唐卡作为一件艺术品, 具有较高的历史价值和艺术价值。 对唐卡的矿物颜料进行鉴别分析, 对唐卡的鉴定、 修复、 数字化存档、 再现等具有非常重要的意义。 该研究对唐卡主色矿物颜料进行体系性的光谱分析, 选用唐卡绘制过程中5种主色常用的矿物颜料, 深入分析矿物颜料的可见光、 近红外、 短波红外光谱特征产生机理, 总结了不同色系矿物颜料可见光、 近红外、 短波红外谱段光谱特征。 通过分析同一矿物颜料粉末、 调和骨胶颜料以及颜料上布色卡光谱特征, 发现粉状颜料调和骨胶后, 反射率整体下降, 在1 447和1 928 nm附近出现两个水的强吸收特征。 而当骨胶溶物涂绘上布后, 随着膏状颜料中水分的减少, 上述两个吸收特征均变弱, 个别颜料在1 447 nm处的吸收特征甚至消失。 因此, 矿物颜料粉末和颜料上布色卡光谱极为接近, 可以在后期的唐卡颜料分析中直接利用唐卡矿物颜料粉末光谱进行匹配分析。 唐卡红色矿物颜料为朱砂, 矿物成分主要为HgS, 其光谱在可见光波段先降后升, 500 nm附近形成一个较深的吸收特征, 且吸收峰较宽（430～530 nm）, 红光谱段附近反射率急速升高, 近红外波段反射率变化较为平直, 在1 940和2 250 nm附近有弱吸收特征。 唐卡黄色矿物颜料主要有三种: 土黄（雄黄、 雌黄）, 赭石及金箔, 主要成分分别为硫化砷、 氧化铁及金。 其特征光谱在可见光谱段集中在400～500 nm之间, 不同颜料的吸收特征位置和吸收深度均不同。 赭石在近红外波段的反射率整体较低, 且860 nm附近还出现了吸收特征; 而雄黄、 雌黄和土黄则在近红外和短波红外谱段表现出反射率较高且波形平直, 在1 890和2 230 nm附近有弱吸收特征; 金箔在可见光波段的吸收特征窄浅, 可作为区分的依据。 唐卡蓝色矿物颜料为石青, 主要矿物成分为蓝铜矿, 其光谱在500～1 000, 1 500, 2 040, 2 285和2 350 nm附近均有较强吸收特征, 而在1 885和1 980 nm处有弱吸收特征。 唐卡绿色矿物颜料为石绿, 主要矿物成分为孔雀石, 其光谱在550～1 000 nm有较强的宽吸收特征, 在2 270和2 350 nm有明显吸收特征。 尽管石青和石绿主要矿物成分皆为碳酸铜, 但石绿在900～1 900 nm红-近红外谱段反射率增加较缓, 1 500 nm无吸收特征, 可以作为区分石青和石绿的依据。 唐卡白色矿物颜料为砗磲和白土, 主要矿物成分分别为碳酸钙和高岭土。 在可见光谱段范围, 砗磲在370 nm有弱吸收特征, 而白土则在370和730 nm处有两个明显的吸收特征, 可作为区分。 在短波红外和近红外谱段, 白土在1 425, 1 930和2 230 nm均具有明显吸收特征, 砗磲则在1 930和2 320 nm有明显吸收特征, 1 440 nm处吸收特征较弱。 且同种矿物颜料粉末, 矿物粉末颗粒越大, 颜料颜色越深, 其光谱特征反射率越低。

层状硅酸盐是火星表面含水矿物的主要存在形式之一, 也是比较火星不同沉积物和水蚀作用程度的指示矿物, 因此构建其识别模型对研究火星的地质演化极其重要。 短波红外和热红外谱段对矿物的基团、 离子光谱响应机理不同, 具有不同的识别优势, 然而国内外联合两者识别层状硅酸盐矿物则鲜有研究。 基于USGS光谱库数据, 面向火星探测器紧凑型侦查成像光谱仪(CRISM)和热辐射成像系统(THEMIS), 在层状硅酸盐的光谱响应机理研究基础之上, 分别构建短波红外识别模型与热红外模型, 进而结合短波红外和热红外谱段, 基于Fisher判别分析构建层状硅酸盐的综合识别模型。 交叉验证表明, 综合模型识别精度优于短波红外模型和热红外模型, 对90.6%的矿物样本正确识别, 有效提高了层状硅酸盐的识别精度。