碳质物拉曼光谱变质温度计及其在造山带热结构重建与演化中的应用

变质沉积岩普遍含有碳质物,其源自沉积母岩中有机质。在变质过程中这些有机质逐渐转变为碳质物或石墨,且碳质物结晶程度可以作为变质等级的可靠指示标志。拉曼光谱是表征碳质物结晶度的有效工具,Beyssac et al.(2002a)基于碳质物拉曼光谱参数(R1=D1/G,D1和G为碳质物拉曼光谱峰强;R2=D1/(G+D1+D2),G、D1和D2为碳质物拉曼光谱峰面积)与寄主岩变质温度之间的线性关系构建了碳质物拉曼光谱温度计:T(℃)=-445(R2)+641,其简单且实用,并被应用到阿尔卑斯和喜马拉雅造山带热结构与折返机制研究中;随后,Rahl et al.(2005)对该变质温度计进行修订,修订后温度估算表达式为:T(℃)=737.3+320.9R1-1067R2-80.638R12,并将变质温度估算范围扩展为100~700℃。本文对碳质物拉曼光谱变质温度计的基本原理、方法、应用条件及其在造山带热结构重建与演化方面的研究进展进行了综述,并对碳质物拉曼光谱温度计与传统温度计估算的变质温度进行了系统的对比分析,结果表明碳质物拉曼光谱温度计代表峰期变质温度,不会受后期退变质影响,当传统温度计结果代表峰期变质温度时,二者计算结果一致。碳质物拉曼光谱温度计已被用于造山带热结构重建、折返过程的热演化,以及高应变带、流体相关热异常等研究。尽管变质过程的压力、变质持续时间、碳质物前体类型等因素对于碳质物拉曼光谱温度计的影响尚待研究,但与传统矿物组合温压计相结合,该方法可以有效评价峰期变质条件和造山多期热演化。     

石墨的拉曼光谱可指示变质程度

本研究表明,拉曼显微光谱可用来估计天然样品中石墨的结晶度。其灵敏度至少有X射线衍射的灵敏度那样高。进行激光拉曼显微探针分析的石墨单矿物样品,大部分采自已发生区域变质的含碳泥质岩。分析结果表明:①石墨的拉曼光谱能从(001)面内雏晶的大小精确反映出石墨的结晶度;②天然石墨样品的光谱中出现的光谱特征及其随结晶度的变化特征与合成石墨样品中所出现的完全相同;③拉曼光谱是石墨结晶度的灵敏     

西南天山阿克牙孜下游地区变质岩的演化:来自碳质拉曼光谱温度计的启示

西南天山造山带是塔里木板块和伊犁-中天山板块聚合碰撞的产物,经历了长期复杂的演化.伊犁-中天山陆块南缘的变质作用研究对于揭示西南天山的地质演化历史具有重要意义.这一地区变质岩分布广泛,但目前的变质作用研究主要集中于木扎尔特的高级变质岩,位于同一构造带上其他变质岩的演化和分布特点缺少详细的研究,尚不清楚它们是作为高温变质带的一部分还是来自造山带的其他构造单元.针对该问题,在详细的岩相学分析基础上,利用碳质拉曼光谱（Raman spectroscopy of carbonaceous material,RSCM）温度计对木扎尔特东侧的阿克牙孜河下游地区多个剖面开展了变质温度研究.根据结构构造特征将这些岩石分为具有变余沉积结构构造且发生不同程度糜棱岩化的浅变质碎屑岩-碳酸盐岩系列和具有变质结晶结构的片岩-变粒岩系列.RSCM温度计显示前者经历的峰期温度为465~597℃,原岩很可能为卷入造山带的石炭纪地层,抬升过程中局部发生糜棱岩化.后者峰期温度为552~617℃,绿片岩相叠加期间发生C-O-H流体活动,可能属于伊犁-中天山的变质基底那拉提岩群.研究表明,伊犁-中天山南缘的阿克牙孜下游一带的变质岩具有不同的变质演化历史,它们来自不同的构造单元,并不是木扎尔特高温变质带的延续.      

变质岩中碳质物质的石墨化作用

碳质物质的石墨化作用随着变质程度的增强而增强,在低变质程度的岩石中。碳质物质实际上是非晶质的。在绿泥石变质带中,碳原子层开始按石墨构造有序堆砌,到十字石变质带时,它们几乎全部转变成了结晶好的石墨。除了变质程度以外,原岩的类型和碳的原始物质的种类也会影响碳的石墨化作用。碳颗粒的大小和形态也随变质程度规律地变化,到了十字石带,变化速度减慢。     

拉曼光谱在鉴别翡翠中的应用

作为非破坏性的微区分析仪器,拉曼光谱是一种鉴定宝玉石的新技术。它能够通过测定硬玉、白蜡、树胶和有机染料的特征拉曼谱带来鉴别天然翡翠和注胶、染色翡翠。     

拉曼光谱在有机盆地中的应用

<正>显微激光拉曼主要用于对测试物质的分子进行结构分析及其定性和定量分析,因此,它不仅可以检测包裹体成分特征,还可以利用成分拉曼特征峰分析盐水包裹体的盐度、压力及成熟度等。1、无机成分的测定及相对含量计算:每种物质都有其对应的拉曼光谱,通过与已知标准拉曼谱进行直接对比,可以鉴定盐水包裹体中气体(CO2、CH4、N2等)和水溶液中的离子(C032-、HCO3-、SO42-等)无机成分。据组分拉曼峰强度或特征峰面积与其浓度成正比可来判别其相对含量。     

激光拉曼光谱及其在地学中的应用

引言拉曼光谱这门谱学技术是1962年问世的一种新的实验手段,七十年代国内外已在物理、化学、医学、生物学等领域得到较普遍的应用,八十年代我们开始应用到地质学领域中。散射效应是1928年由印度科学家拉曼(C.V.Raman)和克利施南(K.S.Krishnan)在研究液体苯时从实验中首次观察到这一现象。不久,蓝伯格(Landberg)和曼德斯塔(Mandelstam)在苏联报道了他们在研究石英晶体时亦观察到光的散射现象,加本内斯(Cabannes)和罗卡德(Rocard)在法国也证实了拉曼的观察结果。实际上早在1923年斯梅卡尔(A.     

拉曼光谱显微镜在宝石学中的应用简介

拉曼光谱效应由印度物理学家C.V.Raman于本世纪初发现,迄今已在科学领域得到广泛应用,近年来也应用于宝石学领域。通常拉曼光谱显微镜由这样几部分组成:宝石显微镜,低能激光源,光谱仪和计算机。拉曼光谱显微镜具分辨率高、无需制样、无损鉴定等特点,所以适用于宝石学领域。通常是将样品所测光谱与标准光谱进行比较后可得出正确结论,以下列举一些实例。     

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。     

红外光谱和拉曼光谱在热处理海蓝宝石鉴定中的应用

在适当的热处理条件下,黄绿色绿柱石能够转变为理想颜色的海蓝宝石。天然海蓝宝石与热处理海蓝宝石的价格差异较大,因此探索热处理海蓝宝石的诊断性鉴定特征就显得十分必要。对不同温度下热处理海蓝宝石进行傅里叶变换红外光谱和激光拉曼光谱的测试分析,结果发现,当热处理温度超过400℃后,随着加热温度的升高,在红外光谱中由[Fe2（OH）4]2＋伸缩振动gI起的3233cm叫处吸收谱峰明显减弱,直至消失。5268cm叫附近由水伸缩和弯曲振动}I起合频区的吸收带由尖峰变得宽缓;8700,6818cm叫两处水吸收峰的相对强度也随着加热温度升高而减弱。热处理海蓝宝石Si-0-Si伸缩振动产生的在682,3604cm叫处的拉曼光谱谱峰强度随着加热温度升高逐渐减弱,1070cm“处的拉曼峰强度明显降低。经700℃加热后,拉曼光谱基线明显向上方漂移。这些光谱特征变化对热处理海蓝宝石的鉴定有重要意义。     

激光拉曼光谱在岩矿鉴定中的应用

激光拉曼光谱以其非破坏性、高灵敏度和高分辨率等特性,一直以来都是研究矿物的重要方法之一。通过激光拉曼光谱及mapping扫谱,可准确、方便的获得矿物的成分组成、应力分布、蚀变情况等信息,了解矿物的变形、断裂机理以及矿物质的形成机理,恢复其成岩环境。     

显微激光拉曼光谱在矿床学中的应用

介绍了显微激光拉曼光谱在矿床学研究中的应用原理、应用领域及研究现状，同时对其发展前景作了简要分析。     

激光拉曼光谱在岩矿鉴定中的应用

激光拉曼光谱以其非破坏性、高灵敏度和高分辨率等特性,一直以来都是研究矿物的重要方法之一。通过激光拉曼光谱及mapping扫谱,可准确、方便的获得矿物的成分组成、应力分布、蚀变情况等信息,了解矿物的变形、断裂机理以及矿物质的形成机理,恢复其成岩环境。     

傅立叶红外光谱及拉曼光谱技术在宝玉石鉴定方面的应用

20世纪20年代来发展起来的波谱分析技术已被广泛地应用于矿物学研究,其中红外光谱为物质分子振动的分子光谱,反映分子振动的能级变化及分子内部的结构信息,由无机化合物组成的矿物质具备各自不同特征的红外光谱;而拉曼光谱为分子振动的散射光谱,物质振动的频率及强度由物质内部分子的结构和组成决定,拉曼光谱反映出不同物质的组成和分子内部的结构信息.近几十年来,红外、拉曼光谱技术已经成为矿物学研究的重要手段之一,同时以德国布鲁克光谱仪器公司为首的光谱仪器制造厂家不断推出红外反射光谱、红外显微镜、拉曼显微镜、探针等新的测试技术,对矿物学和矿床地球化学的研究起到了重要的推动作用.近年来随着宝玉石行业的蓬勃发展,红外、拉曼光谱作为非破坏、快速鉴定的方法得到了广泛的应用,同时矿物学研究分析的许多方法及仪器也在宝玉石鉴定中被广泛认可和使用.下面就德国布鲁克光谱仪器公司的红外、拉曼光谱仪器在宝玉石鉴定方面的应用方法做一简要介绍.     

拉曼光谱在矿物包裹体成分分析中的应用

拉曼光谱在矿物包裹体成分研究中的应用近年来已有一些报导,而在国内则刚刚开始。 通过矿物包裹体成分的分析可以获得成矿溶液的化学组成及有关的物理化学参数,这是矿床研究的宝贵资料。但是,矿物包裹体极其细小,一般只有几微米到几十微米。     

拉曼光谱在矿物包裹体成分分析中的应用

拉曼光谱在矿物包裹体成分研究中的应用近年来已有一些报导,而在国内则刚刚开始。 通过矿物包裹体成分的分析可以获得成矿溶液的化学组成及有关的物理化学参数,这是矿床研究的宝贵资料。但是,矿物包裹体极其细小,一般只有几微米到几十微米。样品提取十分困难,且忌污染,分析是超微量的。目前,所采用的破坏性包裹体成分分析方法存在的一些难以克服的缺点影响了分析结果的解释和应用。其缺点是:(1)不能区分原生包裹体和次生包裹体,提供的分析     

显微激光拉曼光谱锆石定年方法及其应用

锆石是岩浆岩、沉积岩和变质岩中的常见副矿物,由于其具有高Th、U含量的特点,已成为地质年代学研究的理想矿物之一。显微激光拉曼光谱锆石定年方法的原理是锆石中U、Th原子自发的α衰变而引起其自身晶格的辐射损伤,锆石晶格破坏的积累和时间呈正相关关系,并且与锆石拉曼光谱半高宽Γ具有相关性。利用锆石显微激光拉曼光谱仪测量锆石特征峰的半高宽可以计算出锆石的辐射损伤累积,进而计算得到锆石发生辐射损伤所累计的时间。锆石辐射损伤定年方法具有空间分辨率高、样品制备和测试方法简单等优势。但是此方法也受控于诸多影响因素,例如锆石自身结构的不均一性、锆石发生热退火作用的速率、锆石重结晶作用及辐射损伤饱和度等对定年结果均具有影响。显微激光拉曼光谱锆石定年方法的建立将有助于判定碎屑锆石物源区、揭示岩体热演化史以及识别继承锆石经历的后期构造热事件等研究。本文从显微激光拉曼光谱锆石定年方法的基本原理、计算过程及年龄影响因素等方面对该方法进行了介绍,并通过对松多高压变质带中变泥质岩中锆石的年代学研究,结合前人的应用实例,对该方法的应用前景进行了展望,为锆石年代学研究提供新的技术手段。     

基于拉曼光谱-红外光谱-X射线衍射技术研究斜硅石的相对含量与石英质玉石结晶度的关系

石英质玉石的成分除α-石英外,还或多或少含有一种低温低压的SiO_2矿物"斜硅石",关于斜硅石的相对含量与石英质玉石结晶程度的关系还未见有研究。本文选取中国云南龙陵、安徽霍山、广西贺州和内蒙古阿拉善盟地区所产出的不同类型的石英质玉石为研究对象,采用拉曼光谱、红外光谱、X射线衍射分析技术,确定了斜硅石的相对含量与石英质玉石结晶程度之间的关系。结果表明,石英质玉石中斜硅石的相对含量越高,石英质玉石的结晶程度越低;其中拉曼光谱中能够描述斜硅石相对含量变化的502 cm~(-1)/465 cm~(-1)两峰强度比值(X)与石英质玉石的结晶度指数(Y)基本上呈负相关关系:Y=-0.36X+6.93(r=-0.94)。此结论为利用无损检测手段大致判断石英质玉石的结晶程度提供了新的思路,同时也为定性评价石英质玉石的品级提供了科学依据和理论约束。