Журнал геологии и геофизики
Открытый доступ

Абстрактный

Метод автоматической деконволюции для модифицированной гауссовой модели с использованием метода обменного Монте-Карло: применение к спектрам отражения синтетического клинопироксена

Пэн К Хонг, Хидеаки Миямото, Такафуми Ниихара, Сейджи Сугита, Кенджи Нагата, Джеймс М. Дом и Масато Окада

Анализ деконволюции спектров отражения был полезным методом для определения минерального состава и кристаллической структуры. Многие из недавних анализов деконволюции спектров отражения основных породообразующих минералов, таких как оливин и пироксен, были основаны на модифицированной гауссовой модели (MGM). Однако численный алгоритм широко используемой MGM использует метод наискорейшего спуска, который имеет проблему локальных минимумов. При неточных начальных параметрах метод наискорейшего спуска сходится к локальному минимуму, поэтому анализатор должен вручную корректировать начальные параметры и повторно рассчитывать модель для получения желаемого решения. Чтобы избежать проблемы локального минимума, мы использовали байесовскую спектральную деконволюцию с обменным методом Монте-Карло, который является улучшенным алгоритмом метода Монте-Карло с цепями Маркова, направленным как на избежание ловушек локальных минимумов, так и на устранение произвольности, возникающей из начальных параметров. Мы применили модель к спектрам отражения в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах 31 образца синтетического клинопироксена с широким диапазоном составов Mg, Fe и Ca (твердый раствор). Мы получили результаты, согласующиеся с предыдущими исследованиями, основанными на обычных анализах MGM, предполагая, что метод обменного Монте-Карло может давать результаты, согласующиеся с обычными анализами MGM, основанными исключительно на наблюдаемых данных. Мы также обнаружили, что центральные длины волн полос поглощения 1 мкм образцов пироксенов с высоким содержанием Ca имеют линейную зависимость от компонента Fe/Mg. Как полосы поглощения 1 мкм, так и 2 мкм, по-видимому, следуют линиям аппроксимации в трехмерных пространствах центральных длин волн, компонентов Ca и Fe. Успешное применение метода обменного Монте-Карло к широкому диапазону клинопироксенов могло бы расширить применимость MGM к различным космическим/наземным наблюдениям, особенно когда мы не можем полагаться на предварительную информацию о минералогии.