粗糙度對熱紅外光譜反演鐵礦中SiO2含量影響的實驗研究

徐吉坤， 李天子, 2*， 任玉娟

1. 河南理工大學測繪與國土信息工程學院， 河南 焦作 454003 2. 東北大學資源與土木工程學院， 遼寧 沈陽 110819

引 言

在地質品位客觀存在的條件下， 準確確定原礦品位， 降低采選成本， 高效開采礦產資源成為礦山生產的重要工作。 利用熱紅外光譜可以有效反演礦物中化學成分， 為指導礦山進行礦體邊界精準區劃提供幫助。 Wyatt等[1]對陸地及火星火山巖的化學成分進行了反演， 將反演礦物與電子探針掃描成像結果進行了對比， 平均標準偏差為4.8 Vol%。 閆柏琨等[2]利用ASU光譜庫中礦物樣品的發射率及化學分析數據， 使用線性擬合的方法， 建立了SiO2指數與SiO2含量之間的關系， 得到相關系數r為0.614 2。 劉道飛等[3]基于Clementine熱紅外數據， 利用回歸統計分析對月球表面巖石的CaO含量進行反演， 均方根誤差為0.767。 Nair等[4]對火成巖樣品進行研究， 建立實驗測得的發射率光譜與組成礦物含量的關系模型， 模型預測的二氧化硅含量誤差在10%～15%。 王東等[5]建立歸一化指數(normalized difference index, NDI)與SiO2含量的關系模型， 反演鐵礦中SiO2含量， 反演平均誤差為3.57%。 上述實驗結果仍不能對精確圈定礦體范圍提供有效幫助。

影響鐵礦中SiO2含量光譜反演精度的因素較多， 其中鐵礦石表面粗糙度是影響發射率光譜， 進而影響反演精度的重要因素。 一些學者做了大量實驗， 驗證粗糙度引起的礦物光譜特征變化。 Kirkland等[6]研究發現由表面粗糙度引起的多次反射， 造成通過不同方式獲取的相同巖石光譜對比度存在差異， 最大達到10%。……