Titelaufnahme

Titel
Spectroscopy of minerals : discrimination from different deposits / vorgelegt von: Anna Stefanczyk
Weitere Titel
Spektroskopie von Mineralien : lagerstättenabhängige Unterscheidung
Verfasser/ VerfasserinStefanczyk, Anna
Begutachter / BegutachterinGatterer, Karl
ErschienenGraz, 2016
Umfangvii, 123 Seiten : Illustrationen, Diagramme
HochschulschriftKarl-Franzens-Universität Graz, Masterarbeit, 2016
Anmerkung
Abweichender Titel laut Übersetzung des Verfassers/der Verfasserin
Zusammenfassungen in Deutsch und Englisch
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Mineral / Spektroskopie
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-104413 Persistent Identifier (URN)
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Spectroscopy of minerals [7.03 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die optischen Eigenschaften von Mineralien werden sowohl von der chemischen Zusammensetzung und Struktur des Materials, als auch durch diverse Verunreinigungen und Einschlüsse bestimmt. Daher ist die Spektroskopie eine leistungsstarke Methode zur Identifizierung und Unterscheidung von Mineralien. Allerdings entstehen dabei rasch Datensätze von enormen Umfang. Im Zuge dieser Arbeit wurden Farbwerte einiger Schmuck und Edelsteine mit dem CIE Normvalenzsystem aus ihren Spektren bestimmt. Dadurch konnten die Daten eines Vis Spektrums auf nur zwei Werte reduziert werden. Eine Unterscheidung der Mineralien anhand dieser Farbkoordinaten ist aber nur bei kräftig gefärbten Mineralien möglich.Mittels multivariater Datenanalyse lassen sich aus augenscheinlich sehr ähnlichen Spektren Informationen über subtile Änderungen in chemischer Zusammensetzung und Struktur des Minerals gewinnen. Bei der in dieser Arbeit verwendeten Hauptkomponentenanalyse (PCA) handelt es sich um eine explorative Datenanalyse, die durch Zusammenfassen einzelner Messvariablen in latente Variablen eine Datenreduktion erreicht und eine übersichtliche Präsentation der Daten ermöglicht.In deser Arbeit wurden Kalksteine, Magnesite, Talke und Quarze aus verschiedenen Lagerstätten untersucht. Es wurden Reflexionsspektren im Vis und NIR Bereich aufgenommen und nach geeigneter Datenvorbehandlung mittels PCA untersucht. Eine lagerstättenabhängige Gruppenbildung im Hauptkomponentenraum konnte bei den Magnesiten, Kalksteinen und Talken beobachtet werden, während bei den Quarzproben keine gute Trennung stattfand. Im NIR Bereich konnten bei Kalkstein und Magnesit je 4 von 5 Probensätzen und im Fall von Talk 4 von 4 Probensätzen qualitativ unterschieden werden. Im Vis Bereich war eine Unterscheidung der Probensätze nur noch teilweise möglich.

Zusammenfassung (Englisch)

The optical properties of minerals are determined by their chemical composition and structure as well as by diverse impurities and inclusions. Hence, spectroscopy is a powerful tool for the identification and discrimination of minerals. However, with these methods large sets of data are created in a short amount of time. As part of this work color coordinates of various gem stones were calculated using their Vis spectra and the CIE XYZ-System. This calculation reduces the data to only two values. However, a discrimination is only possible for strongly colored minerals. By means of multivariate methods information about subtle changes in the chemical composition and structure can be obtained even from apparently very similar spectra. The exploratory data analysis called principle component analysis (PCA) is used to achieve data reduction and make a clear presentation of the data possible. In this work calcite, magnesite, talc and quartz samples from different deposits were studied. Reflexion spectra in the Vis and NIR range were measured and a PCA model was calculated after appropriate pre-treatment of the data. In this model a formation of groups dependent on deposit location was observed for the magnesite, calcite and talc samples, but not for the quartz samples. In the NIR range 4 of 5 sample sets could be discriminated for calcite and magnesite. Additionally, 4 of 4 talc sample sets could be differentiated qualitatively. This discrimination was only partly possible in the Vis range.

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