Laser-indusoitu plasmaspektroskopia mineraalikoostumuksen määrittämisessä sulfidimineraalipitoisista kivistä

Tämän Pro gradu tutkielman teoreettisessa osassa on tutkittu kivinäytteiden analyytiikkaan käytettyjä menetelmiä, sekä alkuaine että mineraalitasolla. Eri menetelmistä on koottu niiden toimintaperiaatteet, menetelmien ominaisuudet ja niiden soveltuvuus kivinäytteiden alkuaineiden sekä mineraalien mä...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Niilahti, Tuomo
Other Authors: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Kemian laitos, Department of Chemistry, University of Jyväskylä, Jyväskylän yliopisto
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2017
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/53642
_version_ 1828193097234776064
author Niilahti, Tuomo
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Kemian laitos Department of Chemistry University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_facet Niilahti, Tuomo Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Kemian laitos Department of Chemistry University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto Niilahti, Tuomo Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Kemian laitos Department of Chemistry University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_sort Niilahti, Tuomo
datasource_str_mv jyx
description Tämän Pro gradu tutkielman teoreettisessa osassa on tutkittu kivinäytteiden analyytiikkaan käytettyjä menetelmiä, sekä alkuaine että mineraalitasolla. Eri menetelmistä on koottu niiden toimintaperiaatteet, menetelmien ominaisuudet ja niiden soveltuvuus kivinäytteiden alkuaineiden sekä mineraalien määrittämiseen. Erityisen huomion kohteena olivat rikkipitoiset mineraalit, sillä ne ovat erittäin tärkeitä malmimineraaleja. Kokeellisessa osassa mitattiin sulfidimineraalipitoisia kivinäytteitä laser-indusoidulla plasmaspektroskopialla. Mittauksilla määrittettiin kairasydännäytteen pinnan semikvantitatiivinen alkuainekoostumus sekä mineraalikoostumus. Alkuainekoostumuksen määrittämistä varten alkuaineille valittiin tähän näytematriisiin sopivat spektriviivat. Näytteiden mineraalikoostumus määritettiin luokittelemalla spektrit muodon perusteella pienin neliösumma- (PNS) ja pääkomponenttianalyysimenetelmillä (PCA). Mittaukset suoritettiin rikin atomiemission spektrialueilla, lähi-infrapuna- (NIR) ja vakuumiultraviolettispektrialueilla (VUV), joissa jälkimmäisellä alueella metallien ja rikin emissiot ovat voimakkaampia. NIR-alue oli erityisen kiinnostuksen kohteena, sillä sitä voidaan käyttää etämittauksessa. Spektri\-alueiden tuloksia verrattiin ja todettiin, että NIR-alueelta voidaan parhaimmillaan tunnistaa sulfidimineraalit eroon toisistaan ja muista mineraaleista lähes yhtä tarkasti kuin VUV-alueelta. Myös rikin, sinkin, kuparin, kalsiumin ja bariumin määrittäminen eri spektrialueilta onnistui yhtä tarkasti, mutta kuparin kohdalla NIR:ssä ja bariumin kohdalla VUV:ssa tarvittiin erillisiä spektrikorjauksia. Näytteiden mineraalikoostumuksen määrittämisessä eri menetelmät toimivat yhtä hyvin päämineraalien määrittämiseen, mutta PCA:lla oli haastavampi luokitella näytteessä harvinaisemmat mineraalit. In this master's thesis different methods used for the analysis of rocks, both at elemental and mineral level, were reviewed. The operational principles and properties of different methods, and their applicability for the analysis of different elements and minerals were investigated. Sulfur containing minerals were explored more closely because of their importance in production of metals. In experimental part, sulfide mineral containing drill core samples were measured with laser-induced breakdown spectroscopy. Semi-quantitative elemental composition and mineral composition of the drill core sample surface were obtained by spectral data processing. In order to determine the elemental composition, suitable emission lines for this sample matrix were determined for each measured element. The mineral composition was determined by classifying measured spectra by their shape with least squares fitting (LSQ) and principal component analysis (PCA). The measurements were done at near infra-red (NIR, 800 - 1300 nm) and vacuum ultraviolet (VUV, 180 - 220 nm) spectral regions, which are the regions where strongest sulfur atom emission occur. The potential of these spectral regions to determine the elemental and mineral composition of samples were compared. In VUV-region sulfur and metal emission lines are more intense than in NIR-region, but only the latter of these can be used in remote measurement applications. NIR-region was found to function at its best as well as VUV-region to identify different sulfide minerals from another and from other minerals. Sulfur, zinc, copper, calcium and barium could be determined equally precisely from both spectral regions, but copper at NIR and barium at VUV required the use of separate spectral corrections. LSQ and PCA methods were found to function equally well on classifying the major minerals of the samples. The minor minerals of the samples were more difficult to determine with PCA-classification than with LSQ-method.
first_indexed 2023-03-22T09:59:15Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Kaski, Saara", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.advisor", "value": "H\u00e4kk\u00e4nen, Heikki", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Niilahti, Tuomo", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2017-04-21T07:44:57Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2017-04-21T07:44:57Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2017", "language": null, "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.other", "value": "oai:jykdok.linneanet.fi:1695354", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/53642", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "T\u00e4m\u00e4n Pro gradu tutkielman teoreettisessa osassa on tutkittu kivin\u00e4ytteiden analyytiikkaan k\u00e4ytettyj\u00e4 menetelmi\u00e4, sek\u00e4 alkuaine ett\u00e4 mineraalitasolla. Eri menetelmist\u00e4 on koottu niiden toimintaperiaatteet, menetelmien ominaisuudet ja niiden soveltuvuus kivin\u00e4ytteiden alkuaineiden sek\u00e4 mineraalien m\u00e4\u00e4ritt\u00e4miseen. Erityisen huomion kohteena olivat rikkipitoiset mineraalit, sill\u00e4 ne ovat eritt\u00e4in t\u00e4rkeit\u00e4 malmimineraaleja. Kokeellisessa osassa mitattiin sulfidimineraalipitoisia kivin\u00e4ytteit\u00e4 laser-indusoidulla plasmaspektroskopialla. Mittauksilla m\u00e4\u00e4rittettiin kairasyd\u00e4nn\u00e4ytteen pinnan semikvantitatiivinen alkuainekoostumus sek\u00e4 mineraalikoostumus. Alkuainekoostumuksen m\u00e4\u00e4ritt\u00e4mist\u00e4 varten alkuaineille valittiin t\u00e4h\u00e4n n\u00e4ytematriisiin sopivat spektriviivat. N\u00e4ytteiden mineraalikoostumus m\u00e4\u00e4ritettiin luokittelemalla spektrit muodon perusteella pienin neli\u00f6summa- (PNS) ja p\u00e4\u00e4komponenttianalyysimenetelmill\u00e4 (PCA). \n\nMittaukset suoritettiin rikin atomiemission spektrialueilla, l\u00e4hi-infrapuna- (NIR) ja vakuumiultraviolettispektrialueilla (VUV), joissa j\u00e4lkimm\u00e4isell\u00e4 alueella metallien ja rikin emissiot ovat voimakkaampia. NIR-alue oli erityisen kiinnostuksen kohteena, sill\u00e4 sit\u00e4 voidaan k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 et\u00e4mittauksessa. Spektri\\-alueiden tuloksia verrattiin ja todettiin, ett\u00e4 NIR-alueelta voidaan parhaimmillaan tunnistaa sulfidimineraalit eroon toisistaan ja muista mineraaleista l\u00e4hes yht\u00e4 tarkasti kuin VUV-alueelta. My\u00f6s rikin, sinkin, kuparin, kalsiumin ja bariumin m\u00e4\u00e4ritt\u00e4minen eri spektrialueilta onnistui yht\u00e4 tarkasti, mutta kuparin kohdalla NIR:ss\u00e4 ja bariumin kohdalla VUV:ssa tarvittiin erillisi\u00e4 spektrikorjauksia. N\u00e4ytteiden mineraalikoostumuksen m\u00e4\u00e4ritt\u00e4misess\u00e4 eri menetelm\u00e4t toimivat yht\u00e4 hyvin p\u00e4\u00e4mineraalien m\u00e4\u00e4ritt\u00e4miseen, mutta PCA:lla oli haastavampi luokitella n\u00e4ytteess\u00e4 harvinaisemmat mineraalit.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "In this master's thesis different methods used for the analysis of rocks, both at elemental and mineral level, were reviewed. The operational principles and properties of different methods, and their applicability for the analysis of different elements and minerals were investigated. Sulfur containing minerals were explored more closely because of their importance in production of metals. In experimental part, sulfide mineral containing drill core samples were measured with laser-induced breakdown spectroscopy. Semi-quantitative elemental composition and mineral composition of the drill core sample surface were obtained by spectral data processing. In order to determine the elemental composition, suitable emission lines for this sample matrix were determined for each measured element. The mineral composition was determined by classifying measured spectra by their shape with least squares fitting (LSQ) and principal component analysis (PCA).\n\nThe measurements were done at near infra-red (NIR, 800 - 1300 nm) and vacuum ultraviolet (VUV, 180 - 220 nm) spectral regions, which are the regions where strongest sulfur atom emission occur. The potential of these spectral regions to determine the elemental and mineral composition of samples were compared. In VUV-region sulfur and metal emission lines are more intense than in NIR-region, but only the latter of these can be used in remote measurement applications. NIR-region was found to function at its best as well as VUV-region to identify different sulfide minerals from another and from other minerals. Sulfur, zinc, copper, calcium and barium could be determined equally precisely from both spectral regions, but copper at NIR and barium at VUV required the use of separate spectral corrections. LSQ and PCA methods were found to function equally well on classifying the major minerals of the samples. The minor minerals of the samples were more difficult to determine with PCA-classification than with LSQ-method.", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted using Plone Publishing form by Tuomo Niilahti (tusaniil) on 2017-04-21 07:44:50.906456. Form: Pro gradu -lomake (https://kirjasto.jyu.fi/julkaisut/julkaisulomakkeet/pro-gradu-lomake). JyX data: [jyx_publishing-allowed (fi) =True]", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by jyx lomake-julkaisija (jyx-julkaisija.group@korppi.jyu.fi) on 2017-04-21T07:44:57Z\nNo. of bitstreams: 2\nURN:NBN:fi:jyu-201704212035.pdf: 60806011 bytes, checksum: b5a5440c5962167047ed98dc081348d6 (MD5)\nlicense.html: 4871 bytes, checksum: c8bc822ae5904befe723c252f041b22b (MD5)", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2017-04-21T07:44:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2\nURN:NBN:fi:jyu-201704212035.pdf: 60806011 bytes, checksum: b5a5440c5962167047ed98dc081348d6 (MD5)\nlicense.html: 4871 bytes, checksum: c8bc822ae5904befe723c252f041b22b (MD5)\n Previous issue date: 2017", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "1 verkkoaineisto (146 sivua)", "language": null, "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.mimetype", "value": "application/pdf", "language": null, "element": "format", "qualifier": "mimetype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "Laser spektroskopia", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "laser", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "spektroskopia", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "mineraalit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "kivet", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "p\u00e4\u00e4komponenttianalyysi", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "kivin\u00e4ytteiden analytiikka", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "VUV", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "NIR", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Laser-indusoitu plasmaspektroskopia mineraalikoostumuksen m\u00e4\u00e4ritt\u00e4misess\u00e4 sulfidimineraalipitoisista kivist\u00e4", "language": null, "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-201704212035", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Kemian laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Chemistry", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Fysikaalinen kemia", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Physical Chemistry", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.updated", "value": "2017-04-21T07:44:58Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "updated", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": null, "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": "fi", "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4032", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "spektroskopia", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "laserit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "mineraalit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "kivet", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.content", "value": "fulltext", "language": null, "element": "format", "qualifier": "content", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.okm", "value": "G2", "language": null, "element": "type", "qualifier": "okm", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_53642
language fin
last_indexed 2025-03-31T20:02:02Z
main_date 2017-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2017
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/d52bfb73-9da9-4639-8f4e-a4a0a47f3095\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-201704212035.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2017
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Niilahti, Tuomo Laser-indusoitu plasmaspektroskopia mineraalikoostumuksen määrittämisessä sulfidimineraalipitoisista kivistä Laser spektroskopia laser spektroskopia mineraalit kivet pääkomponenttianalyysi kivinäytteiden analytiikka VUV NIR Fysikaalinen kemia Physical Chemistry 4032 laserit
title Laser-indusoitu plasmaspektroskopia mineraalikoostumuksen määrittämisessä sulfidimineraalipitoisista kivistä
title_full Laser-indusoitu plasmaspektroskopia mineraalikoostumuksen määrittämisessä sulfidimineraalipitoisista kivistä
title_fullStr Laser-indusoitu plasmaspektroskopia mineraalikoostumuksen määrittämisessä sulfidimineraalipitoisista kivistä Laser-indusoitu plasmaspektroskopia mineraalikoostumuksen määrittämisessä sulfidimineraalipitoisista kivistä
title_full_unstemmed Laser-indusoitu plasmaspektroskopia mineraalikoostumuksen määrittämisessä sulfidimineraalipitoisista kivistä Laser-indusoitu plasmaspektroskopia mineraalikoostumuksen määrittämisessä sulfidimineraalipitoisista kivistä
title_short Laser-indusoitu plasmaspektroskopia mineraalikoostumuksen määrittämisessä sulfidimineraalipitoisista kivistä
title_sort laser indusoitu plasmaspektroskopia mineraalikoostumuksen määrittämisessä sulfidimineraalipitoisista kivistä
title_txtP Laser-indusoitu plasmaspektroskopia mineraalikoostumuksen määrittämisessä sulfidimineraalipitoisista kivistä
topic Laser spektroskopia laser spektroskopia mineraalit kivet pääkomponenttianalyysi kivinäytteiden analytiikka VUV NIR Fysikaalinen kemia Physical Chemistry 4032 laserit
topic_facet 4032 Fysikaalinen kemia Laser spektroskopia NIR Physical Chemistry VUV kivet kivinäytteiden analytiikka laser laserit mineraalit pääkomponenttianalyysi spektroskopia
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/53642 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-201704212035
work_keys_str_mv AT niilahtituomo laserindusoituplasmaspektroskopiamineraalikoostumuksenmäärittämisessäsulfidiminera