高光谱成像与XRF元素分析技术应用于湖底沉积样芯分析

法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学的Kévin Jacq等利用SPECIM高光谱成像技术与CoreScanner样芯元素扫描分析技术对法国布尔吉湖底沉积物样芯进行了分析研究，结果发表于2019年《Science of the Total Environment》（High-resolution prediction of organic matter concentration with hyperspectral imaging on a sediment core）
 

有机物（OM）含量常用于海洋湖泊沉积分析，以重建不同年代的碳通量等，550 °C 烧失量法（Loss on ignition，LOI）被广泛用于古气候相关研究，但LOI具有费时、费力、对样本有损坏、空间分辨率低（0.5-1cm）等缺点。为建立可靠、准确的模型，以进行高通量、快速、无损、高空间分辨率沉积物样芯成分分析，作者综合运用SPECIM高光谱成像技术、XRF CORESCANNER元素扫描分析技术，并以传统LOI550烧失量法作为参照，对54 cm长沉积样芯进行了分析研究。SWIR短波红外高光谱（1000-2500nm）可以在15分钟内完成样品扫描分析，空间分辨率200 μm。XRF CoreScanner分辨率为 200 μm，采用康普顿（非相干，incoherent）和瑞利（相干，coherent）散射数据的比值（inc/coh）作为有机物的表征量。

结果表明，LOI550 参考值与XRF inc/coh 比值及高光谱值均具备显著的相关性，高光谱成像技术可以高通量、非损伤、高空间分辨率分析沉积样芯有机物含量分布。该方法还可转用于自然界的其它样芯分析，如钟乳石、土壤、冰芯、树芯，并可用于推断古环境，古气候，土壤健康和污染等。