激光喇曼光谱与有机质物成熟度之间具有系统变化规律

<正> 实验表明,有机碳质物的喇曼光谱随其成熟度的增加而具有系统性的变化:(1)16001350cm~(-1)谱峰和1350cm~(-1)谱峰的强度(高度、半高宽、峰面积)均随成熟度的增加而减弱;(2)两谱峰的相对喇曼频率位置差(分离度)随成熟度的增加而减少,即两特征谱峰的位置相对靠拢;     

石油中饱合烃类的喇曼特征

本文试通过一些饱合烃类标样的喇曼分析,总结出石油中饱和烷烃组分的最大喇曼特征是在2700~2970 cm-1区域有一系列强烈的喇曼效应,有三种情况:1)直链烷烃类是以—CH3链基对称喇曼效应(约2872 cm-1)最强;2)带异构骨架链烷烃类是以—CH链基喇曼效应(约2911 cm-1)最强;3)环烷烃类是以—CH2链基对称喇曼效应(约2857 cm-1)最强。另外异构骨架在748 cm-1处有一强的喇曼效应,烷烃环基在804 cm-1处有一个强的喇曼效应。并发现不同的烃或烃混合物,若结构基团相同,喇曼谱图也相同;在混合烃组分(或烃类包裹体)的喇曼谱图中2905~2921 cm-1间喇曼峰应是—CH基团,而不能单作甲烷存在的证据。     

大别山锆石喇曼光谱初步研究

对北大别地区的鹿吐石，道士冲和南大别地区的三祖,双河片麻岩锆石进行了激光喇曼探针，背散射电子显微镜（BSE）观察了U，Th等微量元素的组成分析，发现锆石喇曼光谱波数和半高宽都能指示其蜕晶化程度，而大多数情况下B1g(v3)峰更特征些。单颗粒锆石内部BSE图像与喇曼光谱能完全对应。通过锆石微区微量元素和喇曼探针分析发现，半高宽和Th/U比正相关，这是由于岩浆锆石在变质过程中不同程度的重结晶作用造成的。锆石重结晶人用是变质岩中锆石年龄和化学组成变化的主要原因。三祖寺片麻岩可能曾经遭受过燕山期的热事件扰动。     

激光喇曼光谱碳质地温计及其地质应用

用激光喇曼光谱显微探针研究了沉积变质岩中有机碳质物的热蚀变特征,通过解谱、多元回归数据分析及氧同位素温度数据的校正,建立了一种喇曼光谱碳质地温计。该温度计的适用条件为:温度范围为200-450℃之间,有机碳质物的反射率为2.0%至15.0%(R°),也就是说对于自浅变质岩相到角闪岩相的各种沉积变质岩中,该地温计均可获得满意的结果。在澳大利亚 South Marulan 热接触变质作用地区和维多利亚 Bendigo 金矿化地区的实测结果表明,应用新的地质温度计能有效地测试出这些地区的热变质作用特征和金矿化作用的古地温的异常变化。     

硼酸盐矿物的振动光谱研究：Ⅰ：喇曼光谱特征

本文利用激光喇曼光谱研究了不同类型的硼酸盐矿物,讨论了它们的谱带特征及其归属。研究结果表明,具简单基团的喇曼光谱可以作出比较明确的归属,且与红外光谱结果一致,而同时具三、四配位硼的矿物,其配阴离子虽很复杂,各种谱带相互叠加,但仍可以对主要谱带作出初步的归属。     

不同变质程度煤的激光拉曼光谱特征

对不同矿区，不同变质程度煤的9个镜煤样品进行了激光拉曼光谱测定，并对其特征光谱进行了参数化。在1000－2000cm^-1的波数范围内有两个明显的拉曼频率振动峰G峰和D峰。当镜质体反射率R0＜2．28％时，D峰位置随R0的增大向低波数位置偏移。G峰与D峰峰位差和峰高比随R0的增大而增加。当R0约为2．1％时，拉曼光谱特征趋势发生逆转性变化。在2500－3250cm^-1之间有一个明显的拉曼谱带，并随煤变质程度的增加呈现如下规律，其谱带的变化与有机质的成熟度演化具有一珲的同步性，特别是在有机质进入成熟门限后，由于油相和气相成分的大量生成，出现明显的振动峰，而进入无烟煤（R0＞4．4％）后，其振动峰变弱，因此，煤的激光拉曼光谱特征可作为油气盆地判断有机质成熟度的一个指标。     

内蒙古索伦地区中二叠统哲斯组有机质的拉曼光谱特征及地质意义

笔者研究了内蒙古索伦地区中二叠统哲斯组泥质岩石中有机质的激光拉曼光谱特征,并探讨了拉曼光谱参数对有机质热演化程度的表征。研究区样品D1谱带吸收峰平均值位于1 350.55 cm~(-1)附近,G谱带吸收峰平均值位于1 602.55 cm~(-1)附近,G谱带与D1谱带的位置差变化于252.00±;G谱带与D1谱带的面积比集中在0.52附近,表明有机质经历的热演化温度约为250℃。应用拉曼光谱地质温度计估算了有机质的热演化温度,其平均温度为265℃;采用镜质体反射率地质温度计估算的有机质热演化平均温度为273℃,两者吻合。综合分析部分估算温度偏高的原因,结合无机矿物的成因标志,揭示研究区中二叠统哲斯组地层经历的极低级变质温度可能250℃。     

激光拉曼光谱技术在地矿领域的应用与研究进展

激光拉曼光谱技术作为一种微区定性分析方法,在地质矿产领域中的应用主要体现在流体包裹体分析、沉积有机质研究以及矿物组分鉴定方面。在流体包裹体分析中,诸如高斯-洛仑兹去卷积分峰、频移参数法、CO₂拉曼光谱压力计等方法以传统的定性分析为基础,借助峰面积、峰半高宽等拉曼特征参数与浓度、压力、同位素的良好线性关系,可对其盐度、压力、同位素进行分析; 在沉积有机质研究中,碳质物拉曼温度计可反映岩石变质级别、有机质成熟度和热演化程度; 在矿物组分鉴定中,运用点到点、点到面方式可方便快捷地对相似矿物、微小矿物进行鉴别。结合相关文献,评述了激光拉曼光谱在以上方面的最新发展,总结了现有成果和应用中存在的问题,认为这些新方法能较好地弥补传统方法的不足,但也需注意诸如荧光干扰、不同实验条件等对实验过程的便捷性、重现性和实验结果准确性的影响; 认为未来应当加强激光拉曼光谱与其他仪器之间的联用,以提高测试效率,进一步拓展拉曼光谱技术在矿产资源利用与综合研究中的应用范围,为地质工作提供更为高效的技术手段。     

金红石和锡石的喇曼光谱研究

对我国不同地区和不同成因类型矿床的金红石和锡石及人工合成的金红石样品进行了室温下的喇曼光谱测定。每一粉末样品的喇曼图谱中都见有群论所预言的四条本征喇曼谱带。对于每一谱带的归属进行了说明。对单晶体的喇曼光谱测定说明,不同的入射和接受方向只对谱带的相对强度产生影响。     

埃洛石喇曼微探针光谱学研究

分布在新西兰马特里海湾的管柱状埃洛石矿物的喇曼光谱可通过Ｒｅｎｉｓｈａｗ１０００喇曼光谱显微镜系统获得。在完整波长范围内,利用喇曼微探针可获得直径仅８μｍ晶体的喇曼光谱,并可以研究光谱沿不同晶轴方向产生的特定振动。观测到的羟基衍生物的３个频带分别是３６１６．５ｃｍ＾－１、３．６２３．４ｃｍ＾－１和３６２９．７ｃｍ＾－１,３个频带与埃洛石八面体底部同界面内部烃基之间有密切联系。３６９８．２ｃｍ＾－１     

海相高过成熟页岩芳烃特征及页岩气意义

为了合理评价我国南方下古生界页岩有机质热演化程度,研究其与页岩含气性关系;采用气相色谱-质谱联用仪对中扬子地区6口调查井、3个露头剖面的20件页岩样品的芳烃馏分进行了分析,并对代表不同区域的6件样品进行显微激光拉曼测试.分析结果显示拉曼D、G峰参数可以很好地计算过成熟至球粒石墨阶段高演化样品的有机质成熟度;拉曼D峰的子峰包含有芳烃含量的重要信息,随着有机质热演化程度的增加,与芳烃含量有关的D₄子峰强度不断降低.芳烃中菲系列化合物和二苯并噻吩系列化合物在_RmcR_o=2.73%~4.67%范围内的演化具有明显规律性;虽然甲基菲成熟度公式在该阶段已经不适用,但表征3-MP+2-MP相对含量的参数F1仍是很好的有机质成熟度指标;在有机质过成熟演化阶段,F1先随成熟度增加逐渐增加至0.74附近（R_o=3%附近）,之后随成熟度增加逐渐减小.二苯并噻吩化合物参数2,4-/1,4-DMDBT和4,6-/1,4-DMDBT在过成熟阶段随成熟度增加而增大,两值分别增至2和4.5时对应页岩等效镜质体反射率为4%.页岩芳烃系列化合物在过成熟阶段随有机质热演化程度增加而发生的异构化作用和脱甲基作用与有机质的比表面积变化有较好的耦合作用,与页岩气调查井的气显情况也有较好的相关性;页岩芳烃特征对过成熟阶段页岩气的生成具有重要的指示意义,可以作为我国南方下古生界有机质过成熟地区页岩气勘探的有效指标.      

一种页岩含气性热演化规律研究的模拟实验方法

目前针对页岩气赋存规律研究的热模拟实验主要是沿袭常规油气热模拟方法,以粉末态样品开展模拟,研究对象为岩石生成并排出的烃类气体,这种模拟方式未明确页岩气的实质为"滞留气",并且模拟后样品无法开展扫描电镜分析,不能确定岩石孔隙结构变化规律。本文通过石英玻璃管封装块状样开展页岩生烃热模拟实验,并结合一套数据处理方法,尝试建立了一种适合页岩气研究的热模拟实验方法,研究泥页岩在不同演化阶段(Ro范围为0.596%~2.143%)不同赋存状态气体的含量以及岩石微观孔隙特征的变化情况。结果表明,泥岩及油页岩样品的排出气及解析气含量在高成熟度阶段(400℃以后)有明显增加的趋势,结合扫描电镜微观结构分析显示这是由于有机质生气量以及无机孔隙均有增加。本方法可以研究页岩热演化过程中不同赋存状态气体含量及微观孔隙结构的变化,为页岩气勘探开发提供了一种可参考的方法。     

安页1井志留系龙马溪组页岩有机质拉曼光谱特征及其地质意义

我国下古生界海相页岩有机质热演化程度普遍高、陆源植物镜质体缺乏,显微组分难以区分,现有镜质体反射率、岩石热解、Tm/Ts等生物标志化合物指标的测试方法难以有效评价泥页岩有机质成熟度。本文以贵州正安地区安页1井志留系龙马溪组页岩为研究对象,利用场发射扫描电镜观察和激光拉曼光谱检测相结合,不依赖于有机质显微组分类型,直接获取高演化页岩中不同赋存状态有机质的拉曼谱图,利用拉曼谱图衍生参数评价高演化页岩的有机质成熟度。结果表明:安页1井志留系龙马溪组页岩发育着生物结构型、脉状或团块状、自形边界填隙状、他形边界填隙状4种类型有机质,其中自形边界填隙状有机质孔径大于80nm,他形边界填隙状有机质孔径小于60nm,这两种填隙状占比在90%以上,是页岩储层的主体储集空间;4种形态的有机质热演化程度不一致。激光拉曼面扫描取谱方式获得大量数据计算的拉曼成熟度主体介于2. 8%～3. 0%,各类型有机质的拉曼成熟度数量占总数量的比例与场发射扫描电镜观测的半定量统计结果一致。该方法为刻画我国高-过成熟度页岩有机质成熟度提供了一种行之有效的手段。     

海拉尔盆地煤及其显微组分的红外漫反射光谱特征

利用红外漫反射光谱和谱带分离技术,从海拉尔盆地煤及其显微组分的红外漫反射光谱图中,在３１００－２８００ｃｍ＾－１范围内分辨出１２或１３个峰,并确认了结构归属,同时建立了５个反映有机质化学结构组成特征的参数,讨论了煤与显微镜组分的生烃潜能。     

盔犀鸟头胄工艺品的宝石学及谱学特征

对市场上出现的盔犀鸟头胄工艺品及其拼合制品、仿制品,在宝石显微镜下放大观察,采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、紫外一可见光谱仪、激光拉曼光谱仪等大型分析仪器进行测试,探究其物质组成、生长结构、颜色成因以及鉴定方法。结果表明,盔犀鸟头胄整体表现为层状鳞片生长结构,头胄工艺品的黄色基体中普遍发育近平行条带生长结构,红色圆斑与黄色基体呈渐变过渡关系;红外光谱表现为酰胺特征吸收谱带,表明角蛋白为头胄主要成分;特征的紫外一可见吸收光谱与拉曼光谱均标志着类胡萝卜素的存在,且类胡萝卜素是头胄的主要呈色原因。拼合工艺品的红色圆斑具有清晰边界并可见拼合缝隙,红外光谱显示红色圆斑为人造树脂材料。仿制品的黄色基体内部可见气泡,红外光谱揭示其整体均为人造树脂。     

湖南雪峰山地区干酪根的拉曼光谱研究

干酪根是沉积有机质的主体,是石油地质工作研究的重要对象,目前利用激光拉曼光谱进行干酪根的研究较少.雪峰山地区干酪根的拉曼光谱测试结果表明:干酪根的一级拉曼光谱峰位差与镜质体反射率之间有着系统的规律性变化,在Ro＜ 2.4％时,峰位差随Ro的增大迅速增大,其相关系数为0.82;Ro在2.4％～2.9％之间时,二者关系不明显,离散度较大;Ro＞2.9％时,峰位差随Ro的增大逐渐减小,相关系数为0.88.镜质体反射率是衡量有机质成熟度和热演化程度的重要指标,干酪根的拉曼光谱特征与镜质体反射率之间的关系表明激光拉曼光谱法可以成为有机质成熟度和热演化程度研究的新方法.     

三塘湖盆地中生界烃源岩有机质成熟度的确定

运用镜质组反射率、袍子体荧光参数、生物标志物参数详细研究了三塘湖盆地中生界烃源岩的有机质热演化特征及演化阶段。研究表明镜质组反射率是该区有机质热汪化最可靠听成熟度参数，孢子体荧光参数是重要的热演化指标，生物标志物参数是有效的热演化指标。三塘湖盆地有机质总体热演化水平较低，且在横向和纵向上存在明显的差异。该区的有机质热演化具有明显的阶段性，运用成熟度参数将其划分为未成熟和成熟两个阶段。     

Thermal evolution of an extensional detachment as constrained by organic metamorphic data and thermal modeling: Graz Paleozoic Nappe Complex (Eastern Alps)

Following Early Cretaceous nappe stacking, the Eastern Alps were affected by late-orogenic extension during the Late Cretaceous. In the eastern segment of this range, a Late Cretaceous detachment separates a very low- to low-grade metamorphic cover (Graz Paleozoic Nappe Complex, GPNC) above a low- to high-grade metamorphic basement. Synchronously, the Kainach Gosau Basin (KGB) collapsed and subsided on top of the section.Metamorphism of organic material within this section has been investigated using vitrinite reflectance data and Raman spectra of extracted carbonaceous material. In the southern part of the GPNC, vitrinite reflectance indicates a decrease in organic maturity towards the stratigraphic youngest unit. The remaining part of the GPNC is characterized by an aureole of elevated vitrinite reflectance values and Raman R2 ratios that parallels the margins of the GPNC. Vitrinite reflectance in the KGB shows a steep coalification gradient and increases significantly towards the western basin margin. The observed stratigraphic trend in the southern GPNC is a result of deep Paleozoic to Early Cretaceous burial. This maturity pattern was overprinted along the margins by advective heat and convective fluids during Late Cretaceous to Paleogene exhumation of basement rocks.During shearing, the fault zone was heated up to ca. 500 °C. This overprint is explained by a two-dimensional thermal model with a ramp-flat fault geometry and a slip rate of 1 to 1.5 cm/year during 5 Ma fault movement. The collapse basin above the detachment subsided in a thermal regime which was characterized by relaxing isotherms.     

四川盆地五峰-龙马溪组页岩成熟度研究

上奥陶统五峰组-下志留统龙马溪组海相页岩是四川盆地下古生界主要的烃源岩和页岩气勘探目标,有机质成熟度不仅是油气生成评价的关键,也是页岩品质评价的重要指标之一.下古生界页岩有机质成熟度一直以来是有机岩石学研究的难点与热点问题.由于下古生界缺乏镜质体,先前的研究多是采用沥青反射率转换为等效镜质体反射率的方法,并且由于沥青的局限性和不确定性,使得五峰-龙马溪组页岩的成熟度缺乏统一的认识和系统研究.通过采集四川盆地及其周缘的岩心和露头样品,系统分析了页岩有机显微组分光学反射率特征.结果表明笔石和固体沥青是最主要的两类有机显微组分.根据固体沥青的显微结构形态和光性特征,将固体沥青大体上分为两类:（1）颗粒状-棱角状的充填在孔隙和微裂缝中高反射率焦沥青;（2）以细小不规则表面的有机质颗粒大量分散于粘土矿物基质中的低反射率基质固体沥青.焦沥青与笔石随机反射率均可以表征下古生界页岩有机质成熟度.但焦沥青反射率略低于笔石反射率,并且随着成熟度的增高,笔石反射率的增速大于焦沥青,各向异性也显著增强.相对于固体沥青反射率,笔石随机反射率分布更为集中,更适合作为含笔石页岩有机质成熟度指标.但是笔石反射率与等效镜质体反射率在过成熟阶段的换算关系需要进一步研究.