快速估算红土型钴矿中的钴含量: VNIR-SWIR光谱定量反演研究

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单位长安大学地球科学与资源学院;自然资源部新能源矿产与资源信息工程技术创新中心;深地探测与矿产勘查全国重点实验室中国地质科学院地质研究所;
来源光谱学与光谱分析
出版年2025
期号09
摘要
钴是全球战略性矿产资源。红土型钴矿床规模大、埋藏浅,是钴矿勘查的重要目标。传统的钴矿勘查过程,不得不借助于室内测试分析来判定野外露头中钴的含量高低及其矿化程度。而钴元素含量测试手段,往往涉及复杂的样品制备流程以及对大型高精度仪器设备的依赖,难以满足快速测试勘查需求。可见光-近红外及短波红外(VNIR-SWIR)光谱技术具有仪器便携、测试高效及对样品无损等优势,在野外场景下对样品测试展现出卓越的适用性。样品实测光谱分析表明620~810 nm反映钴离子、铁离子吸收特征,810~1 200 nm反映Fe2+吸收特征,1 350~1 450和1 850~2 040 nm反映—OH、 H2O的吸收特征,2 140~2 260和2 260~2 360 nm分别反映Al—OH和Mg—OH的吸收特征;据此选择敏感波段范围、特征吸收峰参数以及敏感波段比值共同作为光谱组合参数,应用XGBoost(extreme gradient boosting)回归算法建立钴含量定量反演模型;在此基础上进行参数寻优得到最优钴含量定量分析模型,验证集的R2为0.95, RMSE为89.19, RPD为4.35,模型反演精度较高。特征重要性柱状图表明,钴元素的敏感波段范围为620~810 nm之间,在增加与钴含量密切相关的矿物(绿泥石、蛇纹石)的吸收特征的权重之后,模型的准确性显著提高。上述结果表明基于VNIR-SWIR光谱可准确估算红土型钴矿样品钴含量,基于组合光谱参数的模型具备野外露头钴含量快速测定的能力,对红土型钴矿勘查具有一定的应用价值。

@ 2023 版权所有 中国地质图书馆 (中国地质调查局地学文献中心)

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