结合拉曼光谱主成分分析-线性判别进行蛇纹石玉产地溯源的探索

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作   者：

叶旭;  杨炯;  丘志力;  岳紫龙; 

作者机构：

中山大学地球科学与工程学院;  南阳师范学院珠宝玉雕学院; 

关键词：

主成分分析(PCA);  蛇纹石玉;  线性判别分析(LDA);  拉曼光谱;  产地溯源; 

期刊名称：

光谱学与光谱分析

i s s n：

年卷期：

2024 年 009 期

页   码：

2551-2558

摘   要：

蛇纹石是中国最早使用的玉石之一,开展蛇纹石玉的产地溯源探索,对认识中国古代玉文化发展历程,重建古代玉石贸易路线均有重要的意义.但由于蛇纹石玉产地众多,目前尚没有成熟的蛇纹石玉产地溯源的判别技术.以产自陕西汉中、甘肃敦煌、河南栾川、辽宁岫岩、山东泰安、甘肃武山6地的蛇纹石玉为研究对象,在66块样品上共采集到200个高质量拉曼光谱数据,并在对测试结果进行主成分分析(PCA)的基础上建立了线性判别分析(LDA)的产地判别模型.结果显示,不同产地蛇纹石玉的矿物组成有所差异,汉中蛇纹石玉的主要矿物成分有纤蛇纹石和利蛇纹石两种;敦煌蛇纹石玉则为纤蛇纹石和利蛇纹石的均匀混合型;泰安蛇纹石玉的主要矿物成分有利蛇纹石(墨玉)和叶蛇纹石(碧玉和翠斑玉)两种;河南栾川、辽宁岫岩、甘肃武山蛇纹石玉的主要矿物成分均为叶蛇纹石.在严格控制实验条件的前提下,将拉曼光谱数据结合PCA+LDA分析可以对不同产地的蛇纹石玉进行区分,所建立的LDA判别模型的训练集数据和测试集数据的产地判别正确率分别达到了96.25%和92.50%.这显示出利用无损检测拉曼光谱技术进行蛇纹石玉产地溯源具有潜在价值.将拉曼光谱无损检测数据结合统计学或机器学习方法来构建判别模型可能是解决蛇纹石玉产地溯源瓶颈新的技术路径.