Journal de géologie et géophysique
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Abstrait

Méthode de déconvolution automatique pour un modèle gaussien modifié utilisant la méthode d'échange de Monte Carlo : application aux spectres de réflectance du clinopyroxène synthétique

Peng K Hong, Hideaki Miyamoto, Takafumi Niihara, Seiji Sugita, Kenji Nagata, James M Dohm et Masato Okada

L'analyse par déconvolution des spectres de réflectance est une méthode utile pour déduire la composition minérale et la structure cristalline. De nombreuses analyses récentes par déconvolution des spectres de réflectance des principaux minéraux formant des roches, tels que l'olivine et le pyroxène, ont été basées sur un modèle gaussien modifié (MGM). L'algorithme numérique du MGM largement utilisé, cependant, utilise la méthode de descente la plus raide, qui présente un problème de minima local. Avec des paramètres initiaux imprécis, la méthode de descente la plus raide converge vers un minimum local, donc l'analyseur doit ajuster manuellement les paramètres initiaux et calculer le modèle à plusieurs reprises pour obtenir la solution souhaitée. Afin d'éviter le problème du minimum local, nous avons utilisé la déconvolution spectrale bayésienne avec la méthode d'échange de Monte Carlo, qui est un algorithme amélioré de la méthode de Monte Carlo par chaîne de Markov, visant à la fois à éviter les pièges des minima locaux et à supprimer l'arbitraire provenant des paramètres initiaux. Nous avons appliqué le modèle aux spectres de réflectance visibles à proches infrarouges de 31 échantillons de clinopyroxène synthétique avec des compositions en Mg, Fe et Ca très variées (solution solide). Français Nous avons obtenu des résultats cohérents avec les études précédentes basées sur des analyses MGM conventionnelles, suggérant que la méthode d'échange de Monte Carlo peut produire des résultats cohérents avec les analyses MGM conventionnelles basées uniquement sur les données observées. Nous constatons également que les longueurs d'onde centrales des bandes d'absorption de 1 μm d'échantillons de pyroxène à haute teneur en Ca ont une dépendance linéaire sur la composante Fe/Mg. Les bandes d'absorption de 1 μm et 2 μm semblent suivre des lignes d'approximation dans les espaces tridimensionnels des longueurs d'onde centrales, des composantes Ca et Fe. L'application réussie de la méthode d'échange de Monte Carlo à une large gamme de clinopyroxènes aurait le potentiel d'étendre l'applicabilité du MGM à une variété d'observations spatiales/au sol, en particulier lorsque nous ne pouvons pas nous fier aux informations préalables sur la minéralogie.