二氧化碳—水体系的拉曼光谱研究

研究了使用石英管熔融封闭法分别在酸性、中性以及碱性条件下,采用ＣａＣＯ３或Ｎａ２ＣＯ３与ＨＣｌ反应制备不同浓度的ＣＯ２标准系列,并对气相、液相中的ＣＯ２进行拉曼光谱研究,得出了定量分析气相ＣＯ２所遵循的规律,即ＣＯ２的浓度与拉曼位移（１３８８．９ｃｍ－１）强度呈线性相关,为定量分析流体包裹体中ＣＯ２的含量奠定了基础。     

沉积岩中残留有机质的拉曼光谱特征

对沉积岩中残留的无烟煤、固体沥青和石墨3种有机质的拉曼光谱进行了测定,结果表明三者的拉曼光谱均具有明显的特征,石墨的拉曼光谱峰强而锋利,其2个一级峰之间的距离最小且变化不大,说明其演化程度比较高,有的甚至达到了结晶石墨的程度;无烟煤的拉曼光谱一级峰的强度比较弱,半高宽值也比较大,二级峰不明显;固体沥青的拉曼光谱峰形与无烟煤相似,不过其峰的半高宽比较窄,二级峰也比无烟煤要明显得多.另外,除了变质程度比较高的石墨外,其他2种有机质2个一级峰之间的距离均随着样品深度的增大而变小.     

鄂尔多斯盆地定边地区山西组流体包裹体的拉曼光谱特征

拉曼光谱技术是对流体包裹体进行无损分析的重要手段。本文应用激光拉曼技术对鄂尔多斯盆地定边地区山西组石英矿物颗粒中流体包裹体组分特征进行分析研究,发现该区包裹体主要呈现2种拉曼光谱图:分别是代表芳烃存在的荧光型拉曼光谱图和代表饱和烃存在的饱和烃型拉曼光谱图。从所测得的2种谱图来看,该地层包裹体捕获于煤系烃源岩的生烃演化阶段,进一步分析发现在石英颗粒的Ⅰ期、Ⅱ期次生加大边中的包裹体的拉曼谱图主要显现2250 cm~(-1)±和2945 cm~(-1)±拉曼谱峰,而裂缝中的包裹体除了具有与其相同的峰值之外,在600~1500 cm~(-1)之间亦显示出多个拉曼谱峰,说明存在于这2种构造中的包裹体处于不同的煤系烃源岩演化之中,因此所测包裹体组分不完全相同。该研究测得的拉曼光谱图揭示了研究区山西组地层中流体包裹体的主要组分,并且反映了包裹体被捕获时的成烃流体组分变化特征,对最终确定当时地层的流体环境及其与煤系烃源岩生烃演化之间的关系有着重要意义。     

高温高压条件下水镁石相变的拉曼光谱研究

本文应用金刚石压腔装置结合拉曼光谱分析技术原位观测了高温高压条件下水镁石的结构变化特征。结果表明：常温升至300℃过程中,随温度升高,水镁石中表征H-O对称伸缩振动的3652 cm-1拉曼特征峰向低波数移动,拉曼特征峰波数与对应的体系温度呈现良好的线性相关关系。常温条件下体系加压过程中,当压力升高至1.19 GPa时,水镁石中表征H-O振动的3652 cm-1拉曼峰向高波数移动并逐渐消失,同时产生表征方镁石的1078 cm-1拉曼特征峰,表明水镁石脱水相变为方镁石。随后压力降低过程中,表征水镁石H-O振动的3652 cm-1拉曼特征峰没有重新出现,脱水相变过程不可逆。     

金刚石压腔结合拉曼光谱技术进行氧同位素分馏的实验研究

应用水热金刚石压腔结合拉曼光谱技术进行石英和方解石间氧同位素的分馏研究。金刚石压腔装置实现体系的高温高压条件,重氧水为提供18O的中间介质。首先给体系加压至500 MPa左右,然后升温至300℃使石英、方解石发生部分溶解,随后快速降至常温使溶解部分重新结晶,从而使矿物和重氧水之间发生同位素交换。拉曼光谱中,物质特征峰的峰强度比值与相应物质的量的比值呈线性相关,结合同位素分馏系数公式计算得出300℃时石英、方解石之间的氧同位素分馏系数为1.0016。此方法操作简便,实验过程采用原位测量方法,不破坏样品,避免了污染,提高了实验精度。实验数据的准确度证明了金刚石压腔结合拉曼光谱法进行稳定同位素分馏的实验研究是可行的。     

拉曼光谱原位观测水合物形成后的饱和甲烷浓度

水合物形成于相对低温高压环境,这种条件下对水合物形成后的流体中残留的甲烷浓度进行直接的原位观测非常困难.本文在高压透明腔体中成功合成了甲烷水合物,利用拉曼光谱技术在低温高压条件下对水合物形成过程中流体中残留的甲烷浓度的变化进行了原位观测,用拉曼峰面积比值法获得了三个温度、压力下水合物形成后的饱和甲烷浓度值.研究发现,水合物生长过程中,流体中的甲烷被不断消耗而浓度逐渐降低,温度对水合物形成后的流体中残留的饱和甲烷浓度影响很大,温度越低,残留的饱和甲烷浓度越小,与通常条件下甲烷在水中的溶解度随温度的降低而增加的趋势正好相反.     

玄武岩成分区熔体结构的Raman光谱研究

采用半导体脉冲激光光源和时间分辨探测技术, 对Ab -An -Di相图同结线附近处于玄武岩成分区的2个硅酸盐样品进行了升温过程的Raman光谱研究.研究了该成分区域中玻璃-晶体-熔体高温下的相转变、升温过程及其熔体的特征光谱的变化特点.发现高温熔体结构与低温玻璃结构存在明显区别, 晶体对熔体结构有继承性.同时观察到了Ab12 An3 6Di52在熔态时的分相作用, 可能反映了该组分液态不混溶的发生.通过对高频区的解谱, 初步探索了体系中各结构单元的种类及含量与温度的关系.      

云龙锡矿锡石的振动光谱和电子顺磁共振谱研究

本文用振动光谱和电子顺磁共振谱研究了云龙锡矿锡石的谱学特征。根据红外光谱的谱形、吸收频率和吸收峰强度特征,将云龙锡矿锡石的红外光谱划分成两种类型:A型谱和B型谱。红外光谱特征的研究结合宏观地质特征的研究表明:氧化物阶段锡石的红外光谱为A型谱,硫化物阶段锡石的红外光谱为B型谱。随着锡石成分和结构的变化,锡石的拉曼光谱的谱型、振动频率也发生变化,反映了锡石的成矿条件的差异。云龙锡矿锡石的EPR谱研究表明,云龙锡石中含有呈类质同象进入锡石晶格的V~(4+),根据V~(4+)的稳定场研究,云龙锡石主要形成于相对碱性和偏还原的条件下。     

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。     

高压下白云石的原位拉曼光谱研究

利用热液金刚石压腔研究了白云石在温度298 K、压力100～1000 MPa下C-O键弯曲振动峰V1097的拉曼变化特征.结果表明,在实验的压力范围内白云石稳定,其拉曼位移和压力具有很好的线性关系,拟合后得出压力与白云石1097 cm-1拉曼线频率位移的关系为:P=143.47(△Vp)1097 102.67(1097＜Vp＜1103).因此白云石非常适合作为热液金刚石压腔的压标.     

鄂尔多斯盆地石油中沥青的拉曼光谱特征

激光拉曼光谱技术具有测试简便和精确的特点,通过对石油中沥青的拉曼光谱探针分析,可以研究石油沥青的物质成分特征以及形成演化过程。鄂尔多斯盆地石油沥青中广泛存在CH4等还原性气体,部分样品中同时还含有CO2等氧化性气体,且氧化性气体与还原性气体存在着此消彼长的反相关关系,这种关系及其互为消长的幅度也反映了盆地后期改造作用程度的高低。     

热带珊瑚的高分辨率环境信息与全球变化研究进展

星罗棋布的热带珊瑚作为海洋环境的信息载体,具有分辨率高、时间跨度大、记录连续完整、体系封闭性好、蕴涵的信息丰富、可选择的代用指标多、测定简便和易于定年等特点。珊瑚有效地记录了全球环境变化的诸多信息,已成为研究过去（如末次间冰期以来）和近代（如数十至数百年以来）的气候—环境变率和可预测性（PAGES CLIVAR）领域重要的环境载体。以全球变化为背景,对近年来珊瑚环境代用指标的研究成果进行评述。重点讨论了珊瑚氧同位素和微量元素比值等指标在海表温度（SST）变化、海气交换程度、季风强弱、厄尔尼诺—南方涛动（ENSO）发生的频率和强度,以及它们之间的相互作用等全球变化的核心问题上的研究进展,并展望了南海珊瑚在高分辨率全球变化研究中的地位与方向。     

东帝汶帝力市珊瑚砂地基的工程性质

珊瑚砂属珊瑚礁碎屑土,是一种特殊的地质体,具有典型的疏松多孔、硬度低、易碎的特点,由于珊瑚礁仅分布在热带海域,往往位于远离大陆的礁岛,当前对珊瑚礁岩土的勘察研究较少,相关规范也尚未涉及。以实际工程为对象,对东帝汶某珊瑚砂场地的工程性质进行了一些探讨,从标准贯人试验和钻孔剪切波速试验等原位试验结果进行分析,借鉴了目前石英砂工程性质的评价方法作为对珊瑚砂工程性质判断的参考,对珊瑚砂的强度特性和地震液化特性进行了讨论。相对石英砂的一般性质而言,珊瑚砂的标贯击数较低而相应的剪切波速相对较大,珊瑚砂在地震作用下液化的可能性较大。     

氯盐溶液的拉曼光谱特征及测试探讨

常温下氯盐溶液水的拉曼包络线歪斜度受氯离子浓度和阳离子的影响,水拉曼包络线歪斜度很难准确评价复杂流体中的氯离子浓度,在-170℃下氯盐溶液的拉曼光谱研究表明,H2O和nCl-[H OH-]n的拉曼光谱峰能很好地分解并明显地显示,其中nCl-[H OH-]n的拉曼峰与H2O的拉曼峰比值与氯盐的浓度呈正相关,用nCl-[H OH-]n的拉曼特征峰强度(I3401～3413.18cm-1)与H2O的拉曼特征峰强度(I3088～3106cm-1)比值(InCl-[H -OH-]n/IH2O)为纵座标,作相关图,二者的相关性较好,可以应用于溶液中氯离子摩尔浓度测定。     

显微激光拉曼光谱测定单个包裹体盐度的实验研究

水溶液激光拉曼光谱上 O-H 展宽区(2800～3800 cm~(-1))对盐浓度的改变非常敏感,通过计算显微激光拉曼光谱的偏移参数,就可以确定包裹体溶液(室温)的盐度。已有实验证明这种方法适合于标准溶液。人工合成流体包裹体作为天然包裹体的参照物,可以被用来验证许多涉及流体包裹体的假设的有效性,人工合成包裹体是检验激光拉曼光谱测定单个流体包裹体盐度可行性的关键。本文采用 Sterner 等(1984a)提出的方法,在50MPa/100 MPa,500～600℃范围内合成纯 H_2O 体系及 NaCl-H_2O 体系的包裹体,利用合成包裹体对单个流体包裹体盐度的激光拉曼光谱测定进行较为系统的研究。结果表明这种方法确定单个不饱和流体包裹体盐度是可行的,而且较精确(相差 1％±),是一种快速、简便、无损的盐度测定方法。     

Raman spectrum of carbonaceous material: a possible metamorphic grade indicator for low-grade metamorphic rocks

Raman spectral analyses of carbonaceous material (CM) extracted from pelitic samples along two sections traversing the metamorphic belt of Taiwan were carried out in the present study. The results show similar spectral variations of CM with metamorphic grade as those documented in the literature. However, continuous sampling from zeolite facies through prehnite–pumpellyite facies to greenschist facies metamorphic rocks in the present study does reveal some interesting features on the Raman spectra of CM that were not noted before. Both the Raman D (disordered-)/O (ordered-) peak area (i.e. integrated intensity) ratio and the D/O peak width (i.e. full width at half maximum, FWHM) ratio of the CM decrease with progressive metamorphism, but the most prominent change in the D/O peak area ratio occurs in samples of lower greenschist facies metamorphic grade, while the most significant decrease in the D/O peak width ratio occurs in samples near the boundary of prehnite–pumpellyite facies and greenschist facies. This phenomenon is interpreted as a result of the decoupling of the changing rates of in-plane crystallite size and degree of defects of CM with progressive metamorphism. It is postulated that the Raman spectrum of CM can serve as a metamorphic grade indicator to distinguish samples of prehnite–pumpellyite facies metamorphic grade from those of greenschist facies metamorphic grade.     

黔南晚石炭世珊瑚礁生态系统研究

黔南晚石炭世发育了大规模的后生动物骨架礁,这在晚泥盆世的F/F生物绝灭事件后尚属罕见。礁的主体是由Fomitchevella建造而成。礁体在空间上由四个单元组成,自下而上依次是生物碎屑滩、点礁和泥丘、生物碎屑灰岩和Fomitchevella骨架岩。各单元生态系统中的生物组成不同,营养结构也有相应的差异。按各生物在食物链中的位置可以分为生产者、消费者和分解者,按其在造礁过程中的作用又可分成造礁生物、附礁生物。分析表明,各生物在食物链中的位置不同,其在礁体形成过程中也分别担任着造礁、附礁等角色。由各单元的生物组成和空间位置关系,推测反演了生态系统的发育过程,并划分成生物碎屑滩阶段、点礁和泥丘阶段、Fomitchevella定殖阶段和Fomitchevella统殖阶段四个阶段。Fomitchevella 和Ivanovia cf. manchurica两种珊瑚的生活习性和生长方式决定了它们在珊瑚礁生态系中的地位,而整个生态系统也依靠快速吸收营养盐的营养机制维持了各物种的生存和发展。     

郯庐断裂西侧大井头钾镁煌斑岩中金刚石激光拉曼和红外光谱特征研究

大井头岩体为郯庐断裂带西侧首个发现的含金刚石钾镁煌斑岩。笔者对其中的金刚石进行了激光拉曼和傅里叶可变红外光谱研究。其激光拉曼和红外光谱特征研究表明,测试的6颗金刚石可分为1a型和Ⅰb型2类,部分Ⅰb型金刚石叠加有Ⅰa型金刚石所特有的1 175 cm-1或1 182 cm-1吸收谱峰。根据测试金刚石的外貌特征和Ⅰb型初生金刚石向1a型金刚石转换的机制,认为大井头钾镁煌斑岩中的金刚石并非岩浆结晶成因,而是金刚石于地幔中率先形成,其后被超深源岩浆携带至地表,应属地幔捕掳晶成因。结合大井头地区优越的构造地质条件、金刚石重砂矿物异常及多处钾质超基性岩、火山角砾岩体的出露,认为该地区有望成为鲁西地区第四金刚石原生矿带。