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本发明提供一种用于确定岩石组分的方法和装置。该方法包括：向岩石应用低等级电磁能量从而引起组分的热响应；对组分的热响应成像从而得到红外光谱的多个特定波段的热图像；以及解释热图像以确定组分。该装置包括：低等级电磁能量发生器/应用器，用于引起组分的热响应；红外成像装置，用于对红外光谱的多个特定波段中引起的热响应成像；以及计算装置，用于解释通过红外成像装置产生的热图像以确定岩石中的组分。

1、  一种确定岩石组分的方法，包括：
向岩石应用低等级电磁能量从而引起组分的热响应；
对组分的热响应成像从而得到红外光谱的多个特定波段的热图像；以及
解释热图像以确定组分。

2、  如权利要求1所述的方法，其中应用的低等级电磁能量是微波能量。

3、  如权利要求2所述的方法，其中应用的微波能量是脉冲微波能量。

4、  如权利要求3所述的方法，其中应用的微波能量的功率密度小于1000MW/m³。

5、  如权利要求4所述的方法，其中应用的微波能量的功率密度是10到100MW/m³。

6、  如权利要求3所述的方法，其中应用的微波能量的微波频率是895MHz到245GHz。

7、  如权利要求6所述的方法，其中应用的微波能量的微波频率是895到3500MHz。

8、  如权利要求6所述的方法，其中应用的微波能量的微波频率是895到915MHz。

9、  如权利要求6所述的方法，其中应用的微波能量的微波频率选自895、915MHz、2450MHz，5800MHz或者24.125Ghz。

10、  如权利要求1所述的方法，其中应用的低等级电磁能量是无线电波能量。

11、  如权利要求10所述的方法，其中应用的无线电波能量的无线电波频率是13.6MHz到895MHz。

12、  如权利要求11所述的方法，其中应用的无线电波能量的无线电波频率是400MHz到895MHz。

13、  如权利要求11所述的方法，其中应用的无线电波能量的无线电波频率是433.92MHz。

14、  如权利要求1所述的方法，其中成像包括光谱范围从0.7到2.5μm、3到5μm和/或8到15μm的红外成像。

15、  如权利要求1所述的方法，其中计算从红外光谱的多个特定波段上的热图像中得到的发射率或反射率的比率以及和红外光谱库进行比较。

16、  如权利要求1所述的方法，包括对岩石成像的预备步骤以得到应用低等级电磁能量之前的参考图像。

17、  一种对钻孔的成分绘图的方法，包括：
对钻孔的一段内壁应用低等级电磁能量，从而引起组成该段内壁的组分的热响应；
对组分的热响应成像以在红外光谱的多个特定波段中得到热图像的系列；
解释热图像的系列以确定组分；以及
从而对钻孔的成分绘图。

18、  一种岩层成分的远程绘图的方法，包括：
远程地对岩层的暴露表面应用低等级电磁能量从而引起组成暴露表面的组分的热响应；
远程地对组分的热响应成像，以在红外光谱的多个特定波段中得到热图像的系列；
解释热图像的系列以确定组分；以及
从而对岩层的成分绘图。

19、  一种确定岩石组分的装置，包括：
低等级电磁能量发生器/应用器，用于引起组分的热响应；
红外成像装置，用于对红外光谱的多个特定波段中引起的热响应成像；以及
计算装置，用于解释通过成像装置产生的热图像以确定岩石中的组分。

20、  如权利要求19所述的装置，其中低等级电磁能量发生器/应用器是微波发生器。

21、  如权利要求20所述的装置，其中微波发生器产生的微波能量的功率密度小于1000MW/m³。

22、  如权利要求21所述的装置，其中微波发生器产生的微波能量的功率密度是10到100MW/m³。

23、  如权利要求20所述的装置，其中微波发生器产生微波频率从895MHz到245GHz的微波。

24、  如权利要求23所述的装置，其中微波发生器产生微波频率从895到3500MHz的微波。

25、  如权利要求23所述的装置，其中微波发生器产生微波频率从895到915MHz的微波。

26、  如权利要求23所述的装置，其中微波发生器产生微波频率选自895MHz、915MHz、2450MHz，5800MHz或者24.125GHz的微波。

27、  如权利要求19所述的装置，其中低等级电磁能量发生器/应用器是无线电波发生器。

28、  如权利要求27所述的装置，其中无线电波发生器产生无线电波频率从13.6MHz到895MHz的无线电波。

29、  如权利要求28所述的装置，其中无线电波发生器产生无线电波频率为433.92MHz的无线电波。

30、  如权利要求19所述的装置，其中成像装置是具有许多带通红外滤波器的高分辨率红外照相机。

31、  一种用于对钻孔的成分绘图的装置，该装置包括：
适于深入钻孔的绘图探棒；
连接在绘图探棒上的低等级电磁发生器/应用器，用于引起组成钻孔的一段内壁的组分的热响应；
连接在绘图探棒上的红外成像装置，用于对红外光谱的多个特定波段中引起的热响应成像；以及
记录装置，用于记录红外成像装置产生的图像；和/或
计算装置，用于解释通过红外成像装置产生的热图像以确定组成钻孔内壁的组分。

32、  如权利要求26所述的装置，其中低等级电磁发生器/应用器是微波发生器/应用器或者是无线电波发生器/应用器。

通过热响应的地质材料的鉴定
技术领域
本发明涉及用于地质材料的鉴定(characterization)方法和装置。特别是，本发明涉及岩石中的组分(constituent)的确定，例如一种或多种矿物。更特别的是，本发明涉及对岩石施加低等级电磁能量、然后将岩石内部的矿物对微波能量的热响应成像、从而确定岩石中的一种或多种矿物的方法和装置。
本发明特别能够应用于，而不是仅应用于，在钻孔岩心和地质样本中的矿物的确定，以及也涉及钻孔内壁表面上的矿物和/或在原位的暴露的岩石表面的矿物的确定。
背景技术
用于岩层中的矿物的确定的远程或非接触式测定(sensing)在矿物沉积的地质勘探领域是非常重要的。远程测定基于地质材料、特别是矿物沉积与电磁辐射的相互作用的研究。普遍认为辐射波长覆盖光谱的可见和红外部分，一般而言是在0.35到40μm的范围内。对于固体材料而言，电磁辐射的吸收或辐射是材料的整体能量含量的变化的结果。材料中的这些跃迁在特定能级之间发生，以及可能在不同的电子能级之间或在不同的振动级之间发生。
在前一种情况中，跃迁显示在光谱的可见或近红外部分(0.7到2.5μm)，而在后一种情况中跃迁的证据显示在光谱的红外部分(1.2到40μm)。通过化学成分(composition)、组成的原子的几何关系和位置以及内部原子力的属性确定振动过程。因此，光谱的红外部分中可以得到的信息直接涉及岩石和矿物的大量特性。由于岩石的属性，例如矿石(ores)，作为多种矿物的整体，特定矿石的红外(IR)光谱响应是组成的矿物的光谱响应的合成。
对地面岩层的被动远程测定之前已经采用了几种不同的方法。完善的多光谱和超光谱(hyper-spectral)分析技术可以和新的、航天器载、机载的现有技术水平的成像以及最近的地面探测系统组合，直接的立即的在地质绘图(mapping)上应用。
反射光谱法提供岩石表面最上面几微米的矿物学诊断信息。该技术包括测量日光在岩石表面反射的光谱，以及从而被限制在日光通量最高以及从岩石表面反射的能量值大于热辐射的位置的波长范围内(典型波长范围是从0.3到3.5μm)。反射光谱揭露了作为特定矿物的特征的吸收特性。例如辉石(pyroxene)矿物，地球上的玄武岩的通常成分，可以通过接近1.0到2.0μm的诊断吸收特性的测量而远程探测。在辉石中的铁和钙的丰度的变化也可以根据这些波段位置的微小移动而推断出。
由于红外感应阵列的进步，在近红外和中红外波长的高质量成像在最近变得实用。特别是，铟锑(InSb)衬底构建的阵列在望远和航天器成像中在得到高信噪比(SNR)和大的动态范围上取得显著成功。其他红外感应衬底，包括硅-砷(SiAs)，锗(Ge)，和铟-镓-砷(InGaAs)，也在使用中取得了良好的结果。这些阵列中的很多阵列的特别的优点在于仅需要适度的冷却就能够有效地工作的能力。
热红外(TIR)也提供岩石表面的矿物学诊断信息，和诸如温度的表面热物理特性的附加信息。大多数主要造岩矿物在中红外波长显示了它们的基本分子震动光谱特性；典型值是从3到25μm。在远程测定实践中，大气中的水和其他气体将航空系统限制在两个波长窗口；3到5μm和8到15μm。不同于反射光谱，热红外光谱能够根据环境的特性在发射和吸收中都显示特征。
由于每个岩石通常都是几种矿物组成，合成光谱的光谱特性通常不是明确的(well-defined)。一般而言，光谱显示是有污点的(smeared)以及在某些情况下，次要组分的贡献反而成为光谱的重要部分而完全的遮挡了实际上是矿物勘探的目标的矿物的显示。
至少在特定实施例中，本发明提出了采用主动远程测定的、以及使用探测被人造能量源辐射的物体的响应的红外探测器的方法和装置。提出的方法和装置可以有利的具有优于现在使用的方法和仪器的矿物探测能力。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种确定岩石组分的方法，包括：
向岩石应用低等级电磁能量从而引起组分的热响应；
对组分的热响应成像从而得到红外光谱的多个特定波段的热图像；以及
解释热图像以确定组分。
正如在这里用到的，术语“组分”旨在表示组成或者形成岩石、岩石体、核心样本、地质或岩层等等的部分的任何元素或成分。该术语也引申为位于岩石、岩层等等中的沉积、例如有机沉积、油和气、油页岩、油砂。
应用的低等级电磁能量优选的应用微波能量或应用无线电波能量。
可以视需求应用连续功率密度、或者脉冲低等级电磁能量作为低等级电磁能量。已经发现，如果应用脉冲低等级电磁能量作为低等级电磁能量，将提高结果图像的分辨率。这样，优选的应用脉冲微波能量或脉冲无线电波能量作为低等级电磁能量。
在应用微波能量作为低等级电磁能量的情况下，应用在岩石上的微波能量的功率密度不受到特别的限制。优选的，应用的微波能量的功率密度小于1000MW/m³，更优选的是10到100MW/m³。
类似的，应用的微波能量的频率也不受到特别的限制。然而，优选的所应用的微波能量的微波频率为895MHz到245GHz，更优选的从895到3500MHz，以及更加优选的从895到950MHz。适当的，在微波频率895到915MHz应用微波能量。
当应用的低等级电磁能量是无线电波能量，应用的无线电波能量的频率也不受到特别的限制，而优选的是13.6MHz到895MHz的无线电波频率。更优选的应用的无线电波能量是400MHz到895MHz的无线电波频率。
更适合的，应用的低等级电磁能量可以应用具有433.92MHz的无线电波频率的无线电波能量，或者应用具有选自895MHz、915MHz、2450MHz、5800MHz或者24.125GHz的微波频率的微波能量。
进行组分的成像以对组分对应用的低等级电磁能量的热响应成像。这为立即的或后续的考虑和分析提供特征鲜明的响应。优选的，组分的热响应的成像包括光谱范围从0.7到2.5μm、3到5μm、和/或8到15μm的红外成像。已经发现，短波红外(SWIR)和热红外(TIR)光谱范围的组合应用能够确定大范围的矿物。这些光谱范围的特征在于在矿物和大气中的红外能量的最小吸收之间的红外响应(发射率)的方面具有最大的可变性。
根据下文的更详细的介绍，本发明能够与现有技术中的方法相比在区分岩石中的不同组分上具有更好的性能。换言之，在对岩石应用低等级电磁能量之后可能得到的图像实质上比没有应用微波能量时得到的图像更清楚。将在红外光谱的多个特定波段中得到红外图像。这促进了更精确的确定岩石中的组分，通常是通过和位于计算机数据库中的红外光谱或光谱数据的预定的库相比较。应当注意的是，上述多个特定波段的成像可以包括覆盖这些波段的整个范围的连续成像。例如，3到5μm范围的成像将包括许多特定红外波段。换言之，参考特定波段的成像不应当被理解为仅成像这些波段而应当是包括这些波段的成像。
通常通过将热图像、或从热图像计算得到的参数和红外光谱或光谱数据的库比较，得到热图像的解释以确定一个或多个组分。在本发明的特定实施例中，假设组分的热响应在多个(即至少两个)特定波段同时成像，可以计算两个(或更多)图像的比率以确定特别组分的完整的鲜明特征(signature)。
这样，不欲受到理论上的限制，组分的红外图像将受到它们的温度以及它们在特定温度和与黑体发射率比较的相对发射率的影响。对于厚的，固体物体：
发射率＝1-反射率
组分的反射率，以及从而和发射率一起，作为红外波长的函数变化。这一点在图中进行了说明，将在后面讨论。为了改进对低等级电磁能量、特别是微波和无线电波的吸收能力相似的组分的探测，必须使用附加方式来区别这些矿物。这些方法的其中之一是比较在红外光谱的不同部分的特别组分发出的热能量。
例如，如果测量在4到5微米的光谱范围、以及8到9微米的范围内的组分发出的热能量，则我们可以从已知矿物光谱确定对于给定组分在相同的温度这两种红外波段的比率是多少。使用在几个红外光谱范围同时记录的红外图像可以计算例如两个图像的比率，从而确定从图像的每个像素得到的热辐射密度。这将促进组分确定，甚至是在组分的温度实际上相同的情况下。在组分的低等级电磁吸收能力改变的情况下，由于具有更高的吸收能力的组分的温度显著更高，确定组分将变得更加容易。
从而，在本发明的特别优选的实施例中，计算得到的热图像的比率以及和红外光谱库进行比较。
在特定实施例中，理想的情况可能是在应用低等级电磁能量之前得到“空白”或者说岩石的参考图像。同样的，在一些实施例中，本发明的方法可以包括对岩石成像的预备步骤以得到应用低等级电磁能量之前的参考图像。
本发明的方法的一个特别的应用是确定组成在原位的钻孔的一段内壁的组分。这样的方法提供的优点会受到本领域技术人员的热切欢迎。
这样，根据本发明的特别的方面，提供一种对钻孔的成分绘图的方法，包括：
对钻孔的一段内壁应用低等级电磁能量，从而引起组成该段内壁的组分的热响应；
对组分的热响应成像以在红外光谱的多个特定波段中得到热图像的系列；
解释热图像的系列以确定组分；以及
从而对钻孔的成分绘图。
在本发明的方法的另一个特定应用中，提供岩层(rock formation)成分的远程绘图。
因此，根据本发明的另一方面，提供一种岩层成分的远程绘图的方法，包括：
远程地对岩层的暴露表面应用低等级电磁能量从而引起组成暴露表面的组分的热响应；
远程地对组分的热响应成像，以在红外光谱的多个特定波段中得到热图像的系列；
解释热图像的系列以确定组分；以及
从而对岩层的成分绘图。
本发明也涉及到为执行上述方法而开发的装置的各种形式。
特别是，根据本发明的又一个方面提供一种确定岩石组分的装置，包括：
低等级电磁发生器/应用器(applicator)，用于引起组分的热响应；
红外成像装置，用于对红外光谱的多个特定波段中引起的热响应成像；以及
记录装置，用于记录通过红外成像装置产生的图像；和/或
计算装置，用于解释通过红外成像装置产生的热图像以确定岩石中的组分。
低等级电磁发生器/应用器可以是微波发生器/应用器。该微波发生器/应用器可以以任何合适的形式实现。例如可以是微波喇叭(microwave horn)，或者其他微波产生装置。优选的，微波发生器产生微波能量的功率密度小于1000MW/m³，更优选的是10到100MW/m³。
同样的，微波发生器优选产生的微波的微波频率从895MHz到245GHz，优选的从895到3500MHz，更优选的从895到950MHz。合适的微波能量应用的微波频率是895到915MHz。
更适合的微波发生器产生的微波的微波频率选自895MHz、915MHz、2450MHz，5800MHz或者24.125GHz。
另一选择为，低等级电磁发生器/应用器可以是无线电波发生器/应用器。该无线电波发生器/应用器可以以任何合适的形式实现。
同样的，无线电波发生器优选产生的无线电波的无线电波频率从13.6到895MHz，优选的从400MHz到895MHz，更优选的是433.92MHz的频率。
成像装置也可以是任何适当的形式，例如可以是任何种类的分光镜装置。然而，优选的成像装置是具有许多带通红外滤波器的高分辨率红外照相机。
以本发明的特别应用确定钻孔中的组分，在一个方面，本发明提供用于对钻孔的成分绘图的装置，该装置包括：
适于深入钻孔的绘图探棒(sonde)；
连接在绘图探棒上的低等级电磁发生器/应用器，用于引起组成钻孔的一段内壁的的组分的热响应；
连接在绘图探棒上的红外成像装置，用于对红外光谱的多个特定波段中引起的热响应成像；以及
记录装置，用于记录红外成像装置产生的图像；和/或
计算装置，用于解释通过红外成像装置产生的热图像以确定组成钻孔内壁的组分。
上面描述的每个装置都装备有记录装置和/或计算装置。应了解，在有些情况下可以将图像记录下来用于随后在其他地方分析，在这种情况下，用于进行在线分析的计算装置将不是必要的。同样，也可以在线实时进行分析，在这种情况下，也可以不需要记录图像。而可以记录使用计算装置的分析结果(即岩石的成分绘图等等)。
具体实施方式
下面将提供本发明的更详细的说明。而应当理解的是下面的说明只是用来举例而不应是用以以任何方式限制本发明。在下面参考附图作出说明，其中：
图1描述了一些矿物的微波引起的加热速率图；
图2描述了一些具有低的微波吸收率的矿物的微波引起的加热速率图；
图3描述了微波照射的矿石碎块(ore fragment)的红外图像；
图4描述了一些岩心样本的TIR图像；
图5描述了黄铜矿样本的红外光谱；
图6描述了黄铁矿样本的红外光谱；
图7描述了含砷黄铁矿样本的红外光谱；
图8描述了图5-7的复合红外光谱；
图9描述了本发明的组装部件的实施例。
本发明涉及用于主动远程测定的方法和装置，一般使用适当的微波源和应用器，基于短脉冲照射钻孔岩心、地质样本、钻孔中的岩石表面或在原位的暴露的岩石表面。提出的方法和装置不涉及为将接受进一步的矿物处理的矿石的品味提升的目的、分类高品味(grade)或低品味金属矿石或废弃矿石碎块方面的红外/微波应用。本发明也不涉及从含油地质材料中回收浓缩的油。
然而，本发明涉及矿物/岩石种类探测、勘探以及绘图以及矿床中的不含金属的矿石浓度的分类，以及相关矿物处理设备的应用领域。由此，以后将作出特别的参考以确定岩石、岩石体、岩心钻、地质或岩层等等中的矿物。建立这样的参考并非为限制本发明。
本发明的下面的详细说明描述了发明中的低等级电磁能量是微波能量时的情况。应理解，当应用的低等级电磁能量是无线电波能量时也可以使用类似的方法和装置。
在短脉冲微波照射在原位的岩石、岩心、岩石碎块或岩体(rockmass)的过程中或紧随其后，进行暴露的岩石表面的红外成像。使用高分辨率红外照相机执行红外成像，该高分辨率红外照相机在目标矿物或矿物组的红外发射率光谱范围中工作。最普通的光谱范围是从0.7到2.5μm，3到5μm以及8到15μm。如上文所述，复合使用短波红外(SWIR)和热红外(TIR)光谱范围能够确定大范围的矿物。
岩石表面、岩心、或者钻孔壁接受适当的低的功率密度的短脉冲微波照射，从而引起与岩石表面，岩心等等中的吸收微波的矿物的存在相关的有区别的加热。矿物对于微波照射的热响应在大范围内变化。实验结果显示在碳(煤)以及大部分金属氧化物中产生最高的微波加热速率(rate)。大部分金属硫化物也很快的加热。
诸如石英、方解石和长石的脉石(Gangue)矿物在暴露在微波辐射时加热相对较慢。然而，提出的技术也可以提供区别不同范围铁镁矿物和长英矿物硅酸盐的机会。例如，由于在特别的硅酸盐矿物中存在不同含量的金属，例如Fe，Cu，Pb等等，本发明的方法将能够区别不同的硅酸盐。
参考图1和2说明不同矿物的微波引起的加热速率图。
根据斯特凡-玻尔兹曼(Stefan-Boltzmann)定律，材料的发射红外功率可以计算为：
E＝εσT⁴
其中E(W/m²)是发射功率，ε是材料在特定波长和温度的发射率常数，σ是常数以及T是材料的绝对温度。根据该方程，任何材料温度的升高将显著的增加材料将辐射出的红外辐射的量。因此，即使矿物在吸收微波能量以及将该能量转化为热的能力上有小的变化，也将导致从特别的矿物或矿物组发射的总的红外功率的显著变化。
得到的热图像包括不同亮度(或相当的虚色)的区域。从岩石表面发出的电磁通量的强度将直接与岩石表面的温度成比例，被乘以特别的岩石或岩石中的矿物的发射率。基于此，有可能使用微波引起的选择性加热作为确定岩石中的矿物的参数。例如，包括大比例石英的岩石(例如花岗岩)特征为相对低的TIR发射率(～0.75-0.8)，而具有低SiO₂含量的岩石(例如玄武岩或辉长岩)特征为高的平均TIR发射率(＞0.9)。
每种矿物的红外发射率光谱具有鲜明特征，其特征在于光谱中最大和最小的数量的位置(参考图5到图8)。随着特别的矿物的温度的升高，这些光谱特征(即在光谱中的位置)将被保留，但是强度将乘以系数，所述系数通过明确的矿物相(phase)和红外探测器之间存在的温度的区别而确定。在光谱的热红外部分中的几个特定光谱波段中记录红外图像。记录的信息和不同矿物的参考红外光谱数据作比较。需要注意的是很大范围的矿物的红外光谱从公共范围的信息源也可以容易的得到。
承上所述，经照射的不同类型的岩石或矿物的红外图像与未经照射的岩石相比较将显示出实质上改善的差异。在未受微波照射岩石的情况下，矿物之间的红外发射率的区别在15-20％的范围内变化，而在岩石受微波照射的情况下，矿物之间的红外发射率的区别是50-100％或更高的量级。这样，本发明提供了不同矿物类型之间的改善的描述。
岩石表面的表面温度的区别将会由于组成岩石表面的不同矿物的微波能量的吸收速率的不同，而变得明显。从而，在本发明的这种方法中促进区别传统的红外探测角度而言基本上相同的矿物。选择性的微波能量吸收进一步区分矿物，增强系统的探测能力。因为它们吸收微波能量的能力方面存在的不同，使用上述方法可以有利地区别硅酸盐矿物。参考图2。
还参考提供不同矿物类型的微波照射样本的热图像的图3和图4。
图9中提供了本发明的实施例的示意图。图9显示了绘图或地球物理学探棒1，其可以用于岩石种类绘图以及钻孔2的断面的岩石矿物成分绘图。为了说明的目的，仅分层显示了岩石种类以及处于或者接近钻孔壁4的矿物成分。应理解，不同位置之间的岩石种类和矿物成分3具有显著变化。在该实施例中，在分析之前不能向钻孔中注水。
首先，在微波能量应用于钻孔壁4之前在红外光谱的多个波段上采集参考红外图像。然后，通过微波发生器/应用器5向钻孔壁4应用低等级电磁能量，在本例中为微波能量，在每个微波能量应用之后立即使用适合的红外探测器或红外成像装置6采集红外图像。红外(IR)成像装置6优选是装备有多个适合的带通滤波器的红外成像照相机。
在多个特定光谱波段中采集图像，覆盖光谱的热红外部分。被记录的图像通过电缆传送到中心记录装置7用于处理，以及视需要进行解释。
在特定实施例中，装置可以实现为手持或车载的表面装置的形式，对于在原位的岩层表面、矿体露出的岩层(ore body outcrop)或者活性矿的岩壁应用微波能量。本装置可以同步的或者在微波能量应用之后立即使用合适的红外探测器采集红外图像。在这种方式下，装置和方法可以用于地质勘探以及描绘和探测矿化区域，不论在现有矿场之中或周围还是在绿地中。
本发明的装置，以及从而发生的本发明的方法还可以具体化为在钻孔岩心被移动到表面之后对钻孔岩心中的矿物绘图或进行确定的装置的形式。在这种情况下，岩心(drill core)可以被传送以通过，或靠近微波发生器。在穿过微波发生器/应用器的过程中，短微波脉冲将微波能量传送到岩石中，从而引起热响应。使用红外成像探测器在红外光谱的多个波度中记录热响应。根据记录的被选择的光谱波段中的红外响应，可以对岩石中的矿物分类。通过将记录的红外光谱响应和不同矿物的红外光谱库进行比较从而执行分类。
本发明的装置也可以具体化为提供给实验室的岩石样本中的矿物确定的形式。岩石可以暴露于小比例(small scale)微波应用器的微波照射中。岩石中的矿物的引起的热响应能够使用红外成像装置记录。被记录的图像从而可以使用一范围内的滤波器分析，以提取出岩石中存在的每个矿物相(phase)的特殊的光谱特征。由于有区别的加热，特别的矿物的红外光谱特征可以被进一步增强。从而，相比通用的红外成像技术，岩石中的矿物能够以更高的可信度被确定。
当然应当认识到，上面提供的描述仅仅是以示例的方式对本发明进行解释，其引出的变化和变体对本领域技术人员而言是清楚的，应当被认为在本发明的保护范围之中。