Revista de Geología y Geofísica
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abstracto

Un método automático de deconvolución para el modelo gaussiano modificado utilizando el método Monte Carlo de intercambio: aplicación a los espectros de reflectancia del clinopiroxeno sintético

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

El análisis de deconvolución de los espectros de reflectancia ha sido un método útil para inferir la composición mineral y la estructura cristalina. Muchos de los análisis recientes de deconvolución de los espectros de reflectancia de los principales minerales formadores de rocas, como el olivino y el piroxeno, se han basado en un modelo gaussiano modificado (MGM). Sin embargo, el algoritmo numérico del MGM ampliamente utilizado utiliza el método de descenso más pronunciado, que tiene un problema de mínimos locales. Con parámetros iniciales inexactos, el método de descenso más pronunciado converge en un mínimo local, por lo que el analizador debe ajustar manualmente los parámetros iniciales y calcular el modelo repetidamente para obtener la solución deseada. Para evitar el problema del mínimo local, utilizamos la deconvolución espectral bayesiana con el método Monte Carlo de intercambio, que es un algoritmo mejorado del método Monte Carlo de la cadena de Markov, cuyo objetivo es evitar las trampas de mínimos locales y eliminar la arbitrariedad originada en los parámetros iniciales. Aplicamos el modelo a los espectros de reflectancia del visible al infrarrojo cercano de 31 muestras sintéticas de clinopiroxeno con una amplia gama de composiciones de Mg, Fe y Ca (solución sólida). Obtuvimos resultados consistentes con los estudios previos basados en análisis MGM convencionales, lo que sugiere que el método Monte Carlo de intercambio puede producir resultados consistentes con los análisis MGM convencionales basados puramente en los datos observados. También encontramos que las longitudes de onda centrales de las bandas de absorción de 1 µm de las muestras de piroxeno con alto contenido de Ca tienen una dependencia lineal del componente Fe/Mg. Ambas bandas de absorción de 1 µm y 2 µm parecen seguir líneas de aproximación en los espacios tridimensionales de longitudes de onda centrales, componentes de Ca y Fe. La aplicación exitosa del método Monte Carlo de intercambio a una amplia gama de clinopiroxenos tendría el potencial de expandir la aplicabilidad de MGM a una variedad de observaciones espaciales/terrestres, especialmente cuando no podemos confiar en información previa de la mineralogía.