Caracterización de minerales de arcilla y óxidos de hierro mediante espectroscopía de reflectancia difusa (VNIR–SWIR)

Abstract

[ES] Se ha realizado el análisis mineralógico a través de las propiedades espectrales desarrolladas por muestras de suelos y sedimentos del borde noroccidental de la Cuenca del Duero. Las absorciones producidas por los óxidos y oxihidróxidos de hierro (hematites y goethita, principalmente) están localizadas en zonas del VNIR (400-1200 nm), mientras que las bandas de absorción presentes en los espectros del SWIR (1200-2500 nm) están relacionadas con la composición química de minerales arcillosos. Los espectros de reflectancia medidos en laboratorio han sido normalizados aplicando los métodos del Continuum Removal (CR) y la segunda derivada (SD). Este último puede resolver la superposición de bandas al cuantificar sutiles inflexiones de la curva. Esto ha permitido examinar las bandas de absorción por separado midiendo los parámetros geométricos desarrollados en ellas. La proporción de los minerales influye en la respuesta espectral y, por tanto, en los valores de los parámetros. Se han realizado correlaciones lineales entre estos valores y la proporción de las diferentes fases minerales obtenidas por difracción de rayos X. De los parámetros estudiados, la correlación entre la posición del centro de banda (BC) en la máxima absorción alrededor de longitudes de onda de 890-960 nm y la profundidad del rasgo de absorción a 470 nm (D470) ha permitido realizar una estimación relativa de la proporción de hematites/goethita. En cuanto a la distribución de los diferentes minerales de arcilla, se ha podido establecer una correlación entre la proporción de caolinita y la profundidad de las bandas de absorción a 1415 y 2210 nm, y en los rasgos de absorción cercanos a 1390 y 2160 nm, analizados en SD.

[EN] The mineralogical analysis was carried out through the spectral properties developed by samples of soils and sediments from the northwestern edge of the Duero Basin. The absorptions produced by the oxides and Feoxyhydroxides (mainly hematite and goethite) are located in VNIR zones (400-1200 nm), while the absorption bands that are present in the SWIR spectra (1200-2500 nm) are related to the chemical composition of clay minerals. The reflectance spectra measured in the laboratory have been normalized by using the methods of Continuum Removal (CR) and the second derivative (SD). This last method can solve the band overlapping because it quantifies subtle drops in the curve. This has allowed the absorption bands to be examined separately by measurement of their geometrical parameters. The proportion of the minerals affects the spectral response and, accordingly, the values of the parameters. Linear correlations were conducted between these values and the proportion of the different mineral phases obtained by X-ray diffraction. In the studied parameters, the correlation between the band center (BC) position in the maximum absorption around the wavelengths at 890-960 nm and the absorption feature depth at 470 nm (D470) has enabled a relative estimation of the proportion of hematite/goethite. As for the distribution of the different clay minerals, a correlation has been established between the proportion of kaolinite and the absorption bands depth at 1415 and 2210 nm, and in the absorption features near 1390 and 2160 nm, analyzed in SD.