Geologian tutkimuskeskus, Espoo Tutkimus- ja kehitysyksikkö TEKES-projekti: Hyperspektrinen malmi- ja teollisuusmineraaliviitteiden kaukotunnistus ja -kartoitus Väliraportti ajalta 1.6.1999-15.11.1999 TEKES Dnro: 272/401/98 Momentti: 32.44.23.41/98 Päätös nro: 40734/98 Päätöspvm: 12.08.1998 GTK:n hanke nro: 2404003 GTK:n arkistoraportti: RS/1999/2
2 Kuosmanen, Viljo 1999. Hyperspektrinen malmi- ja teollisuusmineraaliviitteiden kaukotunnistus ja -kartoitus. TEKES-projektin väliraportti ajalta 1.6.1999-15.11.1999 Geologian tutkimuskeskuksen arkistoraportti RS/1999/2, 13 s. Tiivistelmä Projektin tarkoituksena on luoda valmiudet kaukotunnistaa ja kaukokartoittaa hyperspektrisen kuvauksen avulla mineraaleja, kivilajeja, maalajeja ja malmien ja teollisuusmineraalien indikaatioita sekä geoympäristöön liittyviä haittoja useassa eri mittakaavassa, paikallisesta kaivos- ja kenttätutkimuksesta satelliittikuvien tutkimukseen saakka. Kaukokartoitus- ja hyperspektrilaboratorion toiminta on saatu käyntiin. Kaivosfirmat ovat lähettäneet tutkimuksia varten kaivoksilta lisää pala- ja soijanäytteitä. Näistä on tehty lukuisia heijastusspektrien määrityksiä. Kuusi testialuetta rajattiin ja kuvattiin lentokoneesta noin 1 km korkeudesta kuvaavalla AISA-spektrometrilla ja osa digitaalikameralla helikopterista. Aineistojen tulkintaa on valmisteltu. Muiden hyperspektristen kuvaavien spektrometrien käyttömahdollisuuksia on selvitetty maailmanlaajuisesti. Hanke on saatu EuroGeoSurveys n Euroopan laajuiseen kaivosympäristöjä koskevaan MINEO tutkimukseen mukaan. Välitavoitteet ajalle 15.11.1999-31.5.2000 ovat seuraavat: Kanettava spektrometri hankitaan. Laiterakennusta hyperspektrilaboratoriossa jatketaan. Teoreettisia tutkimuksia tehdään seuraavissa asioissa: Mineraalien kirjastospektreja ja testialueilta poimittujen näytteiden heijastusspektrejä kartoitetaan ja vertaillaan systemaattisesti. Näytteiden spektrimittauksia jatketaan. Kenttätutkimuksia näytteenottoineen jatketaan kaivos, kallioperä- ja maaperätestialueilla. Hyperspektrisiä ilmakuvauksia ja aineistojen tutkimuksia mallispektrien avulla tehdään maaperä- ja kaivosympäristötestialueilla. Hyperspektrikuvaukset avolouhoksissa ja kuvien tulkinta valmistellaan.
3 Hyperspektrinen malmi- ja teollisuusmineraaliviitteiden kaukotunnistus ja -kartoitus. TEKES-projektin väliraportti ajalta 1.6.1999-15.11.1999 Sisällysluettelo Tiivistelmä 2 1. Projektin kokonaistavoitteet 4 2. Organisaatio 4 3. Katsaus aikatauluun ja tehtäviin 5 3.1 Aikataulu 5 3.2 Tilanneselostukset tehtävistä 5 3.2.1 Hankinnat 6 3.2.2 Kaivosnäytteet 6 3.2.3 Kenttätutkimuksista 6 3.2.4 Näytteiden tutkimuksista 6 3.2.5 Mittaukset kannettavalla spektrometrilla, kokeellinen spektrikirjasto 7 3.2.6 Hyperspektriset ja muut ilmakuvaukset ja aineistojen tutkimukset 7 3.2.7 ATK 8 3.2.8 Hyperspektrilaboratorio 8 3.2.9 Hyperspektrikuvaukset avolouhoksissa 8 3.2.10 Satelliittikuvausalueet 8 3.2.11 Myöhemmin tarkennettavat tehtävät 8 1. Kansainvälinen verkottuminen ja yhteistyö 8 2. Raportit 9 3. Kustannusten seuranta 9 Sivu Liite 1: Kari A. Kinnunen: Mineraalien ja niiden heijastusabsorptioiden fysikaalisten aiheuttajien määritymahdollisuuksista GTK:ssa
4 1. Projektin kokonaistavoitteet Tavoitteena on luoda Suomeen valmiudet kaukotunnistaa ja kaukokartoittaa hyperspektrisen kuvauksen avulla mineraaleja, kivilajeja, maalajeja ja malmien ja teollisuusmineraalien indikaatioita sekä geoympäristöön liittyviä haittoja, portaittain useassa eri mittakaavassa, paikallisesta kaivos- ja kenttätutkimuksesta aina globaaliin satelliittikuvatutkimukseen saakka. Tuloksena on menetelmän sovellusohjeet mainittuihin tehtäviin. Tulosten käyttötarkoitus on: 1) malmi- ja teollisuusmineraalien sekä kallio- ja maaperän kartoituksen ja tutkimuksen tehostaminen 2) lastauksen ja rikastuksen tehostaminen sekä raakkulaimennuksen vähentäminen kaivoksilla 3) maankamaran ympäristöhaittojen tunnistaminen ja rajaus. 2. Organisaatio Johtoryhmä: Vanhempi tutkimusgeologi Jussi Aarnisalo, Outokumpu Mining Oy, varapuheenjohtaja Laatujohtaja Markku Ahlava, Wihuri Aviation/Jet Flite Oy, jäsen Tutkimusjohtaja Gabor Gaál, GTK, puheenjohtaja Geologi Ritva Harinen, Oy Partek Nordkalk AB, jäsen Teknologia-asiantuntija Einar-Arne Herland, TEKES, jäsen Geologi Erkki Kuronen, Mondo minerals Oy, jäsen Geologi Ossi Leinonen, Outokumpu Chrome Oy, jäsen Erikoistutkija Kai Mäkisara, METLA, jäsen Tuotepäällikkö Jukka Okkonen, Specim Oy, jäsen, varalla TkL Rainer Bärs Prof. Erkki Tomppo, METLA, jäsen Geologi Viljo Kuosmanen, GTK, sihteeri Projektiryhmän jäsenet ja heidän vastuualueensa: FL Hilkka Arkimaa, kuvankäsittely, kaukokartoitus, geofysiikka, operaatiojohtaja FT Kari Kinnunen, mineralogia, mikroskooppitutkimukset FL Viljo Kuosmanen, kaukokartoitus, kallioperä, projektin vastuullinen johtaja DI Jukka Laitinen, laboratoriomestari, laitteet, ATK, näytetiedot FT Heikki Rainio, maaperäasiantuntija Tutk ass Timo Ruohomäki, maaperäkartoitus, arkistot Tutk apul Helena Saarinen ja Saija Tuiskula, kuvaeditointi Lisäksi FT Veli Suominen, piirtäjä Pirkko Kurki, näytearkistonhoitaja Raimo Ruotsalainen ja assistentti Hanna Virkki ovat antaneet tilapäisapua hankkeelle.
5 3. Katsaus aikatauluun ja tehtäviin 3.1. Aikataulu Seuraavan janakaavion avulla pyritään antamaan yleiskuva hankkeen tehtävien toteutumisesta ja muutoksista. v 1998 v 1999 v 2000 v 2001 Tehtävät kk k h e s l m j t h m h t k h e s l m j t h m h t k h e s l m j t h m h t Teoreettisia tutkimuksia Laitehankintoja ja -rakennusta Kirjastospektrien hankinta Kenttätutkimusalueiden määritys Kenttätutkimuksia ja ilmakuvauksia Kokeellisen spektrikirjaston laadinta Mittaukset kannspektrometrilla Projektitietokannan päivitys Mittausten tulkintaa Lentomittauskohteiden määritys Kenttä/Lab mittaukset kuv spektrom Lentomittaukset kuv spektrom Kenttä- ja lentomitt korrelointi Satell kuvausalueiden määritys Satell kuvaukset Satell datan korrelointimuuhun Aineistojen yhteisevaluointi Kongressiesitys Raportointi Johtoryhmän kokous Värien selitykset: Suunniteltu tehtävä Toteutunut tehtävä Muuttunut suunnitelma, lisäys Suunniteltu tarkistuskohta Toteutunut tarkistus 3.2. Tilanneselostukset tehtävistä Seuraavat tehtävät asetettiin aiemmassa tutkimussuunnitelmassa ja johtoryhmän kokouksessa 24. 5. 1999 toimintakaudelle 1.6. 1999-31.5.2000. Kunkin tehtävän tämänhetkistä tilannetta on tässä tarkasteltu erikseen:
6 3.2.1 Hankinnat Kannettavan spektrometrin hankinta on hiukan viivästynyt. GTK:n tutkimus ja kehitysyksikkö on kuitenkin priorisoinut kannettavan spektrometrin hankinnan kiireelliseksi, mutta laite voidaan ilmeisesti hankkia vasta alkuvuodesta 2000. ATK- laitteet ja ja tarvittavat ohjelmat on pääosin hankittu. Hyperspektrilaboratorio on kalustettu, mutta laiterakennusta ja -hankintoja tarvitaan vielä esimerkiksi mittausten automatisointia varten. 3.2.2 Kaivosnäytteet Seuraavat kaivosnäytteet on hankittu, osin tutkittu ja arkistoitu (Taulukko 1). Taulukko 1. Vastaanotetut kaivosnäytteet Näytteen lähettäjä Palanäytteitä kpl Soijanäytteitä Outokumpu Mining Oy 5 367 Oy Partek Nordkalk AB 108 Mondo Minerals Oy 266 45 Outokumpu Chrome Oy 14 57 3.2.3 Kenttätutkimuksista Kesäkauden 1999 kenttätyöt käsittävät testialueiden rajaukset ja maastokäyntejä useimmilla testialueilla (Lammi, Parainen, Kumlinge-Enklinge, Pyhäsalmi, Lahnaslampi) sekä heijastusreferenssien paikkojen valinnat lentokuvauksia varten. Kumlinge-Enklingen alueella tehtiin lisäksi AISA-kuvien, helikopterista otettujen ilmakuvien ja kallioperägeologian yksityiskohtainen vertailu (Suominen ja Kuosmanen 1999). 3.2.4 Näytteiden tutkimuksista Mineraalien kirjastospektreja ja testialueilta poimittujen näytteiden heijastusspektrejä on alustavasti vertailtu keskenään ja merkittäviä eroja mutta myös yhtäläisyyksiä absorptiopiirteissä on alustavasti kartoitettu. Referenssiheijastusmateriaalit kenttä- ja laboratoriomittauksia varten on valittu (ks. Laitinen et al. 1999). Kari A. Kinnunen (8/11/99) on selvittänyt GTK:n mineraalien ja ja heijastus-absorptioiden määritysmahdollisuudet hankkeen tarkoitusta silmälläpitäen. Hän on todennut, että mineraalien ja kemiallisten koostumusten määritysmenetelmät ovat GTK:ssa luonnollisesti huippuluokkaa, mutta heijastusspektrien absorptiokohtien fysikaalisten syiden määritykseen GTK:ssa ei ole kunnollista laboramenetelmää (Liite 1).
7 3.2.5 Mittaukset kannettavalla spektrometrilla, kokeellisen spektrikirjaston laadinta Käsikäyttöinen spektrometri (esimerkiksi FieldSpec FR) mittaa kerrallaan yhden 'pisteen' heijastusspektrin, eli tarkemmin sanottuna laitteen anturin avauskulmaan osuvan kohteen heijastaman säteilyn intensiteetin aallonpituuden funktiona. Kuten aiemmin mainittiin, kannettavalla spektrometrilla tehtävien mittausten osuutta tulee oleellisesti kasvattaa hankkeen työssä, koska tällä voidaan (tutkimuksen päämäärien kannalta, toivottavasti) riittävästi kompensoida kuvaavan laitteen käyttömahdollisuuksien vähentyminen. Muista kuin tästä projektista johtuvista syistä pistemittausten teko ja siis myös kokeellisen spektrikirjaston teko on kuitenkin viivästynyt. Tämän asian prioriteettia voidaan kuitenkin nostaa tuntuvasti heti vuoden 2000 alussa. 3.2.6 Hyperspektriset ja muut ilmakuvaukset ja niiden tutkimukset Hyperspektriset ilmakuvaukset AISA:lla suoritettiin METLA:n avustuksella syskuussa 1999 kuudella eri testialueella: Parainen, Lammi, Pyhäsalmi, Lahnaslampi, Kemi ja Pomokaira (ks Laitinen et al 1999). Pomokairan alue otettiin mukaan vaikka se ei kuulunut alkuperäiseen suunnitelmaan, koska maaperän tulkintaan tarvitaan kattavampaa aineistoa: kasvillisuus/maaperäkombinaatiot vaihtelevat suuresti ilmastosta riippuen. Viimeksi mainittu lisämittaus aiheuttaa vain marginaalisen lisäkustannuksen ja se voidaan kattaa hankkeen sisäisin järjestelyin. Kumlinge-Enklingen ja Paraisten testialueen avainkohtia on kuvattu myös suuriresoluutioisella Minolta DC3000-digitaalikameralla helikopterista eri korkeuksista. METLA on tehnyt uusiin AISA-kuviin radiometriset korjaukset. Nämä kuvat on tallennettu käsittelyä varten hankkeen tietokantaan. Kuvien tutkimukset mallispektrien avulla aloitetaan heti maaperä-, kallioperä- ja kaivosympäristötestialueilla. Teemallisia kuvia lasketaan erikoisohjelmilla (kuten ENVI) ja ne koskevat kallioperää, maaperää, mineralogiaa, kaivosympäristöä, kasvillisuuden eräitä piirteitä ja kosteutta. Muiden kuvaavien spektrometrien käyttömahdollisuudet on tarkoin selvitetty. Näillä näkymin australialainen HyMap olisi ylivoimaisesti paras laite hankkeessa käytettäväksi sekä spektrisen että spatiaalisen resoluutionsa ja korkean signal/noise ominaisuutensa ansiosta. Kuvaukset HyMap:lla ovat käytännössä osoittautuneet moninkertaisesti aiemmin (kevät 1998) arvioitua kalliimmaksi. Tämä johtuu siitä, että laitteen operaattorilla HYVISTA:lla on käytännössä monopoli aallonpituusalueella 400-2500 nm kuvaavien spektrometrien tarjonnassa. HYVISTA:n antaman selvityksen (A. A. de Gasparis, suullinen tiedonanto) mukaan esimerkiksi NASA käyttää HyMap:ia uuden AVIRIS-spektrometrin testaukseen, joten operaattorilla ei ole liiennyt kiinnostusta 'pieniä tilauksia'(jollainen hankkeemme tilaus olisi) kohtaan. Siksi mittausten painopistettä on siirrettävä kuvaavasta spektrometriasta kannettavalla spektrometrilla tehtäviin pistemittauksiin. Samasta syystä tämän projektin kytkemistä suurempaan, kaivosympäristöjä tutkivaan Euroopan laajuiseen EU-kaukokartoitushankkeeseen pidetään nyt entistä tärkeämpänä asiana, koska sen avulla voidaan saada riittävä volyymi HyMap-lentokampanjalle. Koska EuroGeoSurveyssa tekeillä ollut, kaivosympäristöjen kaukokartoitusta hyväksikäyttävä, EU-projektiehdotus 'MINEO'on nyt mennyt läpi, HyMap-lentokampan suorittamiselle Suomessa ensi kesänä ei liene estettä. Viimeksimainittuun asiaan palataan kohdassa 4. tässä raportissa.
8 3.2.7 ATK ENVI ohjelmistoon on perehdytty. Se on havaittu erittäin sopivaksi mainittuun geologisten kohteiden tulkintaan hyperspektrikuvilta. Hanke järjesti kurssin aiheesta 2.-4. 11. 1999. 3.2.8 Hyperspektrilaboratoriota täydennetään Tarkoituksena on, että kannettavalla spektrometrilla tullaan osin korvaamaan kuvaavan spektrometrin mittauksia. Tämä edellyttää järjestelmää, jossa pistemittauksia ohjataan automaattisesti tietokoneella. Kaukokartoituslaboratoriossa olevaa spektrometrin liikuttelujärjestelmää täydennetään, niin että automaattiset systemaattiset mittaukset käyvät mahdolliseksi. 3.2.9 Hyperspektrikuvaukset avolouhoksissa Mikäli sopiva kuvaava spektrometri saadaan käyttöön, hyperspektrikuvaukset avolouhoksissa aloitetaan kesällä 2000. Kuvista lasketaan mineralogiset kuvat erikoisohjelmilla ja suoritetaan mineraloginen luokittelu silmälläpitäen tutkimusaiheita: louhinta, raakkulaimennus, lastaus, rikastus ja kairansydänten tutkimus ja paljastumien kartoitus. 3.2.10 Satelliittikuvausalueet Hankkeessa määritetään sopivat alueet alkuvuodesta 2000. Hyperspektrikuvausta suorittavia satelliitteja on suunnitteilla: Hyperion (NASA, lähetetään vuonna 1999), NEMO (kaupallinen, 2000) ja Orbview (kaupallinen, 2000). Hankkeen lentoaineistojen yhteisanalyysillä pyritään etukäteen selvittämään mahdollisuudet hyperspektristen satelliittikuvien tulkintaan. 3.2.11 Myöhemmin tarkennettavat tehtävät C Kenttä- ja lentomittausten korrelointi C Satelliittikuvaukset C Satelliittidatan korrelointi muuhun aineistoon C Aineistojen yhteisevaluointi C Kongressiesitykset (EARSeL ja ERIM kokoukset, kesä 2000) C Raportointi 4. Kansainvälinen verkottuminen ja yhteistyö Meneillään oleva projekti tulee suunnitelman mukaan liittymään laajempaan EUhankekokonaisuuteen: EuroGeoSurveys Remote Sensing Topic Network ERSTN:in seitsemän jäsenmaan (Suomen, Ranskan, Englannin, Saksan, Itävallan, Portugalin ja Tanskan) geologian kansalliset tutkimuslaitokset, ovat valmistelleet sidosryhmiensä kanssa ja saaneet läpi laajahkon MINEO-nimisen EU-projektin. Sen tarkoituksena on laatia operatiivinen hyperspektrinen kaukokartoitus- ja tulkintamenetelmä Euroopan kaivosalueiden ympäristöjen kartoittamiseen ja mahdollisten ongelmien korjaamisen apuvälineeksi. Testialueiksi valittiin viisi kaivosympäristökohdetta Euroopan eri äärinurkista sekä kuudes testialue Grönlannista. Suomesta mukana on Lahnaslammen kaivoksen alue.
9 5. Raportit Kuosmanen, V. 1999. Hyperspektrinen malmi- ja teollisuusmineraaliviittein kaukotunnistus ja -kartoitus. Väliraportti johtoryhmälle ajalta 1.6.1999-15.11.1999. GTK:n arkistoraportti RS/1999/2, GTK, Espoo, 13 s.. Laitinen, J., Ruohomäki, T., Arkimaa, Rainio, H. ja Kuosmanen, V. 1999. Raportti hyperspektristen lentomittausten käytännön suorittamisesta kuvaavalla AISA-spektrometrilla syyskuussa 1999. Hyperspektrinen malmi- ja teollisuusmineraaliviitteiden kaukotunnistus ja kartoitus., GTK:n arkistoraportti RS/1999/3, GTK, Espoo, 12 s., 1 liite, 7 liitekarttaa. Suominen, V. ja Kuosmanen, V. 1999. AISA-spektrometrin käyttö kallioperäkartoituksen apuna Turun saaristomerellä. GTK:n arkistoraportti RS/1999/4, GTK, Espoo, 15 s. MINEO Consortium 1999. Assessing and monitoring the environmental impact of mining activities in Europe using advanced Earth Observation techniques. EU FPV proposal IST-1999-10337. 6. Kustannusten seuranta Taulukko 2. Projektin (GTK:n hanke no 2404003) toteutuneet kustannukset raportointikaudelta eriteltynä kustannuslajeittain. Kustannusselvitys Kausi 1.6-10.11.99 Kertymä 1.6.98-10.11.99 Välittömät palkat mk Henkilösivukustannukset Yleiskustannukset Henkilö- ja yleiskust. yhteismäärä (vaihtoehtoisesti) 432 865, 953 854, Matkat 49 172, 64 249, Aineet ja tarvikkeet 35 969, 77 920, Laitteet 33 589, 165 585, Ostetut palvelut 252 404, 328 402, Muut kustannukset 691, 691, Yhteensä mk 804 690, 1 590 701, Riittävän suorituskykyisen kuvaavan spektrometrin saaminen hankkeen käyttöön näyttää toteutuvan ainoastaan suuremman kuvauslentokampanjan yhteydessä eli tulee ilmeisesti mahdolliseksi uuden MINEO EU-hankkeen myötä kesällä 2000. Hanke varautuu huomattavan suuriin kustannuksiin siinä vaiheessa kun tarkoitukseen riittävän suorituskykyinen kuvaava spektrometri saadaan käyttöön. Nämä kustannukset sisältyvät hankkeen budjettiin
10 Alla on esitetty erittely GTK:n ulkopuolisten rahoittajien osuuksista 1.6.1998-10.11.1999. Tästä puuttuvat kuitenkin marraskuun palkat. Rahoittaja Maksetut osuudet Tekes 10/98 250 000 Kaivosfirmat 01/99 170 000 Tekes 06/99 127 593 Yht. 547 593 Laskelma saatavista: Tekesin osuus kertyneistä 48% 763 536 Tekes suorittanut 377 593 Tekesiltä saatavaa 385 943 Espoossa 13.11.1999 Viljo Kuosmanen
11 Liite 1. Kari A. Kinnunen (8/11/99) on selvittänyt mineraalien ja niiden heijastusabsorptioiden fysikaalisten syiden määritysmahdollisuuksista GTK:ssa hankkeen tarkoitusta silmälläpitäen: Identifiointimenetelmistä yleisesti Kivinäytteissä infrapunaspektrin luonteeseen voi katsoa vaikuttavan ainakin seuraavien kolmen muuttujan: 1. Kiven mineraalien lajit 2. Mineraalien paljoussuhteet 3. Yksittäisten mineraalien kemismin vaihtelu Murtopinnassa vaikuttaa lisäksi murtumistapa ja -suunta. Esimerkiksi liuskeessa liuskeisuuden suuntaisella pinnalla on lähes pelkästään kiillemineraaleja pinnassa kun taas liuskeisuutta vastaan kohtisuorilla pinnoillla on pinnassa esimerkiksi kvartsi ja maasälpiä. Tästä johtuen spektri voi olla hyvinkin erilainen kiven eri suunnista mitattuna täysin samassakin kivinäytteessä. Suuntaus on useimmilla kivilajeilla tyypillistä. Täysin tasalaatuiset näytteet ovat poikkeus. Lisäksi on muistettava että kaivosnäytteissä voi olla erittäin suurta hajontaa kaikissa näissä muuttujissa. GTK:n nykyisillä laitteilla mineraalit tunnistetaan näytteistä joko kemiallisen koostumuksen perusteella elektronimikroanalysaattorilla tai hilarakennepiirteiden perusteella röntgendiffraktiomenetelmällä ns. pulverinäytteistä. Eräät mineraalit vaativat kummankin menetelmän käyttöä ja visaisimmat tapaukset lisäksi optisia havaintoja tuekseen. Elektronimikroanalysaattorilla raskaampien alkuaineiden määritysherkkyys on promilleluokkaa ja uudella Geosem-tyyppisellä laitteistolla parhaimmillaan prosenttiluokkaa. Laitteilla onnistuu ainoastaan kokonaisrautapitoisuuden määritys. Raudan hapetusasteen määritys edellyttää Kemian laboratorion laitteiden käyttöä ja mineraalin separoimista puhtaaksi jauheeksi riittävä määrä. Samoin mineraalien hivenainekoostumuksen määrittäminen vaatii GTK:n laitteilla Kemian laboratorion palveluihin kuten ICP-analytiikkaan turvautumista. Mikroanalyyttisten mikroskooppilaitteistojen soveltuvuus hyperspektrisen kuvauksen kivinäyteaineistojen tutkimukseen: GTK:een keväällä 1999 hankittu Jeol Geosem-tyyppinen laitteisto ja edellinen Cameca-mikroanalysaattori ovat kumpikin tavallaan mikromittakaavan kaukotunnistuslaitteistoja. Ne perustuvat näytteestä elektronisuihkulla herätetyn röntgensäteilyn intensiteetin ja aallonpituuden siis spektrin tarkkaan tietokoneella tapahtuvaan tulkintaan. GTK:n laitteistot ovat pääasiallisesti kaupallisessa tilaustutkimuskäytössä ja Geosem on koekäytössä, ja siihen ollaan aktiivisesti hankkimassa maksavia asiakkaita GTK:n ulkopuolelta. Kummallakin laitteistolla saadaan siis kemiallisia tietoja mikrometriluokan kappaleista. Uudella Geosem-laitteistolla näytettä ei tarvitse millään lailla päällystää ja se soveltuu näin ollen myös orgaanisten kohteiden tutkimukseen. Geosem-laite on lähinnä hyvän erotuskyvyn omaava elektronimikroskooppi eli
12 käyttötarkoitukseltaan laadukas kameralaitteisto. Tämä puolihan ei ole kovin vahva nykyisessä mikroanalysaattorissa. Geosem-laitteisto soveltuu parhaiten mikroskooppisten partikkelien identifiointiin lähinnä kvalitatiivisella tasolla. Tähän tarkoitukseen laitteisto on alunperin hankittukin. Sitä voi verrata laadukkaan stereomikroskoopin ja kokeneen mikroskopoijan yhdistelmään. Tieteellisesti julkaistavat kemialliset analyysit joudutaan sitä vastoin yhä tekemään perinteisellä mikroanalysaattorilla sen tarkkuudesta johtuen. Laitteistojen analyysitarkkuus raskaammille alkuaineille on 0,1 % luokkaa mikroanalysaattorilla ja parhaimmillaan noin 1 % luokkaa Geosemillä. Tätä alhaisempien pitoisuuksien analysointiin GTK: ssa ei vielä ole mikroskooppeihin kytkettyjä laitteistoja. Tällaisia ovat SIMS-laitteisto (Uppsalassa Pohjoismaisessa yhteiskäytössä) ja protonimikroanalysaattori. Niillä voidaan analysoida mineraalien hivenainepitoisuuksia, jotka ovat tärkeitä mineraalien värin aiheuttajien tutkimuksessa. Infrapunaspektrin muotoon vaikuttaviin tekijöihin näillä laitteistoilla ei lainkaan kyetä pureutumaan. Ne vaatisivat infrapunamikroskooppia ja siihen kytkettyä tietokoneohjattua spektrofotometriä. GTK:n spektrofotometrit toimivat nestenäytteillä ja pulverinäytteillä. Infrapunaspektrofotometria pulverinäytteistä soveltuu mm. savimineraalien tunnistukseen ja tietysti orgaanisten aineiden luonnehdintaan. Samoin se käy OH-ryhmiä sisältävien mineraalien luonnehdintaan. Tulkinta on kaikissa tapauksissa yksinomaisena analyysimenetelmänä erittäin vaikeaa ja vaatii yleensä samojen näytteiden röntgendiffraktioajojen tulosten integroitua tulkintaa kuten mineralogiset probleemat yleensäkin. Hyperspektrisen kuvauksen näytteistö koostuu kivilajeista ja malmeista ja niiden päämineraalien laatu ja koostumus ovat selvitettävissä tavallisella mikroskoopilla jo kaivoslaboratoriotasolla ja jos tulokset yhdistetään mikroanalysaattorimäärityksiin saadaan tieteelliselläkin tasolla luotettava tulos. Mikroskooppisilla kivilajien vähäisessä määrin esiintyvillä aksessorimineraaleilla puolestaan ei ole merkittävää vaikutusta pinnasta heijastuvaan kokonaisinfrapunaspektriin. Näihin aksessoreihin Geosem tai tavallinen mikroanalysaattori ovat erinomaisia tunnistuslaitteita. Yhteenvetoa. Infrapunaspektrin tulkintaa vaikeuttaa se että mineraalin spektrin muotoon vaikuttavia tekijöitä ei kyetä GTK:n laitteistoilla tutkimaan. Esimerkiksi se onko rauta jossain tietyssä mineraalin hilarakenteen osassa vai ei voi olla ratkaiseva muuttuja eikä niinkään se onko raudan kokonaismäärässä vaihtelua. Samoin raudan kokonaismäärän vaihtelu voi vaikuttaa mineraalin hilan OH-ryhmien määrään ja sijaintiin, jotka puolestaan näkyvät spektrissä. Käytännön tasolla vertailu- ja tutkimusnäytteiden välinen spektrien vertailu tai jonkinlainen tilastollinen ryhmittelyanalyysi voi jäädä ainoaksi mahdollisuudeksi.