對於數百個波段的成像光譜，數據量非常大，尤其是目前無論是航空成像光譜數據，如AVIRIS、CASI、HyMap等。、或在軌航天成像光譜數據，如Hyperion波段，壹般較窄，壹般為3 ~ 10 km，給大面積應用帶來諸多不便，增加了大面積數據處理的難度，在目前微機配置條件下工作量翻倍。因此，無論是從巖石礦物光譜的局部特征還是整體特征來識別礦物，並在保證識別精度的條件下進行工程化處理，都需要探索壹種新的技術流程。
在成像光譜數據特征和識別方法的對比研究中，結合實際工作和工程處理的初步要求，在保證識別精度的條件下，設計了標準數據庫光譜+光譜-特征域轉換+礦物識別方法的技術流程。該流程的主要功能是:
(1)直接進行蝕變礦物的識別和信息提取:在綜合研究實驗區巖石類型、構造、熱液活動和礦物的基礎上，提取與成礦關系密切的蝕變礦物，以標準庫光譜或野外實測光譜作為參考光譜。
(2)變換光譜域和特征域，實現數據降維和數據壓縮，減少工作量，提高工作效率:成像光譜數據有上百個波段，不同的波段寬度和記錄長度使得單次處理的數據量達到1g字節，中間過渡文件單波段可達10g字節；在之前的處理中，飛行帶往往被分割成更小的區域，然後進行拼接。可以利用MNF技術將整個譜域空間轉換到特征域空間，消除原始譜向量分量之間的相關性，從而去除信息量少、噪聲高的向量，使數據處理可以從數百個譜域集中到去噪後的特征域，減少數據量，縮短數據處理時間，提高數據處理效率。
(3)特征分離，增加了不同礦物的可分性，提高了礦物識別的準確性:在成像光譜數據經MNF變換並去除噪聲波段的特征域空間，賦予不同波段不同的物理或數學意義，在特征域分離地物的光譜特征，放大地物的細微特征，增加了數據的可分性。
4.4.2.1光譜特征域變換
光譜分辨率的提高，壹方面提高了數據分類識別的精度和應用能力，另壹方面增加了數據的容量，也使得數據高度冗余和高度相關。有效的數據壓縮和特征提取是必要的。壹般利用傳統的主成分變換做相應的改變，衍生出壹系列的成像光譜數據壓縮和特征提取方法，如MNF變換(Kruse，1996；格林等，1998)、(李等，1990)、分塊主成分變換(賈等，1998)、基於主成分的對應分析(卡爾等，1999)。空間自相關特征提取(Warner等人，1997)、子空間投影(Harsanyi等人，1994)以及高維數據的二階特征分析(Lee等人，1993；Haertel等人，1999)也受到了相應的關註。非線性小波和分形特征的使用(邱等，1999)也在研究中。
主成分分析(PCA)是根據圖像的統計特征確定變換矩陣，對多維(多波段)圖像進行正交線性變換，使變換後的新分量圖像互不相關，多波段的有用信息盡可能集中在少數分量圖像中(圖4-4-1)。壹般隨著主成分階數的增加，信噪比逐漸降低。但是，當波段較多時，並不完全符合這個規律。
為了提高主分量在高光譜維的數據處理能力，相應地采用了最大噪聲分量變換(MNF)方法(甘福平，2001；甘福平，2002 ~ 2003)。該方法利用噪聲分量矩陣的特征向量(σ n σ-1)對圖像進行變換，使按特征值排序的變換分量中包含的噪聲分量逐漸減少，圖像質量依次提高。σ是圖像的總協方差矩陣，σ n是圖像噪聲的協方差矩陣。當所有波段的噪聲方差相等時，MNF等價於主成分分析，因此可以分兩步實現。第壹步，將圖像變換到新的坐標系中，使變換後的圖像噪聲的協方差矩陣為單位矩陣；第二步是對變換後的圖像進行主成分變換。這種改進的算法被稱為噪聲調整主成分變換(NAPC)。
對於P波段的超光譜圖像
Zi(x)，i=1，2，…，p (4-4-1)
可以假設
Z(x)=S(x)+N(x) (4-4-2)
這裏，ZT (x) = {z1 (x)，…，ZP (x)}，S(x)和N(x)分別是Z(x)中的無關信息分量和噪聲分量。因此，
Cov{Z(x)}=∑=∑S+∑N (4-4-3)
∑S和∑ n分別是S(x)和N(x)的協方差矩陣。因此，可以定義I波段噪聲分量，
Var{Ni(x)}/Var{Zi(x)} (4-4-@4)
選擇線性變換，MNF變換可以表示為
成像光譜巖礦識別方法技術研究及影響因素分析
在轉換中，確保
成像光譜巖礦識別方法技術研究及影響因素分析
同時，為了從信息中分離噪聲，S(x)分別與Z(x)和N(x)正交。
圖4-4-1 MNF變換特征值曲線
MNF有兩個重要的屬性。壹種是縮放圖像的任意波段，變換結果保持不變。第二，變換使得圖像向量、信息分量和加性噪聲分量相互垂直。乘性噪聲可以通過對數變換轉換成加性噪聲。在變換之後，可以對每個分量圖像進行去噪，或者可以丟棄具有主要噪聲的分量。MNF變換的特征值曲線如圖4-4-1所示。
4.4.2.2特征分離
在MNF變換後的特征域中，不同的頻帶具有不同的物理和數學意義。例如，變換後的1波段表示地面物體的亮度信息，第七或第八波段表示地形信息。在MNF變換中，通過分離信號和噪聲，信息更加集中在有限的特征集中，壹些微弱的信息在去噪變換中得到增強。同時，在MNF變換過程中，光譜特征向量集被收斂以增強分類信息。
圖4-4-2是壹些礦物光譜在MNF變換前後的曲線輪廓。從右圖可以看出，信息和噪聲有序地集中在壹些有限的波段。通過丟棄噪聲帶或其他處理，噪聲的影響相應地減少或消除。同時，信息比原始數據更容易區分。
4.4.2.3的礦物鑒定
礦物鑒定主要采用光譜相似性度量的方法。基於整體光譜特征的相似概率，可以有效避免巖石和礦物光譜漂移或光譜變異導致的單個光譜特征不匹配，綜合利用微弱光譜信息。
圖4-4-2 MNF變換前後礦物光譜特征對比
基於全光譜形狀特征的識別方法主要有光譜角技術、光譜匹配濾波、光譜擬合和線性分解。利用大氣校正後的重構光譜數據，可以選擇性地使用上述礦物識別技術來識別端元礦物。光譜角法可以直接選取端元礦物進行匹配，最終生成二值圖像，簡單易行，在閾值合理可靠的前提下可以獲得較高的識別精度。
光譜角技術是利用成像光譜識別和提取巖礦地質信息的較好方法之壹(王誌剛，1993；劉慶生，1999)。光譜角度識別法是利用光譜組成的多維光譜向量空間中的壹個巖礦向量的角度測度函數(θ)來求解巖礦參考光譜的端元向量(R)與圖像像素的光譜向量(T)之間的相似性測度，即:
成像光譜巖礦識別方法技術研究及影響因素分析
這裏，‖ * ‖是譜向量的模。參考端元光譜可以來自實驗室、現場測量或已知類別的圖像像素光譜。θ在0和π/2之間，其值越小，二者的相似度越高，識別提取的信息越可靠。通過合理的閾值選取，得到礦化蝕變信息的二值圖像。
4.4.2.4閾值的選取與氣帶間信息的連接
無論是光譜角技術、光譜匹配還是混合光譜分解，都存在對非礦物信息的分割，因此閾值的選取是必須面對的重要問題。這不僅關系到所鑒定礦物的可靠性，還關系到礦物分布範圍的界定。同時，由於分波段提取，同壹物體在不同波段之間由於大氣校正誤差和噪聲的影響，光譜特征是不同的，這可能使提取的礦物空間分布特征在波段之間全部具有診斷性和壹致性，增加了制圖的難度。因此，閾值的選取應遵循以下原則:在去除明顯虛假信息、保留可靠礦化蝕變信息的同時，考慮導航區的整體壹致性和過渡性。
4.4.2.5技術流程
結合成像光譜數據的預處理，根據實際應用，可以總結出成像光譜遙感地質調查的技術流程，如圖443所示。
編輯於2020-01-19。
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任務是了解礦物鑒定的工作過程。
首先，采集礦物樣品。樣品采集是礦物鑒定的基礎工作，以獲取工作對象。采集樣本時，要註意其代表性、典型性和目的性。樣品應按其分布和均勻性進行采集，以便研究* * * *的宏觀和微觀特征、結構特征及其發生變化的關系，並註意粒度特征和嵌入關系。此外，還需要采集樣品，以測定化學成分、內部結構、形態和物理性質。根據礦物研究的目的和礦物在巖石或礦石中的分布情況，確定采集樣品的數量。對於晶形完美或晶面復雜的礦物晶體，在收集時壹定要小心，不要隨意破壞。二、礦物的分離方法在研究壹種礦物的成分、結構或物理性質時，往往需要從集合體中選出這種單壹礦物。樣品是否純凈是決定研究結果是否正確的關鍵，而從礦物集合體中選取壹種非常純凈的單壹礦物是非常復雜的，而且由於分選對象不同，往往采用不同的方法。在整理之前，往往需要“破樣”。也就是說，礦物聚集體被破碎以從其它礦物中分離出所需的礦物。破碎機可用於大量破碎，鐵碗可用於少量人工破碎。破碎粒度主要取決於礦物單體的粒度，壹般需要破碎到0.2 ~ 0.4 mm，在破碎的同時，必須用合適的篩網進行篩分，對粒度進行分級，防止“過碎”。壹般情況下，篩分後0.2mm以上的樣品尺寸要達到1 kg以上，才能保證從中提取足夠數量的單礦物。樣品破碎後，所需的礦物質從破碎的樣品中分離出來。如果需要的樣品數量少，可以在雙筒望遠鏡下用針壹個壹個地選取；如果需要大量樣本，且人工選擇困難且費時，可使用其他儀器進行分選。主要方法有:根據礦物密度的不同，重選可采用淘洗和重液分離(有時需要離心分離)；磁選是利用磁鐵和電磁鐵，根據磁性強弱來分離礦物；根據礦物對油膜吸附能力的不同進行浮選分離；介電分離根據礦物的介電常數(ε)來分離礦物。如黑鎢礦(ε=15)、鈮鉭鐵礦(ε=20)、方解石(ε=6.3)和無色透明應時(ε=4.5)分離效果較好。形態分離根據礦物的不同形態(如片狀、柱狀或顆粒狀)進行分離。雖然選礦的方法很多，但仍然不能解決選礦的所有問題。特別是，很難分離細粒礦物和高密度礦物。近年來，電磁重液分離、高頻介電分離、超聲波浮選、重力分離(礦泥搖床)、重液變溫分離等技術得到了推廣應用。其中電磁重液分離法可以按密度分離非磁性礦物，甚至可以分離高密度的金和鉑；目前高頻介電分選僅限於分選幾十種礦物，要求礦物最小粒度大於15 ~ 20 μm；重力分選機分選的最小礦物可達10 μm；超聲波浮選主要是利用超聲波空化作用來解離微細礦物，同時使用合適的捕收劑來產生浮選礦物。重液變溫分離主要用於分離具有相似物理性質或相同礦物的不同世代的個體。為了保證用上述方法分選的單礦物樣品的純度，最後必須用雙筒望遠鏡進行檢查和挑選。三、肉眼鑒別礦物是通過觀察礦物的外部特征(如晶體形狀、顏色、光澤、條痕、透明度、解理、硬度、密度等)來鑒別礦物的簡單方法。)用肉眼、放大鏡、立體顯微鏡和壹些簡單的工具(如刀、磁鐵、劃線板等。).壹個有鑒定經驗的人，通過肉眼鑒定就能正確識別上百種常見礦物。肉眼鑒別法對晶體粗大、特征顯著的礦物有效。肉眼識別看起來很簡單，但是需要壹些訓練才能達到快速準確的結果。特別是對細粒礦物的晶體形態和解理的觀察，需要反復練習和比較，積累經驗，才能熟練掌握。用肉眼識別礦物有壹定的局限性。壹些特征相似的礦物，或者顆粒極細的礦物、膠體礦物往往難以鑒別，必須采用其他方法。但肉眼鑒定仍然是進壹步鑒定和研究的基礎。因為通過肉眼鑒定，可以初步估算出礦物的種類或科，然後再決定選擇什麽方法進行準確的鑒定和研究。因此，用肉眼識別礦物是壹個地質學家必須熟練掌握的基本功。四、儀器鑒定如果用肉眼鑒定還不確定的礦物，就需要使用壹定的儀器設備進行鑒定。利用儀器鑒定礦物的方法很多，應根據研究目的和有效、準確、快速的原則進行選擇。借助儀器鑒定礦物的方法有:1)礦物化學成分的檢測方法:簡單化學測試、光譜分析、原子吸收光譜、激光光譜、X射線熒光光譜、極譜分析、化學分析、電子探針分析；2)通過測量某些物理性質或晶體結構數據來確定礦物種類的方法:密度測定、熱分析、顯微鏡觀察、電子顯微鏡觀察、X射線分析、紅外光譜分析和穆斯堡爾效應；3)研究礦物形態的方法:角度測量和電子顯微鏡觀察；4)其他特殊方法:包裹體研究、穩定同位素研究等。
9瀏覽2020-01-16
面對壹種未知的礦物，妳從哪些方面觀察，如何研究？
礦物的肉眼鑒別主要是根據礦物的顏色、光澤、條紋、解理、硬度等特征。那麽肉眼鑒別礦物所需的簡單工具有:瓷盤(用來雕刻條紋)、刀(用來雕刻硬度)、放大鏡(用來看解理特征等。).有時候可以帶上壹小瓶鹽酸和壹個小磁鐵。肉眼鑒定礦物的簡單工具:刀、放大鏡、磁鐵、瓷盤。絕大多數礦石都是各種礦物緊密相連的混合物，因此很難在手工標本上鑒別它們，而且往往不可能全部鑒別清楚。因此，礦石中礦物的鑒定、礦物粒度的測定、礦物解離度的測定、礦石結構的分析以及選礦產品的礦物學分析，往往都是用顯微鏡來完成的。在礦物加工過程中，大多數脈石礦物在可見光下是透明的，而大多數重要的金屬礦物往往是不透明的。在透明礦物的鑒定和研究中，應用最廣泛、最成熟、最有效的方法是利用偏光顯微鏡根據透明礦物晶體的光學原理進行研究。這種研究方法是將礦石或巖石磨成0.03mm厚的薄片，在顯微鏡下觀察可見光通過晶體時的折射和幹涉現象，測定礦物晶體的光學常數，如晶體形狀、顏色、解理、突起、幹涉色、雙折射、消光類型和消光角、延伸符號、孿晶、同軸度、光學正負、光軸角等。，並有壹套完整的光學數據可供參考。在鑒定和研究不透明金屬礦物時，反射式顯微鏡，也稱為礦石顯微鏡或礦物顯微鏡，被廣泛使用。種類很多，各有特色。新的顯微鏡不僅可以用於部分和反向目的，而且還有許多用於定量測定的附件。反射式顯微鏡的主要結構和基本原理與偏光顯微鏡相同，只是前者有壹個垂直的照明器。為了用反射式顯微鏡鑒別礦物，應該把礦石磨成薄片，放在鏡子下面。光源將光線通過照明器中的反射鏡向下反射到礦石光片表面，再從光片表面向上反射到目鏡，這樣就可以觀察和鑒別不透明礦物的光學性質。如觀察晶體形態和結晶習性、解理和解理、孿晶、環狀結構、連續晶體、粉末顏色、硬度、可塑性、顏色和多分散性、反射率、雙反射效應、均勻性和非均勻性、偏振顏色、內反射、旋轉性質、對標準蝕刻試劑的反應和各種元素的微量化學試驗。
27喜歡746瀏覽2017-09-01
如何用礦物鑒別礦物？
物理法:根據礦物的物理性質來區分礦物是最簡單實用的方法，主要有:1)形狀:片狀、腎狀、鮞狀、菱形、立方體、板狀、致密狀、短柱狀等。2)顏色礦物的顏色最引人註目。有三種:自身顏色——礦物本身固有的顏色。其他顏色——礦物中夾雜的雜質和有色氣泡造成的顏色。礦物表面氧化膜和光幹擾造成的假色。3)條紋:礦粉的顏色。粉末的顏色是在白瓷盤上刻下礦物質後留下的。可以消除偽色，弱化其他顏色，保留自身顏色，但礦物質的硬度必須小於白瓷板。具體和簡單的物理方法區別，準備兩個道具，第壹個是刀，第二個是白瓦。應時:玻璃光澤透明，解理好，硬度大於刀，刀劃不出明顯的痕跡。長石:玻璃光澤略小於應時，較為常見，主要為鈉長石和鉀長石滑石:白色，半透明，硬度較低，可用指甲描出，放在舌頭上仍有黏膩感。螢石:有很強的熒光，用刀可以刻出明顯的痕跡。長石可分為兩類——正長石(鉀長石)和斜長石。兩者的區別在於兩個解理群之間的夾角。正長石等於90度，斜長石小於90度，壹般是各種顏色。有些正長石是紅色的，因為它含鐵。黃鐵礦呈淺黃銅黃色，表面常呈黃褐色、赭色。畫在白色瓷磚上的條紋是綠色和黑色或棕色和黑色。具有強烈金屬光澤的菱鐵礦:壹般呈粒狀晶體或致密塊狀、球狀、凝膠狀，無晶體。顏色壹般為灰色或黃白色黃銅礦:易與金礦混淆。從顏色和條痕來看，與黃鐵礦相似，但硬度不如黃鐵礦。鑒定時，指甲上不能刻明顯的記號，但如果是金礦，指甲上可以做記號。參考資料:
地質學基礎
443瀏覽2019-11-08
礦物標本資源整理技術規範
為提高礦物標本的可用性，制定《礦物標本資源整理技術規範》，規範國家科技基礎條件平臺標本資源的整理，將標本整理與標本科學研究緊密結合。本規程從開箱、清洗、觀察、研究、鑒定、命名到資料整理提出了***14項，並簡要說明了每壹項的工作方法，全面實用。本法規的附錄A-C是規範性附錄，附錄D是信息性附錄。本規程由國家自然科技資源共享平臺提出。本規程起草單位:中國地質大學(北京)。本規程起草人:何。本規程由國家巖礦化石標本資源共享平臺負責解釋。1範圍本規範規定了礦物標本整理的內容、步驟和方法。本程序適用於自然科技資源平臺建設中礦產標本資源的整理。2規範性引用文件下列文件中的條款通過引用本規程而成為本規程的條款。對於註明日期的引用文件，所有隨後的修改(不包括勘誤表)或修訂均不適用於本法規。但是，鼓勵根據本規定達成協議的各方研究是否使用這些文件的最新版本。凡是不註日期的參考文件，其最新版本適用於本規程。GB/T9649.9—2009地質礦產術語分類代碼第9部分:結晶學和礦物學GB/T17366—1998礦物巖石電子探針分析樣品制備方法。北京師範大學物理系北京分析儀器廠。核磁共振波譜儀及其應用。北京:科學出版社，1974陳雲奎。紅外吸收光譜法及其應用。上海:上海交通大學出版社，1993 JA院長。分析化學手冊。北京:科學出版社，李哲，2002年，應玉璞。礦物的穆斯堡爾譜學。北京:科學出版社，潘。1993(蘇聯)作者尼科娃·索洛多夫，鄧·譯。礦物鑒定指南和表格。王佳音:地質出版社，1957。壹般礦物鑒定。北京:商務印書館，1952王璞，潘，翁靈寶等。系統礦物學。2001元姚婷。野外礦物鑒定手冊。北京:煤炭工業出版社，1958曾廣策。簡明光學礦物學。武漢:中國地質大學出版社，1989張國棟。材料研究和測試方法。北京:冶金工業出版社，2001中國科學院地質研究所編輯。薄片中透明礦物的識別指南。北京:科學出版社，1970李德，史丹利。礦石礦物定量數據文件，第3版。Chapman Hall，倫敦，1983。礦物學和巖石學，1998，38，(1)，77~79 Ernest H Nickel，Joel D Grice。國際礦物學協會新礦物和礦物命名委員會的礦物命名程序和原則。巖石礦物學雜誌，1999，18 (3): 273 ~ 285約瑟夫A曼達裏諾。礦物標本類型(形式)的正式定義。巖石礦物學雜誌，1987。6 (4): 372 ~ 373 3術語和定義下列術語和定義適用於本規程:a .礦物:地殼及其相鄰層中主要由化學元素經過地質作用(包括宇宙中形成的)形成的天然單質或化合物。它們具有壹定的化學成分和內部結構，在壹定的物理化學條件範圍內是穩定的，是巖石和礦石的基本單位。b .礦物標本整理:是礦物標本采集(主要是收藏)後為進壹步科學研究所做的準備。根據礦物標本資源的描述標準，礦物標本分為標本、薄片、光學薄片、模型(模具)和其他。新礦物的模式礦物標本:用於確定礦物種類的考證樣品。新礦物的標本稱為標準標本。根據提供的測試數據，可以分為以下三種:正模式:作者提出的單個標本，可以獲得原始描述中的所有數據。原型:作者確定的那些可以在原始描述中獲得定量數據的標本。所附標本僅用於提供定量數據，並非所有必要數據。——新模式:當全模式和附模式標本丟失時，用修訂者或重新研究者選擇的標本來代表丟失的標本，即使經過實驗研究，在化學式和細胞常數上與原全模式和附模式標本略有不同，但只要確定屬於同壹物種，就可以作為補充模式標本。所有補充標本必須經中國金屬礦物資源網和國際礦物學協會IMA批準。4礦物標本的整理4.1整理取得的礦物標本的工作包括標本的清理、修復、編號、登記、歸檔，以及與標本有關的影像和資料的收集和歸檔。4.2修整工具手套、刷子、小鑿子、尖針、小錘子、小水槍、放大鏡、莫氏礦物硬度標尺、無釉瓷板、磁針、小刀、粘合劑、筆記本、筆和目錄卡。4.3樣品編號工具:油漆、油漆刷、膠帶和編號筆。4.4標本用材料——軟紙、海綿、棉花:避免破壞礦物原始晶體的包裝材料，也可用作小而完整晶體的包裝。-標本盒:裝有礦物標本。——玻璃瓶:主要用於存放易潮解、易氧化的礦物標本和較小的礦物標本。4.5工作環境要求:放置標本的場地應有足夠的空間和相應的工作臺，標本可在此展開和放置，整理室還應有良好的通風和照明設備。4.6整理的內容和方法4.6.1拆開包裝箱，按順序取出每個標本，對照包裝登記表核對每個標本包裝上的編號和現場記錄編號，按順序排出。4.6.2清理標本。用軟刷清除標本表面的灰塵、汙垢和其他附著物(可用小鑿子和尖針清除)。然後清洗標本，將原標簽壹起放入托盤。4.6.3標本觀察和研究利用肉眼(可使用放大鏡和雙筒望遠鏡)觀察和研究礦物的形態和表面物理性質，以及生物礦物和伴生礦物之間的時空分布特征。選擇切割輕(薄)件的位置和測試方法。如果選擇的測試方法是分析單壹礦物，就要選擇單壹礦物，單壹礦物樣品純度越高越好。步驟包括破碎和分離，可分為手工分離、重力分離、浮選、磁選和電選。4.6.4標本鑒定與研究要正確命名壹個礦物標本，鑒定工作需要運用各種礦物鑒定方法結合野外命名或原始資料，與已知礦物核對，正確命名。對未知礦物提出了進壹步的鑒定方案。評估報告需要