Обнаружение редкоземельных элементов с использованием гиперспектральных спутниковых данных EnMAP: пример из Маунтин-Пасс, Калифорния

Саид Асадзаде 1*, Николь Кёлльнер 1 и Сабина Шабрийя 1,2

Редкоземельные элементы (РЗЭ) демонстрируют диагностические характеристики поглощения в видимой и ближней инфракрасной области, что позволяет их обнаруживать и идентифицировать с помощью спектроскопических методов. Однако спутниковое дистанционное картирование РЗЭ до сих пор не было достигнуто из-за необходимости высококачественных гиперспектральных данных для разрешения их узких характеристик поглощения. Это исследование использует гиперспектральные спутниковые данные EnMAP для картирования РЗЭ в Маунтин-Пасс, Калифорния — горнодобывающем районе, известном наличием руды бастнезит-Ce в севите и бефорсите из карбонатитов. Используя метод полиномиальной подгонки для определения диагностических характеристик поглощения неодима (Nd) в∼740 и∼800 нм, поверхностное присутствие Nd было успешно картировано с разрешением 30 м пикселей. Относительное содержание Nd было представлено с использованием области, удаленной из континуума, 800 нм. Полученная карта, выделяющая сотни аномальных пикселей, была проверена с помощью лабораторной спектроскопии, поверхностной геологии и спутниковых снимков высокого разрешения. Это исследование знаменует собой значительный прогресс в разведке РЗЭ, впервые демонстрируя возможность прямого обнаружения Nd в геологических средах с использованием гиперспектральных спутниковых данных EnMAP. Эта возможность может предложить быстрый и экономически эффективный метод скрининга поверхностей Земли на предмет сигнатуры РЗЭ, дополняя существующий портфель разведочных работ и облегчая открытие новых ресурсов.

Ключевые слова Неодим, Бастнезит, Карбонатит, Анализ характеристик поглощения, Дистанционное зондирование, Разведка РЗЭ

Редкоземельные элементы (РЗЭ) необходимы для многих современных технологий, включая электромобили, ветряные турбины и смартфоны.­^1–3. Этот широкий спектр применения в сочетании с растущим спросом и сбоями в цепочке поставок превратил РЗЭ в стратегические товары и важнейшее сырье.­⁴ РЗЭ представляют собой группу металлических элементов со схожими химическими свойствами, включающую лантаноиды (атомный номер от 57 до
71)плюс Y (39), обычно делятся на легкие (LREE) и тяжелые (HREE) подгруппы, включающие La до Eu и
Gd к Lu + Y, соответственно­⁵.
РЗЭ в природе встречаются в разнообразных минералах, включая карбонаты, фосфаты, силикаты и оксиды, из которых карбонаты и фосфаты являются наиболее распространенными и экономически ценными минералами.­²Карбонаты РЗЭ включают фторкарбонатные минералы бастнезит, синхизит и паризит.­⁶ Содержание этих минералов исключительно велико и достигает в бастнезите до 75 мас.%.­⁷. LREE обычно концентрируются в карбонатах (например, бастнезит; (Ce,La)(CO₃)F) и фосфаты (например, монацит; (Ce,La,Nd,Th)PO₄), тогда как тяжелые РЗЭ обычно содержатся в оксидах и, частично, в фосфатах, включая ксенотим ((HREE,Y)PO₄). Из-за химического сходства (ионные радиусы и степени окисления) РЗЭ часто заменяют друг друга и встречаются совместно в тех же минеральных видах⁵.

Вопреки своему названию, РЗЭ относительно распространены в земной коре, хотя экономически выгодные месторождения встречаются редко. Признано, что несколько классов месторождений содержат РЗЭ­², причем карбонатиты являются преобладающими источниками, на долю которых приходится более 70% мирового производства REO (редкоземельных оксидов). Два примечательных примера таких месторождений — шахта Баян Обо в Китае и Маунтин Пасс в США­⁸. Карбонатиты определяются как породы с > 50% первичных магматических карбонатов. Геологически они встречаются в континентальных обстановках и на основе их минералогии и петрографической текстуры делятся на три различных класса: кальцитовые (также называемые сёвит), доломитовые (бефорсит) и анкеритовые (феррокарбонатит)^2,5. Карбонатиты в основном содержат легкие редкоземельные элементы, такие как La, Ce, Pr и Nd, а бастнезит является основным минералом, добываемым во многих связанных с ним месторождениях.­^5,7.

Метод отражательной спектроскопии недавно появился как быстрый и экономически эффективный аналитический инструмент для обнаружения и количественной оценки РЗЭ. Несколько РЗЭ, включая Nd­³⁺, Пр³⁺, См³⁺, Дай³⁺, Э-э³⁺, Хо³⁺, и потенциально Eu­³⁺и Тм³⁺обладают диагностическими свойствами поглощения в видимом и ближнем инфракрасном (VNIR; 400–1000 нм) диапазонах длин волн и частично в коротковолновом инфракрасном (SWIR; 1000–2500 нм) диапазоне длин волн, что позволяет обнаруживать их с помощью спектроскопических методов^6,9–16Узкие полосы поглощения РЗЭ, наблюдаемые в VNIR, как показано на рис.1, приписываются внутриконфигурационным электронным переходам 4f-4f­^6,11,15.

Несмотря на эффективное экранирование 4f-орбиталей замкнутыми оболочками 5s и 5p, соответствующие энергетические уровни в минералогических фазах не фиксированы и скорее претерпевают тонкие изменения в зависимости от типа лиганда, координационного числа и асимметрии полиэдра. Эта изменчивость приводит к сдвигам в положении поглощающих полосы внутри минеральных фаз, обычно порядка∼10 нм в диапазоне VNIR­^6,15,17. Другими словами, в то время как полосы поглощения возникают из ионов РЗЭ, минералогия играет важную роль в определении точного положения особенностей поглощения и их интенсивности. Спектральное поведение редкоземельных минералов уже каталогизировано в нескольких специализированных спектральных библиотеках­^6,18–21.

Все больше исследований показывают, что Nd является наиболее спектрально активным и легко обнаруживаемым РЗЭ с помощью спектроскопических методов.­^9,12,14,22. Идентификация Nd обычно основывается на характеристике его наиболее заметных и определяющих особенностей поглощения при∼580,∼740,∼800, и∼865 нм (см. рис.1). Используя эти отличительные особенности, технология гиперспектральной визуализации позволяет обнаруживать Nd в различных масштабах и условиях, начиная от сканирования тонких срезов с близкого расстояния­²³и ручных образцов в лабораторных условиях­^6,24 к картированию вертикальных выходов пород на поверхность земли­^25,26и карьеры с бортовых платформ­^27,28. Совсем недавно системы визуализации на основе беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) были использованы для картирования богатых РЗЭ жил и выходов пород с очень высоким пространственным разрешением.­²⁹.

Напротив, прямое обнаружение РЗЭ с помощью космических спутниковых систем, таких как мультиспектральные приборы ASTER и WorldView-3, оказалось недостижимым, в основном из-за грубого спектрального разрешения мультиспектральных наборов данных, что делает их неспособными разрешить резкие, но узкие характеристики поглощения РЗЭ (рис.1), независимо от их пространственного разрешения­^28,30. В то время как предыдущие лабораторные спектральные моделирования продемонстрировали потенциал гиперспектральных инструментов, включая спутниковую систему EnMAP, для прямого обнаружения РЗЭ­⁹возможности соответствующего набора данных остались непроверенными в реальных условиях.

Целью данной статьи является преодоление этого разрыва и прокладывание пути для дальнейших исследований путем анализа спектроскопических данных изображений EnMAP, полученных над рудником REE Mountain Pass в Калифорнии, США. Целью нашего исследования является подтверждение концепции и признание возможностей и ограничений космических гиперспектральных наборов данных для прямого обнаружения и картирования REE. Это достигается путем изучения хорошо обнаженной, высокосортной шахты REE в районе Mountain Pass с использованием данных изображений EnMAP с пространственным разрешением 30 м. Кроме того, исследование направлено на оценку эффективности методов спектроскопической обработки для обнаружения РЗЭ с целью предоставления надежного метода картографирования, независимого от местоположения, применимого к EnMAP и аналогичным гиперспектральным наборам данных дистанционного зондирования.

Геология района горного перевала

Mountain Pass расположен в юго-восточной Калифорнии, примерно в 65 км к юго-западу от Лас-Вегаса, в пустыне Мохаве. Геологически эта область включает в себя набор мезопротерозойских щелочно-силикатных интрузий (около 1,41 млрд лет), варьирующихся по составу от мафических (шонкинит) через сиенит до щелочного гранита. Этот набор связан с серией одновременных карбонатитовых даек и интрузий­³¹. Северная и восточная части области состоят из протерозойских сланцев и гнейсов, гранитоидов и небольших интрузий карбонатитов. Напротив, юг и юго-восток характеризуются палеозойскими известняками, доломитами и песчаниками, прорванными юрскими гранитными породами и меловыми гранодиоритами.­²⁸Центральная и западная части покрыты складчатыми, надвиговыми палеозойскими карбонатными и кварцевыми породами.­²⁸. Более подробное описание геологии района можно найти в Castor­³², Марс³⁰, Мариано и Мариано­³³, и Уоттс и др.³¹.

Карбонатиты и связанные с ними щелочные плутоны представляют собой комплекс интрузий, имеющих форму от примерно пластинчатой ​​до линзовидной, умеренно падающих на запад и простирающихся на северо-северо-запад в пределах ультракалиевых интрузивных пород.­³². Самое крупное тело, известное как карбонатит Sulphide Queen, расположено в центре области, его ширина составляет 700 м, а толщина — до 150 м.­¹⁰и размещает крупнейшее месторождение РЗЭ в США­^7,31Карбонатит сульфидной королевы в основном состоит из бастнезита-барита-совита (кальцитового) и бастнезита-барита-доломита (бефорсита) или смеси обоих (доломитовый совит), причем доломитовый карбонатит является более распространенным.­³².

Хотя размер карбонатита Sulphide Queen скромен, рудное тело сильно обогащено легкими РЗЭ. Руда, которая, как известно, имеет магматическое происхождение, обычно содержит 10–15% бастнезита-Ce, 65% кальцита/доломита и 20–25% барита. Кристаллы минерала бастнезита крупнозернистые, обычно диаметром 300 мкм со средним составом РЗЭ 45,50% Ce, 15,82% Nd, 4,65% Pr и 1,83% Sm, с меньшим количеством Eu, Gd, Dy, Ho и Er.­³². Другие акцессорные минералы, содержащие легкие редкие РЗЭ, — это паризит, синхизит, монацит и, реже, алланит.³³Добыча полезных ископаемых на месторождении Sulphide Queen началась в 1952 году и была прекращена к 2002 году, в результате чего на месторождении остался запас более 20 миллионов метрических тонн руды со средним содержанием 8,9% REO.­34К 2007 году добыча отдельных видов редкоземельных металлов из запасов возобновилась, а с 2018 года рудник был вновь введен в эксплуатацию в ответ на возросший спрос на редкоземельные металлы и геополитические силы.­³¹.

Помимо основного карбонатитового тела, в этом районе есть многочисленные круто наклоненные карбонатитовые дайки, большинство из которых находятся в непосредственной близости от рудного тела Sulphide Queen. Известно, что несколько из этих даек, особенно те, что примыкают к шахте, содержат бастнезит, хотя большинство из них имеют низкое содержание REO. Сообщается также, что фенитизированная зона примерно в 4 км к юго-востоку от шахты содержит разведанные месторождения REE, содержащие минералы алланита и бастнезита.³².

Целевая область стала объектом нескольких исследований с использованием дистанционного зондирования, в первую очередь направленных на литологическое картирование с использованием различных мульти- и гиперспектральных наборов данных.­^28,30,35. По данным полевых наблюдений, растительность покрывает от 10 до 30% поверхности, что делает ее пригодной для исследований с помощью дистанционного зондирования.

Результаты
Данные EnMAP успешно разрешили особенности, связанные с РЗЭ и карбонатами в диапазонах VNIR и SWIR (рис.2). В диапазоне VNIR он определил четыре диагностических особенности поглощения на∼580,∼740,∼800, и∼870 нм (рис.2а). В диапазоне SWIR он обнаружил глубокую карбонатную особенность на 2335 нм и две характерные особенности, связанные с бастнезитом на 2255 и 2316 нм (рис.2б) Содержащийся карбонат был идентифицирован как карбонат кальция, отличающийся выраженной функцией поглощения при 2335 нм и отсутствием функции двухвалентного железа в диапазоне VNIR.

Представительный пиксельный спектр над открытым карьером показывает хорошее соответствие с лабораторной спектроскопией рудного тела. Оба набора данных демонстрируют сопоставимую спектральную картину с одинаковым количеством особенностей поглощения и интенсивностей в диапазонах VNIR и SWIR после удаления континуума (рис.2). Примечательно, что положения минимумов поглощения для признаков 580, 740 и 800 нм почти идентичны в обоих наборах данных, а для характерных признаков бастнезита разница составляет порядка 1–2 нм (2255 против 2254 нм и 2216 против 2218 нм). Однако минимальные различия в длинах волн для признаков 870 и 2330 нм значительны. В данных EnMAP признак Nd появляется на немного большей длине волны (871 против 865 нм), а признак карбоната появляется на более короткой длине волны (2335 против 2342 нм) (рис.2). Последнее, вероятно, обусловлено спектральной смесью карбоната кальция с абсорбционными свойствами бастнезита на расстоянии отбора проб грунта EnMAP 30 м. Примечательно, что спектр бастнезита, изображенный на рис.1демонстрирует иную картину по сравнению с лабораторным графиком на рис.2б) Детали на 2254, 2318 и 2342 нм появляются соответственно на 2249, 2314 и 2327 нм на рис.1, возможно, из-за сложной/смешанной минералогии образца с перевала. Характерная черта 2255 нм, наблюдаемая на рис.2b предположительно возникает из-за гидроксильной связи в бастнезите­⁶.

Дальнейшие различия включают изменения ширины абсорбционных характеристик, которые, как правило, шире в данных EnMAP. Кроме того, правая сторона абсорбционной характеристики 740 нм в данных EnMAP затронута широко распространенным остаточным O­₂Поглощающая способность (рис.2а). EnMAP также определяет дополнительную особенность при 2200 нм, вероятно, связанную с глинистыми минералами (рис.2б). Стоит отметить, что лабораторный спектр этого исследования очень похож на спектральный график (опубликованный в Mars­³⁰т. е. спектр А на рис. 7).

Распределение и относительное содержание Nd в районе горного перевала показано на рис.3а. Здесь спектральная сигнатура Nd была нанесена на карту не только над открытым карьером, но и над отвалами, хвостохранилищами, испарительными прудами, участком дробления и обогатительными фабриками (рис.3б). Аномалии, обнаруженные над обогатительной фабрикой, вероятно, являются результатом переноса пыли, содержащей РЗЭ, на запад из дробилки шахты по преобладающему направлению ветра в пустыне Мохаве. Сигнатура Nd была также обнаружена в нескольких местах за пределами места добычи, в том числе на краю шахты Колизей на севере (рис.3в) и над карбонатными породами на западе и юго-западе исследуемой территории (рис.3d–f). Однако, в отличие от аномалий, наблюдаемых в районе добычи, которые образуют кластеры связанных пикселей, периферийные аномалии, как правило, ограничены несколькими пикселями. В общей сложности 740 пикселей охватывают площадь 880 000 м2­²были идентифицированы как имеющие признаки Nd. Наиболее выраженная особенность поглощения наблюдалась над испарительными прудами, в то время как самая слабая была обнаружена над хвостохранилищами (рис.3б) Метод картирования не выявил аномалий над фенитизированной зоной к юго-востоку от горнодобывающего района (рис.3а).

Рис. 3. Пространственное распределение и относительное содержание РЗЭ в районе Маунтин-Пасс, Калифорния. (a) Карта аномалий Nd (сине-красная), полученная в результате спектрального анализа гиперспектральных данных EnMAP, наложенных на улучшенные изображения альбедо. Область поглощения 800 нм используется для указания относительного содержания Nd в отображенных пикселях. Относительное содержание оксида железа и карбонатных минералов показано на заднем плане оранжевым и фиолетово-красным цветами соответственно. (b–f) Те же аномалии Nd из (a), наложенные на спутниковые снимки высокого разрешения этой области, доступные в Google Earth. Данные взяты из 29^йМарт 2021 г. на расстоянии отбора проб грунта∼1 м. Белые прямоугольники на (a) определяют контур изображений, показанных на (b) - (f). Основные разломы показаны сплошными/пунктирными черными линиями.

На рис.3a, относительное содержание минералов оксида железа (то есть гематита и гетита) и карбонатов (то есть кальцита и доломита) изображено оранжевым и пурпурно-красным цветами соответственно. Оксиды железа в основном встречаются в северо-западной и юго-восточной части области, тогда как карбонаты более распространены на западе.

Статистические соотношения между различными спектральными параметрами в отображенных пикселях обобщены на диаграммах рассеяния на рис.4. В ходе спектральной обработки было отмечено, что минимальные длины волн признаков 740 и 800 нм изменяются в диапазонах 735–755 и 793–805 нм соответственно. Эти признаки демонстрируют сильную корреляцию по глубине поглощения (R­²= 0,88; Рис.4а), причем 800 нм-элемент выглядит немного глубже (см. также рис.2а). Мешающее влияние остаточного всасывания O­₂ (рис.2а) по-видимому, в значительной степени смягчается после исключения соответствующей полосы из расчетов.

Напротив, менее заметная особенность Nd в∼580 нм (рис.2a), хотя визуально различимая в нескольких пикселях с неодимом, была признана непригодной для картирования неодима. Это в первую очередь связано со значительными помехами от других компонентов сцены, включающих зеленую растительность, что приводит к заметным сдвигам минимальной длины волны объекта, что затрудняет отслеживание метода обработки переходов. Тем не менее, площадь этого объекта хорошо коррелирует с площадью объекта 740 нм (R­2= 0,74; Рис.4б) и 800 нм особенность (R­²= 0,66; не показано). Функция в∼865 нм, хотя и заметны в некоторых пикселях над рудным телом (рис.2а), не был хорошо развит и поэтому неразрешим в данных EnMAP. Статистически, это показывает слабую корреляцию (R­²= 0,36) с глубинами особенностей поглощения в∼740 и∼800 нм (рис.4в).

Рисунок 4d изображает график минимальной длины волны карбоната в зависимости от его глубины для пикселей, отображенных на рис.3a. На этом графике пиксели из горнодобывающей области и рудного тела демонстрируют длины волн в диапазоне от 2335 до 2350 нм и относительно неглубокое поглощение карбоната, типичное для кальциевого карбонатита, богатого бастнезитом. Пиксели с похожей глубиной поглощения, но более короткими диапазонами длин волн (от 2310 до 2330 нм) были интерпретированы как возникающие из REE-содержащих доломитового карбонатита. Третий кластер на рис.4d представляет собой изолированные пиксели, нанесенные на карту на периферии зоны добычи над карбонатными породами (выделены на рис.3d–f). Эти пиксели характеризуются очень мелкими особенностями∼740 и∼800 нм, но более глубокая карбонатная особенность в диапазоне длин волн от 2320 до 2340 нм. Проверка наличия РЗЭ/Nd в этих пикселях действительно потребует наземной проверки.

Рис. 4. Диаграммы рассеяния спектральных параметров пикселей, содержащих неодим, полученные из данных EnMAP по району горного перевала. (a) график глубины поглощения при∼740 нм (740D) против 800D. (b) график площади поглощения при∼740 нм (740A) против 580A. (c) график глубины поглощения при∼740 нм (740D) против 865D. (d) График минимальной длины волны карбонатного абсорбционного признака против его глубины для пикселей, содержащих абсорбционные признаки REE. Построенные данные соответствуют аномалиям Nd, отображенным на рис.3а. Сплошная красная и пунктирная серая линии отображают линию, наилучшим образом соответствующую данным, и линию 1 к 1 соответственно.

Обсуждение
Для надежного обнаружения РЗЭ с использованием спектральных данных дистанционного зондирования необходимо разрешить множественные особенности поглощения в наборе данных. В то время как некоторые исследования успешно использовали три, а иногда и четыре диагностических особенности поглощения Nd­^23,24,36, многие другие показали, что не все отличительные особенности поглощения в диапазоне VNIR, особенно те, что находятся в∼580 и∼870 нм (см. рис.1и2а) постоянно присутствуют и различимы в спектральных данных даже в оптимальных лабораторных условиях­^{12,14,18,22,37}. Следовательно, неудивительно, что данные EnMAP могут разрешить только наиболее заметные особенности поглощения Nd при∼740 и∼800 нм. Это согласуется с результатами других исследований дистанционного зондирования, проведенных для картирования РЗЭ в условиях открытого воздуха с использованием платформы БПЛА.­²⁹. И наоборот, полагаясь только на одну особенность поглощения, можно внести большую неопределенность.
в обнаружении Nd­¹².

Как показано в этом исследовании, минимальная длина волны абсорбционных характеристик так же важна и информативна, как и глубина характеристики для обнаружения РЗЭ. Однако минимальные длины волн абсорбционных характеристик сильно варьируются в спектральных данных. В лабораторных исследованиях сообщалось, что минимальные длины волн характеристик 580, 740 и 800 нм варьируются от 575 до 590 нм, от 740 до 747 нм и от 799 до 805 нм соответственно.­⁹. Однако вариации, полученные из данных EnMAP, охватывают более широкий диапазон от 581 до 597 нм, от 735 до 755 нм и от 793 до 805 нм соответственно. Этот широкий диапазон может быть обусловлен различными факторами, включая внутренние вариации минимальной длины волны бастнезита (обычно порядка∼10 нм, как указано во введении), совместное присутствие других минералов, содержащих РЗЭ, таких как паризит, синхизит и монацит, внутри пиксельного следа, тесное/площадное смешение редкоземельных минералов с другими литологическими/фоновыми компонентами (см. ниже), неопределенность метода извлечения и, прежде всего, ограничения в спектральном интервале выборки EnMAP (т. е. 6,5 нм) по сравнению с лабораторными данными.

Важно отметить, что каждая из этих особенностей поглощения является результатом наложения нескольких полос поглощения. Например, ярко выраженная особенность поглощения при∼740 нм является результатом по крайней мере шести узких полос поглощения с центрами на 733, 738, 741, 749, 755 и 762 нм (см. врезку на рис.1), из которых только четыре (то есть при 734, 741, 747 и 757 нм) различимы в лабораторных данных рис.2а. Тщательный анализ этих особенностей может помочь охарактеризовать минералогическое состояние РЗЭ и потенциально раскрыть присутствие других РЗЭ помимо Nd в спектральных данных.

В целом, на способность спектрального обнаружения РЗЭ могут влиять следующие факторы:

\ (i)\ Общее альбедо цели и контраст между объектом РЗЭ и его фоновыми компонентами. Было отмечено, что высокие доли непрозрачных минералов, таких как магнетит (и алланит в некарбонатитовых отложениях), ослабляют спектральный сигнал, способствуя низким уровням отражения от образцов/поверхностей и, таким образом, затрудняя обнаружение РЗЭ^9,14. Напротив, более яркий фон, примером которого здесь является преобладание кальциевого карбонатита, может облегчить обнаружение РЗЭ.

\ (ii)\ Относительная доля железа (Fe³⁺) железные минералы. Сообщается, что широкие и интенсивные характеристики поглощения минералов оксида железа (например, гематита и гетита) в области VNIR значительно подавляют характеристики REE.^10,12,22,25. Моделируемые эксперименты показали, что даже 1 вес.% оксидов железа может ослабить характеристики, связанные с РЗЭ, причем характеристики 580 и 870 нм особенно подвержены подавлению. В диапазоне от 2 до 5 вес.% минералы железа могут легко ослабить характеристики, возникающие из 0,5 вес.% Nd, а на уровне 10 вес.% характеристики РЗЭ полностью исчезают из-за доминирования поглощений трехвалентного железа в диапазоне VNIR­^13,22. Как правило, два более слабых поглощения при∼580 и∼870 нм более уязвимы и часто остаются необнаруженными во многих спектральных измерениях (Тодд Хоефен, личное сообщение). В районе Маунтин-Пасс, хотя оксиды железа редки над открытым карьером, они преобладают в окружающей местности, особенно над щелочными интрузиями к востоку от основных линий разломов (рис.3а), способствуя подавлению потенциальных особенностей Nd.

\ (iii)\ Доля растительного покрова. Наличие зеленого пика и поглощение хлорофилла, соответственно, на∼550 и∼590 нм может подорвать особенность REE на 580 нм. Предположительно, помехи от растительности в этой области затруднили картирование особенности 580 нм в данных EnMAP, несмотря на ее существование и разумную корреляцию с особенностью 740 нм (рис.4b). Это подтверждается наблюдением, что пиксели с самой высокой частотой ложноположительных результатов при использовании только признака 580 нм для картирования Nd пространственно связаны с самыми высокими значениями индекса нормализованной разницы растительности (NDVI), рассчитанными по тем же данным. Интерференция от поглощения хлорофилла также может объяснить сдвиг минимальной длины волны признака 580 нм в сторону более длинных волн (581–597 нм в EnMAP против 575–590 нм в лабораторных данных). Необходимы дальнейшие исследования для понимания чувствительности признаков REE к покрытию/доли растительности.

\ (iv)\ Эффекты атмосферной коррекции. Как показано на рис.2а, отчетливый O­₂-связанное поглощение при 760 нм может мешать характеристике Nd при 740 нм. Когда характеристика Nd при 740 нм превосходит остаточный O­₂абсорбция, исключение соответствующей полосы из расчетов, как показано в этом исследовании, предлагает простое, но эффективное решение проблемы. Однако в ситуациях, когда особенность слабо развита и преобладает остаточное поглощение кислорода, исключение полосы может не решить проблему и может потенциально привести к неверным расчетам спектральных параметров, что повлияет на результаты картирования Nd. В отличие от O­₂, остаточный эффект водяного пара проявляется как шум за пределами 890 нм, подавляющий 870 нм характеристику Nd. Хотя вполне вероятно, что 870 нм характеристика может быть не очень хорошо развита изначально. Необходимо рассмотреть влияние остатков водяного пара на ослабление этой характеристики в данных EnMAP. Более надежная процедура атмосферной коррекции, безусловно, могла бы привести к лучшему извлечению сигнатур РЗЭ из данных EnMAP.

\ (v)\ Эффект размера зерна. Размер зерен, содержащих РЗЭ, является еще одним фактором, влияющим на интенсивность абсорбционных признаков Nd и, следовательно, на его обнаруживаемость. Более крупные размеры зерна поглощают больше света, что приводит к более глубоким абсорбционным признакам⁹. В районе перевала Маунтин-Пасс относительно крупные зерна бастнезита, со средним диаметром 300 мкм.³², может быть причиной увеличения глубины и ширины особенностей поглощения в данных EnMAP (рис.2а). Однако изменчивость содержания Nd и эффект масштаба (пиксель изображения 30 мкм по сравнению с данными ASD в точечной шкале) также могли сыграть свою роль в этом поведении.

\ (vi)\ Доля Nd (и общее количество РЗЭ). Поскольку интенсивность абсорбционных признаков пропорциональна концентрации Nd в образце/пикселе, более высокая концентрация приводит к более выраженным абсорбционным признакам, тем самым облегчая спектральное обнаружение^9,12,14,17. Исходя из этой предпосылки, хотя исключительно высокая концентрация Nd в районе горного перевала, по-видимому, облегчила дистанционное картирование, следует отметить, что Nd был также обнаружен над хвостохранилищами и местами хранения отходов (рис.3b), что указывает на возможность обнаружения более низких степеней Nd с помощью данных EnMAP. Напротив, EnMAP не удалось картировать какие-либо сигнатуры Nd в фенитизированной зоне и прилегающих областях (обведены на рис.3а). Это можно объяснить небольшими размерами карбонатитовых жил в этой зоне, низким содержанием РЗЭ (Nd), а также

сообщил(а) Кастор­³², распространенность оксидов железа (см. рис.3а). Аналогично, нет карбонатных следов
над этими участками с использованием SWIR-диапазонов EnMAP.
\ 琀 屴 Важно отметить, что глубина характеристик поглощения Nd, как сообщается, зависит от Nd
Доля ΣREE (общее количество REE), при этом более высокие соотношения приводят к более выраженным абсорбционным свойствам­²⁹. Наименьшая целевая концентрация РЗЭ, обнаруживаемая при размере пикселя EnMAP 30 м, а также наименьший уровень Nd, обнаруживаемый спектрально (соответствующий пределу обнаружения данных EnMAP), в настоящее время неизвестны и должны быть рассмотрены в будущих исследованиях с учетом отмеченных факторов. Однако, поскольку спектроскопия отражения продемонстрировала относительно низкий предел обнаружения Nd, в диапазоне от 1000 до < 200 ppm­^9,10,12,29можно ожидать, что при оптимальных условиях окружающей среды прибор EnMAP будет чувствителен к низким содержаниям Nd/REE в пикселе (см. ниже).

\ (vii) \ Эффекты сенсора. Хотя данные EnMAP демонстрируют превосходное качество как в диапазонах VNIR, так и SWIR, признано, что полосы на конце более длинных волн детектора VNIR демонстрируют неустойчивое нелинейное поведение из-за эффекта окантовки (неопубликованный внутренний отчет EnMAP). Проблемы, с которыми сталкивается EnMAP при разрешении особенности 870 нм, могут быть отчасти связаны с этим явлением, особенно за пределами 900 нм, где расположено правая сторона особенности.
\ 琀 屴 Сравнивая результаты этого исследования с анализом, проведенным Mars­³⁰с использованием данных WorldView-3
подчеркивает значимость спектрального разрешения по сравнению с пространственным разрешением при картировании РЗЭ.
Несмотря на исключительное пространственное разрешение WorldView-3, он не смог отобразить на карте местонахождения Nd в этом районе.
Напротив, EnMAP с пространственным разрешением 30 м добился успеха благодаря своему высокому спектральному разрешению и
точности калибровки. Конечно, гиперспектральные данные с высоким пространственным разрешением могут позволить обнаружение и
картографирование метровых жил в геологических обнажениях. Однако для данных дистанционного зондирования со спутниковых носителей
ограничения в пространственном разрешении, улучшение SNR и спектрального разрешения может повысить их чувствительность
и полезность для РЗЭ.
\(viii)\ Метод спектральной обработки. После тестирования различных методов спектральной обработки, которые включали многоканальные
алгоритмы обнаружения типовых целей, меры сходства, алгоритмы подгонки признаков и опорный вектор
машинный классификатор³⁸, было отмечено, что выбор метода обработки имеет значение для успешного
обнаружения Nd. Примечательно, что ни один из протестированных методов не смог дать результаты, сопоставимые с

картой, показанной на рис.3a (используя отображенные пиксели как конечные элементы/обучающие данные), подчеркивая превосходство анализа характеристик поглощения и полиномиальной техники подгонки для обнаружения РЗЭ. Это может объяснить, почему предыдущие попытки картировать РЗЭ в области с использованием данных с воздуха, например,^28,35были не очень успешными. Главное преимущество подхода, использованного в этой статье, заключается в том, что он не требует априорных знаний о наличии РЗЭ в заданной области, а скорее опирается на спектроскопические знания о редкоземельных минералах для дистанционного картирования.

Подводя итог, можно сказать, что способность обнаруживать РЗЭ с использованием гиперспектральных данных дистанционного зондирования зависит от геологических и инструментальных ограничений. Геологически это зависит от размера цели, уровня ее экспозиции, содержащегося уровня РЗЭ и состава сопутствующих минералов. Инструментально это в первую очередь зависит от SNR и спектрального разрешения системы визуализации, за которыми следуют пространственное разрешение и качество атмосферной коррекции и методов обработки.

Хотя в этом исследовании сотни пикселей были идентифицированы как содержащие Nd, в подобных исследованиях дистанционного зондирования в будущем, обнаружение сигнатур РЗЭ, даже в одном пикселе изображения, следует считать многообещающим для последующих полевых исследований. Хотя идентификация минералогического объекта редкоземельных элементов, как достигнуто здесь, может быть не всегда практичной или необходимой для исследований дистанционного зондирования, обнаружение сигнатуры карбоната (через полосы SWIR) в объекте карбонатита^39,40может дополнительно подтвердить наличие РЗЭ в цели. Важно отметить, что как метод дистанционного зондирования наша методология может обнаруживать только сигнатуры РЗЭ на поверхности без возможности проникновения на глубину.

Заключение
Это исследование продемонстрировало, что гиперспектральные спутниковые данные EnMAP могут напрямую и эффективно обнаруживать РЗЭ в геологических средах. EnMAP успешно разрешил отличительные особенности поглощения Nd на 740 и 800 нм, возникающие из богатой Nd бастнезитом руды в районе горного перевала. В то время как EnMAP смог разрешить особенность на∼580 нм, этот элемент не подходил для картирования РЗЭ из-за его низкой интенсивности, помех с оксидами железа и особенности поглощения хлорофилла, происходящая при∼590 нм. Данные EnMAP не смогли уверенно разрешить особенность на∼870 нм. Анализ особенностей поглощения и метод полиномиальной подгонки оказались превосходным и эффективным методом обработки для характеристики выдающихся особенностей поглощения РЗЭ и картирования местонахождений и относительного содержания Nd в данных спектроскопии изображений.

Обнаружение спектральной сигнатуры РЗЭ с помощью спектроскопических данных космических изображений может вывести разведку РЗЭ на новый уровень. Традиционно карбонатитовые тела, как основные объекты легких РЗЭ, исследовались геофизическими методами, основанными на аэромагнитных и радиометрических исследованиях­⁴¹Внедрение метода дистанционного зондирования, позволяющего напрямую обнаруживать содержащиеся РЗЭ и картировать минералогию подстилающих пород и ореолы изменений, может дополнить существующий портфель геологоразведочных работ, способствуя открытию новых карбонатитовых тел и ресурсов РЗЭ.

Спутниковые данные EnMAP с их глобальным покрытием могут использоваться для скрининга больших территорий на предмет сигнатур РЗЭ. Однако, учитывая его пространственное разрешение в 30 м, ожидается, что он в основном будет обнаруживать хорошо обнаженные цели с достаточным количеством/размерами Nd в засушливых и полузасушливых регионах мира. Достижения в процедурах атмосферной коррекции и методах обработки могут помочь в обнаружении более низких содержаний и более мелких целей Nd. Поскольку РЗЭ часто связаны друг с другом и минералогия объекта не сильно изменяет характеристики поглощения, связанные с РЗЭ, дистанционное картирование Nd должно служить ориентиром для разведки легких (и потенциально тяжелых) РЗЭ, независимо от типов их месторождений.

Дальнейшая работа будет включать установление количественных соотношений между содержанием Nd и спектральными сигнатурами и тестирование методологии в широком диапазоне месторождений/перспектив с богатыми РЗЭ с различными уровнями легких/тяжелых РЗЭ, обнажениями, геологическими/условиями и растительным покровом. Это может помочь лучше понять спектральное поведение РЗЭ при разрешении EnMAP и определить полную способность прибора обнаруживать и картировать проявления РЗЭ удаленно.

Материалы и методы
Гиперспектральные данные EnMAP
Гиперспектральная спутниковая система EnMAP (Программа экологического картирования и анализа) была запущена в эксплуатацию
на орбиту 1 апреля 2022 года, а с ноября 2022 года находится в штатном режиме эксплуатации­⁴². EnMAP — немецкая спутниковая миссия, разработанная и управляемая Немецким аэрокосмическим центром (DLR) и финансируемая Федеральным министерством экономики и мер по борьбе с изменением климата (BMWK) Германии.­^43,44.

Данные EnMAP исследуемой области получены 7 июля 2022 года в 18:47:54.75 UTC (11:47 по местному времени) с портала EOWEB®. Данные были упорядочены с использованием следующих настроек: данные уровня 2A с включенными поправками на озон и рельеф, без спектральной интерполяции, передискретизированные методом ближайшего соседа. Данные были обработаны с использованием версии процессора EnMAP от марта 2023 года. Орторектифицированные данные отражения поверхности уровня 2A EnMAP включают 224 спектральных диапазона с пространственным разрешением 30 м. Полосы VNIR, используемые в этом исследовании, охватывают спектральный диапазон от 420 до 1000 нм при спектральном интервале дискретизации 6,5 нм и спектральной ширине полосы 8,1 нм. Диапазоны VNIR поддерживают отношение сигнал/шум (SNR) более 400:1 и спектральную стабильность лучше 0,5 нм благодаря встроенному калибровочному узлу прибора.­⁴⁵Эти атрибуты делают данные EnMAP прекрасным выбором для дистанционного картирования РЗЭ.

Методология обработки
Мы применили метод аппроксимации кривой с использованием полинома 4-го порядка­⁴⁶для обнаружения и картирования РЗЭ в продукте данных L2A. Эта техника позволила нам охарактеризовать основные особенности поглощения Nd в∼580,∼740,∼800, и∼865 нм (изображено на рис.1), а также карбонатный элемент между 2330 и 2340 нм. Для достижения этого континуум был удален в диапазоне от 520 до 900 нм для VNIR и в диапазоне от 2230 до 2400 нм для SWIR-полос. Затем отдельные полиномы были подогнаны к спектрам с удаленным континуумом в диапазонах 720–778, 770–825, 565–605, 825–895 и 2305–2365 нм (рис.1). Впоследствии (действительный) корень явной первой производной использовался для определения длины волны минимального отражения (минимальной длины волны). Коэффициенты подобранного полинома также использовались для получения глубины, площади и ширины диагностических признаков поглощения. Для устранения мешающих эффектов O­₂ полоса EnMAP, соответствующая остаточной абсорбции кислорода при 764 нм (полоса 62), была исключена из расчетов.

Полученные спектральные параметры затем были впоследствии использованы в пошаговом процессе принятия решений для идентификации пикселей, содержащих Nd. Первоначально были выделены пиксели, соответствующие следующим критериям:

где λW и λD — минимальная длина волны и глубина абсорбционной особенности, центрированной на длине волны λ (нм). Эти результаты были дополнительно уточнены путем сохранения только пикселей, которые были линейно выровнены на диаграмме рассеяния 740D против 800D. Впоследствии область 800 нм особенности использовалась для представления относительного содержания Nd в отображенных пикселях. Относительное содержание карбонатных пород в этой области было отображено на основе
карбонатной особенности в∼2340 нм (D > 0,13). Распределение оксидов железа также было отображено с использованием690(Нью-Мексико) >2.5.

450(Нью-Мексико)

Наконец, чтобы лучше понять спектральную и статистическую изменчивость отображенных пикселей, были подготовлены 2D-диаграммы рассеяния из извлеченных спектральных параметров. Все эти процессы были применены к пространственному подмножеству мозаичных данных EnMAP, охватывающих шахту Sulphide Queen и прилегающие районы.

Полученные результаты были проверены тремя способами: (i) путем сравнения спектров EnMAP с лабораторными спектральными измерениями образца, полученного на руднике Sulphide Queen, (ii) путем наложения полученных аномалий на спутниковые изображения высокого разрешения этой местности, доступные в Google Earth, и (iii) путем сопоставления аномалий с локальными геологическими данными. Спектральные данные отражения былиполучены из наборов данных, опубликованных Neave, et al.⁹. Соответствующий образец (CR36), содержащий 30 848 ppm (∼3%) Nd, измерялся с помощью спектрорадиометра ASD Field-Spec Pro FR с интервалами выборки 1,4 и 2 нм между 350–1000 и 1000–2500 нм соответственно. Окончательный спектр был получен путем усреднения десятков равномерно распределенных повторных измерений, выполненных по всей поверхности образца, так что 1σ спектра было < 0,5% относительно­⁹.

Наличие данных
Все данные EnMAP доступны бесплатно через портал доступа к данным EnMAP по следующей ссылке: https://www.

enmap.org/data_access/. Данные EnMAP являются лицензированными продуктами DLR [2022], все права защищены.

Получено: 6 февраля 2024 г.; Принято: 27 августа 2024 г.

Ссылки
\ 1.\ Баларам, В. Редкоземельные элементы: обзор применения, распространения, разведки, анализа, переработки и воздействия на окружающую среду. Geosci. Front. 10, 1285. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2018.12.005 (2019).
\ 2.\ Уолл, Ф. В Справочнике по критическим металлам, том 1 (ред. Ганн, Г.) 439 (Wiley, 2014).
\ 3.\ Гуденаф, К. М., Уолл, Ф. и Мерриман, Д. Редкоземельные элементы: спрос, мировые ресурсы и проблемы обеспечения будущих поколений ресурсами. Nat. Resour. Res. 27, 201–216. https://doi.org/10.1007/s11053-017-9336-5 (2018).
\ 4.\ Комиссия, E. Устойчивость критически важных сырьевых материалов: прокладывание пути к большей безопасности и устойчивости. 23 (Брюссель, 2020).

\ 5.\ Дилл, Х. Г. «Шахматная» схема классификации месторождений полезных ископаемых: Минералогия и геология от алюминия до циркония. Earth Sci. Rev. 100, 1–420. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2009.10.011 (2010).
\ 6.\ Тернер, DJ, Ривард, Б. и Гроат, Л. Видимая и коротковолновая инфракрасная отражательная спектроскопия фторкарбонатов РЗЭ. Am. Miner. 99, 1335–1346 (2014).
\ 7.\ Верпланк, П. Л., Мариано, А. Н., Мариано, А. мл., Верпланк, П. Л. и Хитцман, М. В. Редкоземельные и критические элементы в рудных месторождениях. Том 18, 28 (Общество экономических геологов, 2016).

\ 8.\ Баларам, В. Редкоземельные элементы: обзор применения, распространения, разведки, анализа, переработки и воздействия на окружающую среду. Geosci. Front. 10, 1285–1303. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2018.12.005 (2019).
\ 9.\ Нив, Д.А. и др. О возможности визуализации месторождений редкоземельных элементов, содержащихся в карбонатитах, с использованием дистанционного зондирования. Экономика и геология, 111, 641–665. https://doi.org/10.2113/econgeo.111.3.641 (2016).

\10.\ Роуэн, Л.К., Кингстон, М.Дж. и Кроули, Дж.К. Спектральное отражение карбонатитов и связанных с ними щелочных магматических пород; выбранные образцы из четырех североамериканских местонахождений. Экономическая геология, 81, 857–871. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.81.4.857 (1986).
\11.\ Кларк, Р. Н. В книге «Дистанционное зондирование для наук о Земле», т. 3 (ред. Ренц, А. Н.) (Wiley, 1999).
\12.\ Тан, В. и др. Возможность использования видимой коротковолновой инфракрасной отражательной спектроскопии для характеристики минерализации редкоземельных элементов, размещенной в реголите. Экономическая геология, 117, 495–508. https://doi.org/10.5382/econgeo.4877 (2022).

\13.\ Тан, В. и др. Спектральные характеристики отражения в видимой/ближней инфракрасной области (VNIR) ионообменных редкоземельных элементов, содержащихся в глинистых минералах: потенциальное использование для разведки месторождений РЗЭ, содержащихся в реголите. Appl. Clay Sci. 215, 106320. https://doi.org/10.1016/j.clay.2021.106320(2021).

\14.\ Мёллер, В. и Уильямс-Джонс, А.Е. Гиперспектральное исследование (VNIR-SWIR) месторождения REE-Nb-Zr Нечалачо, Канада. J. Geo-chem. Explor. 188, 194–215. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2018.01.011 (2018).

\15.\ Дейкстра, А. Х. и др. Идентификация редкоземельных элементов в синтетическом и природном монаците и ксенотиме с помощью спектроскопии отражения в видимом и коротковолновом инфракрасном диапазоне. Phys. Chem. Miner. 51, 16. https://doi.org/10.1007/s00269-024-01284-7 (2024).

\16.\ Лоренц, С. и др. Потенциал спектроскопии отражения и лазерно-индуцированной люминесценции для обнаружения редкоземельных элементов в ближнем поле при разведке полезных ископаемых. Remote Sens. 11, 21 (2019).
\17.\ Тернер, Д., Ривард, Б., Гроут, Л. В: Симандл, Г.Дж., Ниц, М. (ред.) Симпозиум по стратегическим и критическим материалам. 219–229 (Министерство энергетики и горнодобывающей промышленности Британской Колумбии).
\18.\ Морин Ка, С. Гиперспектральная характеристика редкоземельных минералов. Том 50 (Геологическая служба Западной Австралии, 2012).
\19.\ Персиваль, Дж. Б. и др. Настраиваемые спектральные библиотеки для эффективной разведки полезных ископаемых: национальные коллекции полезных ископаемых. Clays Clay Miner. 66, 297–314. https://doi.org/10.1346/CCMN.2018.064103 (2018).

\20.\ Koerting, F. et al. Солнечная оптическая гиперспектральная библиотека редкоземельных минералов, порошков оксидов редкоземельных металлов, медьсодержащих минералов и образцов поверхности рудника Аплики. Earth Syst. Sci. Data 13, 923–942. https://doi.org/10.5194/essd-13-923-2021 (2021).
\21.\ Кокали, Р. Ф. и др. Спектральная библиотека USGS, версия 7. Отчет № 1035, 68 (Рестон, Вирджиния, 2017).
\22.\ Херрманн, С. Возможности спектроскопии изображений для характеристики минералов, содержащих РЗЭ, и первичных месторождений РЗЭ (Университет Потсдама, 2015).

\23.\ Daempfling, HLC et al. Автоматическое обнаружение элементов и минералов в тонких срезах с использованием гиперспектральной микроскопии пропускания (HyperTIM). Eur. J. Mineral. 34, 275–284.https://doi.org/10.5194/ejm-34-275-2022 (2022).
\24.\ Гадеа, ОСА и Хан, С.Д. Обнаружение жил, богатых бастнезитом, в рудах редкоземельных элементов с помощью гиперспектральной визуализации. IEEE Geosci. Remote Sens. Lett. 20, 1–4. https://doi.org/10.1109/LGRS.2023.3249624 (2023).

\25.\ Боше, НК и др. Гиперспектральное картирование РЗЭ (редкоземельных элементов) на обнажениях — применение для обнаружения неодима. Remote Sens. 7, 5160–5186 (2015).
\26.\ Миятаке, С. и др. В: 10-й Международный симпозиум SEGJ. 1–2.
\27.\ Килби, У. Э., Райли, Д. Н. В: Симандл, Г. Дж., Лефебюр Д. В. (ред.) Международный семинар, Геология редких металлов. 63–65 (Геологическая служба Британской Колумбии).

\28.\ Роуэн, Л.С. и Марс, Дж.С. Литологическое картирование в районе Маунтин-Пасс, Калифорния, с использованием данных усовершенствованного космического термоэмиссионного и отражательного радиометра (ASTER). Remote Sens. Environ. 84, 350–366. https://doi.org/10.1016/S0034-4257(02)00127-X(2003).
\29.\ Буйсен, Р. и др. Обнаружение РЗЭ с помощью гиперспектральной съемки с использованием легких БПЛА. Sci. Rep. 10, 17450. https://doi.org/10.

1038/с41598-020-74422-0 (2020).
\30.\ Марс, Дж. К. Возможности минерального и литологического картирования данных WorldView 3 в Маунтин-Пасс, Калифорния, с использованием композитных изображений в истинных и ложных цветах, соотношений полос и алгоритмов логических операторов. Экономика и геология, 113, 1587–1601. https://doi.org/10.5382/econg eo.2018.4604 (2018).

\31.\ Уоттс, К. Э., Хаксель, ГБ и Миллер, Д. М. Временные и петрогенетические связи между мезопротерозойскими щелочными и карбонатитовыми магмами в Маунтин-Пасс, Калифорния. Экономическая геология, 117, 1–23. https://doi.org/10.5382/econgeo.4848 (2022).

\32.\ Кастор, С.Б. Редкоземельный карбонатит Маунтин-Пасс и связанные с ним ультракалиевые породы, Калифорния. Can. Mineral. 46, 779–806.

https://doi.org/10.3749/canmin.46.4.779 (2008).
\33.\ Мариано, А. Н. и Мариано, А. младший. Добыча и разведка редкоземельных металлов в Северной Америке. Elements 8, 369–376. https://doi.org/10.

2113/gselements.8.5.369 (2012).

\34.\ Лонг, К. Р., Ван Гозен, Б. С., Фоли, Н. К. и Кордье, Д. В книге «Проблемы невозобновляемых ресурсов: геонаучные и социальные проблемы» (редакторы Синдинг-Ларсен, Р. и Уэллмер, Ф.-В.) 131–155 (Springer, 2012).

\35.\ Макдауэлл, М.Л. и Круз, ФА. В: Мигель Велес-Рейес и Фред А. Круз (редакторы) Алгоритмы и технологии для мультиспектральной, гиперспектральной и ультраспектральной съемки XXI. 94721C.

\36.\ Морин-Ка, С. Обнаружение и различение редкоземельных элементов с использованием гиперспектральных технологий. Том 16 (Геологическая служба Западной Австралии, 2018).

\37.\ Касим, М. и Хан, С.Д. Обнаружение и относительная количественная оценка неодима в карбонатите Силлай Патти с использованием классификации дерева решений гиперспектральных данных. Датчики 22, 7537 (2022).
\38.\ Асадзаде, С. и де Соуза Филью, Ч. Р. Обзор методов спектральной обработки для геологического дистанционного зондирования. Int. J. Appl. Earth Observ. Geoinform. 47, 69–90. https://doi.org/10.1016/j.jag.2015.12.004 (2016).

\39.\ Марс, Дж. К. и Роуэн, Л. К. Спектральный анализ ASTER и литологическое картирование карбонатитового вулкана Ханнешин, Афганистан.

Геосфера7, 276–289. https://doi.org/10.1130/ges00630.1 (2011).
\40.\ Бедини, Э. Картографирование литологии карбонатитового комплекса Сарфарток, юг Западной Гренландии, с использованием данных спектрометра HyMap. Remote Sens. Environ. 113, 1208–1219. https://doi.org/10.1016/j.rse.2009.02.007 (2009).

\41.\ Симандл, Г. Дж. и Парадис, С. Карбонатиты: связанные с ними рудные месторождения, ресурсы, следы и методы разведки. Appl. Earth Sci. 127, 123–152. https://doi.org/10.1080/25726838.2018.1516935 (2018).

\42.\ Сторч, Т. и др. Миссия спектроскопии изображений EnMAP на пути к операциям. Remote Sens. Environ. 294, 113632. https://doi.

org/10.1016/j.rse.2023.113632 (2023).
\43.\ Гуантер, Л. и др. Космическая спектроскопическая миссия EnMAP для наблюдения за Землей. Remote Sens. 7, 8830–8857 (2015).

\44.\ Шабрийя, С. и др. в IGARSS 2022 - 2022 IEEE Международный симпозиум по наукам о Земле и дистанционному зондированию. 5000–5003.
\45.\ Кармона, Э. и др. В: IGARSS 2023 - 2023 IEEE Международный симпозиум по геонаукам и дистанционному зондированию. 1030–1033.
\46.\ Haest, M., Cudahy, T., Laukamp, ​​C. и Gregory, S. Количественная минералогия по данным инфракрасной спектроскопии. I. Проверка сценариев содержания и состава минералов на железном месторождении Рокли-Ченнел в Западной Австралии. Экономическая геология, 107, 209–228.https://doi.org/10.2113/econgeo.107.2.209(2012).

Благодарности
Данное исследование было поддержано научной программой EnMAP (гранты 50EE1923 и 50EE2401) Космического агентства DLR.

Вклад автора
Концептуализация: СА Методология: СА Исследование: СА, КН Анализ и визуализация данных: СА Надзор:

Написание, рецензирование и редактирование CS: SA, KN, CS.

Финансирование
Финансирование открытого доступа организовано и обеспечено Projekt DEAL.

Конкурирующие интересы
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Дополнительная информация
Перепискаи запросы на материалы следует направлять в SA

Информация о перепечатках и разрешенияхдоступно по адресу www.nature.com/reprints.

Примечание издателя Springer Nature сохраняет нейтралитет в отношении юрисдикционных претензий на опубликованные карты и институциональную принадлежность.

Открытый доступ Эта статья лицензирована в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International, которая разрешает использование, распространение, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или в любом формате, при условии указания автора(ов) и источника, ссылки на лицензию Creative Commons и указания внесенных изменений. Изображения или другие материалы третьих лиц в этой статье включены в лицензию Creative Commons статьи, если иное не указано в строке кредита к материалу. Если материал не включен в лицензию Creative Commons статьи и предполагаемое использование не разрешено нормативными актами или выходит за рамки разрешенного использования, вам необходимо получить разрешение непосредственно у владельца авторских прав. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.