红外光谱技术在矿产勘查中的应用

doi:10.3964/j.issn.1000-0593(2024)01-0015-07

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摘要：红外光谱技术具有快速、经济、高效等特点，是现阶段国内外地质找矿工作中被广泛应用的一项高新技术。通过研究矿物在红外波段上的差异性吸收特征，开展红外光谱填图和波谱参数分析工作，进而确定矿化区域内的特征矿物组合以及指向矿化热液中心的矿物波谱参数变化范围。近年来，随着光谱分辨率的提高和解混算法的优化，越来越多的波段被应用于岩矿信息提取工作，其中发展成熟的短波红外技术（SWIR，1 100~2 500 nm），对于绢云母、高岭石、明矾石和绿泥石等中低温黏土矿物有较好的识别效果，通过这些矿物的波谱参数变化规律成功在斑岩型、浅成低温热液型、VMS型等矿床中建立了找矿勘查模型；热红外技术（TIR，6~15 μm）主要针对长石、石英、石榴子石和辉石等中高温矿物有更好的探测能力，近几年在矽卡岩型矿床中有着出色的表现；中红外技术（MIR，3~6 μn）在地学领域找矿勘查工作中还处于研究阶段，没有形成一套完整的矿物信息提取方法。对红外光谱技术在地学领域的发展历程进行了综述，对各个波段引起波形变化的原因、常用的波谱参数及其表征的含义、四类测试仪器进行了总结，描述了常作为找矿指标的四种矿物——绢云母、绿泥石、石榴子石和碳酸盐类矿物的波谱特征。说明了红外光谱技术在矿产勘查工作中两大核心内容以及目前可能存在的问题。最后对未来红外光谱技术在地质找矿工作中的应用提出了几点建议，即加强规律验证工作，建立多波段、多平台综合光谱勘查模型和建立矿区的波谱库与参数提取标准。

关键词：红外光谱技术；矿物波谱；矿产勘查

Abstract：Infrared spectroscopy has characteristics of rapid, economical and highly efficient, and it is also a high-tech widely used in geological prospecting work in China and abroad in this field. By studying the differential absorption characteristics of minerals in the infrared band, infrared spectral mapping and spectral parameter analysis were carried out to determine the characteristic mineral assemblages in the mineralized area and the range of mineral spectral parameters that pointed to the center of the mineralized hydrothermal fluid. In recent years, with the development of spectral resolution and the optimization of unmixing algorithms, more and more bands have been used to extract rock and mineral information. The developed mature short-wave infrared technology（SWIR，1 100~2 500 nm）can identify the medium and hypothermia clay minerals such as kaolinite, alumite and chlorite effectively, it has established indicators in porphyry, epithermal, VMS and other deposits; Thermal infrared technology ( TIR, 6~15 μm) has better detection ability mainly for mega thermal minerals such as feldspar, quartz, garnet and pyroxene, and has an excellent performance well in skarn deposits in recent years; mid-infrared technology (MIR, 3~6 μn) is still in the research in the prospecting and exploration work in the field of geology, and amount of mineral information extraction methods has not been formed. In this study, with the development history of infrared spectroscopy technology, the causes of waveform changes in various bands, commonly used spectral parameters and their characterization meanings, four types of testing instruments, and analysis software. Chlorite, garnet and carbonate minerals are four mineral spectral features often used as prospecting indicators. It discusses the two core contents of infrared spectroscopy technology in mineral exploration work and the main problems. Finally, this paper puts forward some suggestions for the application of infrared spectroscopy technology in future geological prospecting: strengthening the verification of laws, establishing multi-band and multi-platform comprehensive spectral exploration model, and comforming a spectral database and parameter extraction standards for mining areas.

Key words：Infrared spectroscopy;Mineral spectrum;Mineral exploration

收稿日期: 2022-05-27 修订日期: 2022-12-12

中图分类号:

P237

基金资助: 国家重点研发计划青年科学家项目（2021YFC2900100），国家自然科学基金项目(41702352)和河北省研究生创新项目（CXZZSS2022017）资助

通讯作者: 刘新星 E-mail: liuxinxing963@163.com

作者简介: 成嘉伟, 1988年生, 河北地质大学地球科学学院硕士研究生 e-mail: Chengjiawei7758258@163.com

引用本文:

成嘉伟，刘新星，张娟. 红外光谱技术在矿产勘查中的应用[J]. 光谱学与光谱分析, 2024, 44(01): 15-21.
CHENG Jia-wei，LIU Xin-xing，ZHANG Juan. Application of Infrared Spectroscopy in Exploration of Mineral Deposits: A Review. SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS, 2024, 44(01): 15-21.

链接本文:

https://www.gpxygpfx.com/CN/10.3964/j.issn.1000-0593(2024)01-0015-07 或 https://www.gpxygpfx.com/CN/Y2024/V44/I01/15

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