E化取决 于化学成分的改变制't成新矿物的特征.使光满明履带有这些物质的光谱特征，如褐铁矿化的
光谱主要表现在 0.93μm 产生根源的 Fe3~ 离子吸收峰，且在 O. 75μm 向短波11向反射事想剧 下降;机械风化主要改变密旷的粗辙度和收膛，;11;光谱效应如阿密矿褒阁的粗槌度或粒度的变 化;生物风化在楷旷费困上生成普鲜、岩梅、或含量进股.使其反射率降低，对于深色淄矿物质.随
着风化作用的增强，反射事反而判尚。 (的辛苦旷的物质成分(类质问盘、粉矿中含有一些具有特征嗷收的亲股成分，堵在1 中的矿 物组分、旷物的晶体结构、化学成分、杂质和类质问盘样代等)是决定岩旷光谐特征的丰征阁
章，也是成用成像光谱识别矿物种类、丰Ii'租化学成分的物理蒸础。岩矿光谱随物质成分相结 构变化有以下规律①岩石的光谱特性在牢质上取决于其组成矿物的光谱，在 0.40-2.50 阳 光谱区间内，光谱吸收谱带要来搅于有限的几种离子或荔阁，主要有铁离于、 OH 、coi 、自ot 等，有时含有这些成分的矿物杂质含量在不事，假却对岩石的光锵特'1iE起着:t蟹的控制作用，不
具有I\ll收特征的矿物一般仅影响岩石光谐的眼腊，对岩石特征谱带的影响较小，随着某一具布
恃1ìf.谱带矿物的古黯增加，反射光谱曲线形亦随Z向该矿物的光懵形态变化;③矿物品格中成 品格阅存枝一些具有明显特顿吸收的教质(如以各种形式再夜的事分子以及铁、楼、恼、钢等
离于) ，即使如质肯量很少，也会使矿物的反射特在E发生较大变化，原辈无吸收峙的波长上会 出现明血杂质成分的特征.原来有吸收崎的被拉佼章里.晦债不是增强，就是被杂质的压抑， ß京来
有吸收盹的波怯位置景向杂质的波位1$L置转移，司在炎腊肉象中，栩问蹄子就基因与连接配位的
服子的E置于敬的增加吸收峰的波仕位置向位被方向移泌 s ④密布中睛也不透明矿物，如磁铁 矿，会对精'fi光谱特征产生掩E佳作用，若磁铁矿含量精搬增加一些，辛苦石中具有特征吸收的矿
物光谐特征就想刷坐满，甚旦在被磁缺旷的极草草皮射事给掩施撑，⑥揣在五中只在闷矿物的 :It谐特 证垂直栩影响，膏些矿物的吸收谱带较接近时会产生笙合成双峰谱带，复合谱带一般介于附类 矿物的谱带之间，辛苦矿物中一些较峭的憎带会受到相近的筑他谱带的影响附减弱已重被掩隘 íñîxt.在识别。
(5 )矿物中晶格和晶格之间以不间形式存在的水影响岩矿的光谱影响特征，不问结构形
式水的吸收谱带的特征主是别明显。因而，在
寇的条件下，根据具有水吸收带特征谱带推断岩
石中水的存在形式和相对青景，并进而樵断岩矿的戚朋温度。通过lk光谱特征珊论分析，河北
202
?
给惜与讨论
以验区几种指有矿物的商翻脱事实验，生击食岩石、矿物的晶体鳞构的稳定性以及形成矗仲什
析，认为高温时，指旷的晶体场稳定性皇室，精品秘度也就要在，分子、蹄子或基因在晶体结构中排 列lXJ1'(或称其结晶程度)是无嗣序的(生在晶Ilr光 11') .形成这种精矿不稳定的晶体结构…般为
阴次自己位的八醒自体，其光谱特性费现;也其峻收锵带相对宽而忧。 iliî随替温度降低，由于任何物 质都有趋于稳定的零点能，这时分子、原子或基因在晶体结构处于草草定的有序排列，结晶度也
比较好，或称之为商庭有序，这时形成的稳寇岩矿晶体结构一般为六次配位的四困体.其光谱 特牲者现为吸收憎带相对尖锐削疏。而且，温度降低时，踩来的吸收谱带波拉发生漂移，这种 漂移一般向长彼移动。
7. 1. Z 成像光谱矿物光谶 il!别影响因素分析 综合成用黯论分析、实际对比利数字模拟相结合的方法，研究了大气、捕物方向性反射、光
谱分辨事、穷间分辨率和俯噪比罪团素对成像光谱矿物识别的影响，得到以下初步结论:
7. 1. 2. 1
大气影响局允懵竟珑的质最
大气贸~JIl;像光谱矿物识别影响主耍是大气中 H 2 0 、口 0，等分子耐人射光相反射光的逃挣
性吸收和分子气溶胶的散射。使全中传感器接收到的地幽反射光谱的放形和峨收谱带都监生 改变。因闹，大气校亚和光谱数盖章的好坏黄接影响对矿物识别和王可靠性。研究有效的、且活合 于规模化应用的大气校正方法是提高矿物识j]lJ 能力的有效途授。
7. 1.2.2
章矿反射的方向，除
岩矿地物的方向樵反射应是放成航空激感图像边缘辐射畸型E 的班要原网，古合使网#草地 物在同…撮航带上的不同部位就不同航带之间的亮度存夜整异.便提取出的矿物分布施固和
半度等级不协调。除l'E飞行届HI 中应尽贵避免或械小其影响外，对所引起的畸变作校正或归 …化处艘 .t且最成惶光谱矿物识别中非常直在攘的11始。
7. 1. 2.3
传感器的凶常
光谱分辨丑事、空间分辨都相信赚比三者之间布夜相互制约的泊位关罩。在实际应用中，我
1fJ应该根据具体的成用需求对这三个指标作出青理的选择，而不hli:-味追求高光谱分辨事和 商空间分辨事。在际上，在不点降低庇用效果的实践中，我们常以降低
点光谦分辨嘟示V威
主E间分辨事为代价，换取朗像债噪I:t的提商。
7. 1. 2. 3. 1 光谱分辨率 在识别岩矿高光谱f声息中，光谐分瞬串的确III着很熏薯的作用。研究缔果表明，开展着矿 填朗、矿物卒庶估计相细分肯般的应撤分析，对光谱分辨串的察求依次提商。在 2.00 伽 2.50 阳光谱阪间上 10 啕 15 nm 光憾分辨事可以基本满足识别和城给k部分与热被交代有关的矿 物的榕在。如果薯更精确地开展矿物卒度域图.或者票反演矿物J!精细的物质成分相结构，则 要害求更商的光潜分辨率 .5 伽 10 nm. 甚至更淌。如果光懵分辨.$低，就会失去不同矿物较微弱 的光情特征路碎。
7. 1. 2. 3. 2
空间仕辫事
空间分辨率的提离盘除智能JR j]lJ 的最小指矿地质体的尺寸减小，另→7 贯 T阎'像兀尺寸的减 小'降低了 f榄昆告像f 元已的放应，从削使呈绪 E矿i讪 p 分辨率越商'填绘的矿物的分布越细徽。倒空间分辨率的提高，不仅提高了数据获取的成本，
增大了数据处理的工作量，而且还会使图像的信噪比降低。
203
成啤3也储量矿讯刑方法技术研究和帮响网常分析
如 HyperiQn 的空间分辩感仍然是 30 m: 机就成像光谱仪以降低飞行锺感平白的高度来报
商空间分姊事。凶此.空间分辨都应根指所研究的目标形态、尺寸大小以及制阔的精度要求成 成阁比例尺确定。根榕模拟分析络果，并拟衡各种阴章，我们认均，对航天传感器烹闷分辨$ 以 10 阳 20 m 为宜，航空成像光谱以 5 -10 则为宜，能满足绝大多数地质应用的儒求。
7. 1. 2.3.3
j富崛比 (S/N)
就矿物填因附窑，在光谱分辨串确定之后，信噪比是…个j决定性的因窜。低{自赚比会使较 弱的吸收特征谱带制谱带的细微特征掩放在较阀的噪声在平之中削无法挺拟制识别。在仪器
确定之后，为了提高阁惶的信噪比，除了在数据获取时重要尽量逃择天气峭朗、能见ffl'好、照应
强、革气古最小的季节和有利时段外，还需要研究盘腿有效的光谱信息与噪声分离方法。
7. 1. 3
成像光谐遥路密矿识别技术研究和实用化工11;方法
以新藏东天山土原东三岔口地ß:为试验鼠.利用了澳大利亚 HyVi刷公词研制的 128 波 段成像光谱仪 HyMap 的数据开展航穷成像光谱越感矿物信息掠取的成用示辙，取得了下列成
果: (1)通过对 HyM叩成像光谱数撩开展辐射纠正、辅射标ji(以及光谱熏臻 (6，模强与成像 光谱中;)(气波段数据栩古自命)工作，我得了试验ß: 24 航带的城物反射事数据，为开展该I:.l:塌 矿识别、制图以及J!f深层肤的ji(量化研究(如矿物丰度制网和精石矿物成分分析等)提供了'睡 个试验陈的精矿地质体光僧俗息。通过这些工作，更加深刻地认识到在樵就成像光谱技术产 业化进程中敬据处理方法的淄周、可靠性是}分重要害的，同时也明确了成像光满地质!N.网中的
关键技*之一是如何有敏、快速地进行密旷光谱童迹。 (2) 在机辈辈光学遍感扫描数攒的草草取中，飞行平台姿态的不稳Jlt位滥成的地物影像的几 俏畸变现靠栩呜严重。丰项工作对 HyMap 敬掘利用高楷度的 IMU 起位数据租姿态费数进行
了几位J纠正，为整个试验区的影像镶般提供了保障。通过此该机载数据的几例纠正，认为机戴 成悻光谱技准实现产业化的另一技术关键就是好必要实现高精/l()Ë位数搪 (IMU
+ DGPS) 的
果架，这是保证试验区航带几例纠正、航带镶嵌以及戚朋效果的前提。
(3 )在试翰ß:填给和编制了 1 '5仪嗣比例尺 5 种旷物(辈革#巨石、岳母类、礁酸放、商峙石和 蛇纹石)的分布朗和重点地段 n时削比例尺(阳积约 300 km 2 )7 种矿物的分布圈。级野外班
i正表明，识别的矿物与实际坤，质调查相吻合。
(4 )通过方法技术研究和成用示珉，初步形成了成像光谱遥感岩矿识别与制图的技术流 礁，报功了成像'ft谱地质@用的产业化进辍。
7. 1. 4 我倒后续资源卫星望波段选择和模拟分析 在宽波段的多光谐技术中，销俞我回资源Jl.!在传感器波段，通过开展指矿商光谱数据的光 陆特征、披段选择与级台、模拟与!N.!曾对比分析，取得下列几方面的成果。
(1)侧重阳向遥感密矿多光i曹俗J自稀求，逃攒了满足地liIi填凶、资源评价理事遥感应用铺票 的波段。
(2) 在全凶总络精旷地质体反射辐射虫阳光满 (0.40-2.50μm) 的光谱特征、光谱恼，患应
用将点以且在主要尊矿床、典型精旷光谱特征分析的基础上，通过收祭非日实陈果然典型岩石矿物 光谱数搅和光惜不问分辨$.模拟分析研究，总结了不阀矿床密矿光谱特性糊不问分辨率下光 谱特征的变化俏况。
204
7
维修与讨论
(3 )ìJ自1引才机就成像光谱数据处理分析和彼段选择的模拟、验证、时比分听研究，形成 r
E寄光撞事分饼'*'成像光谱数据模拟宽彼段的技*，相应用效果评价的投堆流程。此研究工作的开 麟，初步选择了满足挫锄'倒聋的事光谱巡磁波段位置、带览制数鼠，为我因后续且资激l'且传 感锦波段诞置提供依据。
讨论
7.2
在遥感地质 !i11 ffl 中，岩矿光谐和空间分布的精细特征是穷间与此谱高分辨率竭撼的优势
所在。随著遥感传感器性能的提高，北其是光谱分辨辜的提高，将太太改善瑞矿信息lR别与摄 取的技术革平 n 研究结果者明，由于高光谱分辨事的成像光谱波段带就很窄，夜柑矿光满信息
疏感、识别与提取的过穰中辛苦矿光谱弱信息极窑昂受请~网嚣的制约和影响。阴此，为了使高 分辨串的成像光谱满感岩矿光谱弱信息的识别与摄取效恩更好.有利于商光谱俯息深层次的 指掘，今后还!i11时以 F 问题作里吉普人的研究。
7.2.1
岩旷光谱特征的变异性
辑矿光满特征是开腿成像光锵谴感俄息识别与挺取的虱端。研究雀明，辛苦旷光潜特征也 踏步鼎件下极岛盘'E坐异，吸收谱带的彼长位置，吸收深度、宽度等特征都 E可能盎生坐化。进 一步开腾牙坚矿光洒特征变异的实验分析、理论分析、模型模拟以及时应的理化解释等方阔的研 究，不仅平牙利于监搅成悻光谱挫*系统的应用设叶，也高利于成像光谱遥感岩旷光谱f阔的探
r.!ll::挖搁，如告矿丰Jt与组分宵童填朗等定量化分析。在此基础上，为成因矿物学和找矿矿物 学的研究提供新的研究途径。
7.2.2
ìil感岩矿光滑特征俄息变异性分析
遥感翁矿地物的方向反射特性和大气对岩矿光谱特征传输赢接影响其光满信息识别与摄 取的姓果，尤其是在机载成像光谱遥感中更为明艘。因此.需要放一步加强实骗(具有典型型的
几何特征和光谱特征的地物试验场)分析和捎除:J'(;谱变异傲的有敖方法技术研究。
7.2.3 成像光谱遥感精矿信息iR 别、提取的方法技术实用化 通过航穷成像光谱岩矿光谱傍息识别、摄取实用方法技术工作的开展，在数据草草取、数描 处现分析、矿物信息识别分析中场 ft较下列问题智昏进内步研究 (1)试验阪数掘获取时只布 IMU 教掘，无 DGPS 辈分数据.因航借过位儿何纠正好航带镶 饿时地物影像仍然错{!J.严重。主露于此，建议今踊7f R盟成像光谐航空遥感时应配备整分 DG凹，
提供实时的高精度5Ë位数据，以便提商儿何5Ë位精度和l矿物填幽的效果。
(2 )开展成像光谐lR M'J 省矿地JíIi体的本质是和tl llJ经过光谱鳖邃的的特征光谱曲线与标准 谐I!];自己。倒此，光谱鳖辈辈技*}是关键。在本书中，光端重建采用大气传输模型 6 ，与成像光谐 的大气J)(气吸收波段数据相结合的万法。从技;本应用的产业化辈辛苦，是
种校合适的方法，能
节省地削网 iMÆ测的人力、物力，但是时传感器的波段设置 (940 =、 1140 nm) 以及技术指标
有较商的要串。因此，建议今后进
步加强光谱重建实用化方法一的对比分析研究。
(3 )1干脆单条航帘的蚀暨矿物识别与提取时，阀僚的合理选挥
定要兼眼相邻航带镶边
部位提敢相问粉旷信息和整体分布效底，沓则存在航带之间的矿物分布是断裂现象，债得作激 205
成悻先语堂矿识刑方法拉水研究如影响四章分析
…步机理分析利工作万法研究。 (的加强实验室省矿光谱申奇征、野夕}实测与成像光谱遥感囱像光谱特征对应分衍研究。 从实验室辛苦矿光语到野外测试光语，从实测光谱到遥感自自像光谱，得从实验室光谱直接到遥感 图像光满分别开脱密矿光谱特征识别、提取的对m分析研究，有利于挺商端;íi;矿物选择的准确 性。
206
事考式献
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