岩石光谱特征小结

如题所述

3.2.3.1 酸性火成岩

从酸性→中性→基性→超基性岩的逐步过渡,1.40和1.90μm的OH-和水谱带的强度迅速下降。这些谱带可以作为酸性岩的重要鉴定标志。标示着在低温(600~800℃)的酸性岩中必定有多种形式的水存在,因为低温酸性岩是由富含水蒸气的岩浆结晶形成的。这些水的存在也常常使长石发生晚期蚀变形成绢云母,同时产生羟基谱带。

3.2.3.2 中性火山岩

中性火山岩的镁铁质副矿物虽然有可能产生Fe2+和Fe3+铁的光谱特征,但是在大多数情况下呈现得最清晰的谱带仍然是蚀变产物的水谱带和羟基谱带。对火成岩来说,粗斑状的侵入岩所产生的谱带,总是比它们的喷出岩更为显著。此类岩石的光谱可分为两类:曲线平坦而无光谱特征的和反射率从短波到长波逐渐增加的。后一种情况的光谱,在0.70~1.00μm之间往往出现铁的特征谱带,在1.40和1.90μm附近以及2.20~2.50μm之间,常伴有一些轮廓模糊的谱带,比蚀变的酸性岩谱带还要窄一些。由于存在大量不透明的磁铁矿以及角闪石和黑云母等暗色矿物,故所有中性岩的光谱的反射强度偏低。

3.2.3.3 基性或超基性成岩

除了苏长岩以外,基性岩光谱中通常仅见的光谱特征是由铁所产生的1.0μm附近的谱带,这些谱带一般宽而弱。除非发生蚀变或风化,否则一般不出现1.40和1.90μm的羟基谱带。除了斜长辉长岩,基性岩的反射率都较低。这是因为存在大量的暗色镁铁矿物,特别是大量磁铁矿和其他不透明矿物。与基性岩相比,超基性岩的光谱总在1.0μm附近出现一个轮廓十分清晰的Fe2+谱带,并且在1.80μm附近常出现谱带,它是高度无序的八面体位上二价铁离子的典型特征。Adams(1968)、Adams和McCord(1972)曾经利用这两个特征谱带(1.0μm,1.8μm)位置之间的关系作为辉石类斜方辉石类的镁-钙含量的鉴定依据。

基性或超基性岩的光谱在可见光和近红外区Fe2+,Fe3+,Cu2+,Mn2+等离子的跃迁谱带的强度远远大于短波红外上的OH-,H2O,Al-OH,Mg-OH基团的振动谱带。Ross等人(1969)根据经验发现用于鉴别岩石类型的最有效的波长比值是0.5μm/(2.30~2.5)μm、2.3μm/1.45μm和2.35/1.95μm。这些比值与羟基和水谱带的相关性是十分明显的。遗憾的是,对遥感应用来说,1.40和1.90μm附近也正好是大气干扰最严重的谱段。

3.2.3.4 沉积岩的光谱

沉积岩光谱中的光谱特征一般都很清晰,除非由于有不透明的炭质物质而被掩盖之外。主要是碳酸根的谱带,风化产物粘土矿物的谱带,二价铁离子和三价的铁离子氧化物的谱带。位于2.35μm附近的谱带是反对称的CO伸缩振动第二倍频f3及CO的对称伸缩振动的合频f1,以及f2的面外弯曲振动的第一倍频产生的,后者的谱带最强,其最低值位于2.5~2.6μm,伴随出现较弱的谱带在1.90,2.0和2.20μm附近。这些弱谱带常被1.40和2.2μm或2.3μm附近粘土的OH谱带一级1.4和1.90μm附近的水谱带所淹没。二价铁离子的谱带出现在1.0μm附近,而三价铁离子氧化物则是光谱强度向蓝光方向下降,并在0.5和0.85μm附近出现可识别的大谱带。

3.2.3.5 变质岩光谱

通过分析测试大理岩、石英岩、片麻岩、板岩和片岩等变质岩的光谱,发现在0.40~2.50μm变质岩的清晰的光谱特征主要是碳酸盐、羟基、水(液态包体水)和硼酸盐的振动倍频和合频引起的,或者由铁、锰或铬的电子跃迁过程引起的。

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