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。     

翡翠中的包裹体及其品级的激光拉曼谱学研究

翡翠中含有较少的包裹体。在显微镜下观察到淡翠绿色的、比较透明的、云雾状的翡翠有〈４μｍ的包裹体。包裹体由熔融包裹体和流体包裹体两个类型组成。在近代激光拉曼技术迅速发展和广泛应用的基础上,运用付里叶变换激光拉曼探针鉴定翡翠的真假、质地优劣以及质量等级。     

巴基斯坦祖母绿的红外光谱和包裹体特征研究

通过宝石显微镜、显微红外、电子探针和拉曼光谱等测试方法对巴基斯坦祖母绿的孔道水和包裹体进行了研究。红外光谱测试可知,巴基斯坦祖母绿中存在Ⅰ型和Ⅱ型水,且Ⅱ型水(5 270、3 600、1 632 cm~(-1))吸收强度远大于Ⅰ型水(1 600 cm~(-1))。流体包裹体以气液两相包裹体为主,常呈拉长状或"卡脖子"状形态,且定向排列,气相包裹体主要成分为CO_2+N_2+CH_4的混合气体,液相主要为水溶液;矿物包裹体主要有菱镁矿、白云石、白云母、石英等。特征包裹体和红外光谱特征有助于鉴定巴基斯坦祖母绿的产地来源。     

基于红外光谱-拉曼光谱研究山东郯城砂矿的金刚石及包裹体类型

对山东郯城砂矿中的金刚石开展了傅里叶红外光谱和显微激光拉曼光谱的测试,结果显示,红外光谱均可见C—C的本征峰;绝大多数可见氮的吸收峰:双氮的吸收峰、聚合氮的吸收峰和氮片晶的吸收峰;部分可见氢的吸收峰:C—H的吸收峰、C—N的吸收峰和H2O的吸收峰.郯城金刚石以Ⅰa型金刚石为主,有ⅠaA、ⅠaB、ⅠaAB型,而Ⅱa型仅1粒;氮类型包括双氮(A心)、聚合氮(B心)及氮片晶(B'心),说明金刚石中的孤氮(C心)已经转化为双原子氮,但部分双原子氮未完成进一步的聚形.金刚石拉曼峰值集中在1131 cm–1,拉曼位移漂移程度较小,说明金刚石内部应力发生小幅的变化.在郯城金刚石中首次发现柯石英包裹体,出现139 cm–1、152 cm–1、212 cm–1、272 cm–1、328 cm–1、356 cm–1、428 cm–1和529 cm–1左右的拉曼峰值.在1粒金刚石中柯石英包裹体数量多达十余个,直径几μm至几十μm,呈针状、哑铃状、浑圆状和短柱状等多种形态.郯城金刚石中柯石英包裹体的出现,可作为郯城地区存在榴辉岩型金刚石的可靠标志,也佐证了该地部分金刚石的来源可能和洋壳循环或者俯冲过程有关.镁橄榄石包裹体上覆分散的黑色石墨斑点,与山东蒙阴、辽宁和湖南金刚石中的镁橄榄石等不同种类包裹体具有相似特征,推测这些石墨斑点是晶体包裹体形成后,由于外部环境温压条件的变化产生.     

激光拉曼光谱在有机包裹体研究中的应用——以苏里格气田西部盒8段油气包裹体为例

以苏里格气田西部盒8段储层砂岩油气包裹体为例,应用激光拉曼探针微区原位分析技术,对其赋存于石英颗粒表面愈合裂隙、次生加大边的2期含烃有机包裹体的成分及其相对摩尔百分含量进行测定:早期包裹体主要为含气态烃和含盐水气态烃的气液两相有机包裹体,晚期包裹体为含气态烃气液两相有机包裹体;其气相成分以CO_2、CH_4和N_2等气体为主,溶解有CO、H_2S、H_2、C_2H_2、C_2H_4、C_2H_6、C_4H_6等气体;液相成分以H_2O和CO_2为主,此外还含有极少量的阴离子SO_4~(2-)和CO_3~(2-)离子(小于0.03 mol/L)。研究表明:早期有机包裹体含有大量CO_2无机气体、H_2O和少量低碳烷烃,说明早期有机质成熟度处于未成熟—低成熟阶段,虽有天然气生成,但运移规模有限,形成的有机包裹体极少,反映了天然气进入储层后置换地层水的过程;晚期有机包裹体与之相反,烃类和N2含量均较高,而CO_2无机气体和H_2O含量均较低,可见晚期有机包裹体代表了油气形成高峰和大规模进入储层成藏期间的流体特征,为有机质的热演化程度,油气生成、运移,划分油气成藏期次提供了科学依据。     

红外显微镜在金属矿物流体包裹体研究中的应用

<正>流体包裹体学作为一门独立学科,已有上百年的历史,并取得了很多重要的研究成果。1984年,Campbell等人自行组装了第一台红外光学显微镜,实现了对金属矿物内部结构和流体包裹体的红外光学成像研究。1987年,Campbell等人将这项技术结合显微测温分析,应用于金属矿物流体包裹体热力学特征研究。近些年,美国、加拿大、澳大利亚、中国、日本、法国等国家的地质学家不断地开展金属矿物中     

不透明矿物流体包裹体红外显微测温研究：进展、存在问题与解决方案

流体包裹体是古地质流体的唯一直接记录,为反演地质过程涉及的物理化学条件等提供了最为重要的证据。流体包裹体是研究热液矿床成矿流体最有利手段,常规的测试对象为透明的脉石矿物,而矿石矿物中的流体包裹体更为直接、准确地记录了成矿流体信息。大多数矿石矿物在显微镜透射光下不透明,其捕获的流体包裹体研究需要使用配备有红外成像系统的显微镜进行。近20 年来,不透明矿物流体包裹体红外显微测温研究获得了长足的进展,但其中仍有一些问题尚未解决,制约了该方法的应用;同时,国内该研究领域正处在起步阶段,多个实验室已安装了红外测试仪器,但尚未开展系统的研究工作。因此,需要对该研究领域进行综述,探讨存在的问题,以促进该研究方法的发展。本文首先介绍了红外显微镜仪器工作原理及样品制备注意事项,阐述了影响不透明矿物红外透明度的因素,讨论了红外显微测温研究中的主要问题和难点,并针对测温过程中相变观察困难、红外光可能影响测温结果等问题提出可行的解决方案,最后论述了红外显微测温系统在矿床学领域的应用前景。     

白云鄂博REE—Fe—Nb矿床稀土氟碳酸盐矿物激光拉曼光谱特征及流体包裹体内稀土子矿物的鉴定

白云鄂博REE－Fe-Nb矿床典型稀土氟碳酸盐矿物都具有碳酸根离子最特征的拉曼振动频率，并普遍出现有氟化物的拉曼光谱振动峰。利用子矿物的激光拉曼峰特征，结合矿物晶形和扫描电镜能谱分析结果，可以确定这些矿物可能为氟碳铈矿和氟碳铈钡矿，说明初始成矿热液中极富含稀土元素，矿脉内多相包裹体中含稀土元素的子矿物是从被包裹体捕获的流体中结晶出来的，是真正的子矿物，激光拉曼光谱仪可以作为鉴定流体包裹体中未知子矿物的较为可靠手段之一。     

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。     

共生黑钨矿与石英等多种矿物中流体包裹体的红外显微测温对比研究——以江西西华山石英脉钨矿床为例

西华山钨矿床是一个产于燕山期花岗岩中的大脉型钨矿床。已有百余年的开采史。但在矿床成矿条件和成矿流体性质等方面一直存在不同认识。作者利用红外显微镜及其它相关设备,对西华山矿床不同中段样品中的黑钨矿、锡石、绿柱石、黄铁矿、闪锌矿、石英和萤石中的流体包裹体进行了详细对比研究。结果显示,蚀变花岗岩中造岩石英只见次生气液包裹体,晶洞水晶中只有原生包裹体,而云英岩石英中原生、次生包裹体均较发育。黑钨矿中以原生气液包裹体为主,在早期结晶的黑钨矿中还有较多的硅酸盐熔融包裹体,而晶洞中的黑钨矿和水晶一样——只有原生气液包裹体。绿柱石中除了硅酸盐包裹体外,主要是气液包裹体(多为次生)。其它锡石、黄铁矿、闪锌矿和萤石等都只有气液包裹体(原生或次生)。研究结果表明,西华山钨矿床的初始成矿流体是一种岩浆——热液过渡性流体,尔后才演变成单一的热水溶液,在这一过程中黑钨矿、黄铁矿、闪锌矿、萤石和石英等矿物不断晶出。矿床总的成矿温度大致为700~200℃,压力约为160~200MPa。各种气液包裹体的盐度主要为5.0%~10%Na Cleqv。文中还对这些数据的地质意义以及对脉钨矿床流体包裹体研究和数据解释中的某些问题进行了较深入的讨论。     

X射线粉晶衍射-拉曼光谱法研究含甲烷双组分水合物结构及谱学特征

天然气水合物的晶体结构主要取决于客体分子种类与组成,目前单组分水合物的结构和谱学特征较为明确,但多组分水合物相关研究较少。为解决多组分水合物的结构识别问题,探讨其谱学特征,本文实验合成了甲烷-丙烷（CH4-C3H8）和甲烷-四氢呋喃（CH4-THF）两种含CH4双组分水合物以及CH4、C3H8和THF等三种单组分水合物,并采用低温X射线粉晶衍射（PXRD）和显微激光拉曼光谱进行了表征。结果表明：CH4-C3H8和CH4-THF双组分水合物的晶格常数a分别为17.2312×10-10m和17.2241×10-10m,为典型的Ⅱ型结构水合物,与相应C3H8和THF单组分水合物结构相同。在CH4-C3H8水合物中,CH4在大、小笼中均有分布,呈现两个特征拉曼峰（2900cm-1和2911cm-1）;C3H8仅分布在大笼,与单组分水合物相比,其C—H伸缩振动峰峰位几无变化,而C—C伸缩振动峰（873cm-1）向低频迁移约3cm-1。在CH4-THF水合物中,大笼被THF占据,CH4仅填充在小笼中（2910cm-1）;双组分水合物中,THF分子C—C和C—H伸缩振动峰峰位均与单组分水合物基本一致。分析认为,含CH4双组分水合物的结构类型与其相应的大分子水合物一致,大分子对双组分水合物的晶体结构特征具有决定作用。同时,大分子影响了CH4分子在笼型结构中的分布,致使双组分水合物的拉曼光谱特征存在显著差异。研究结论对基于谱学特征识别多组分水合物微观结构具有重要的指导意义。     

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。     

天然与合成紫晶的红外和偏振拉曼光谱鉴定特征

天然紫晶与合成紫晶的鉴别是国内外珠宝鉴定实验室的一个难题,前人主要从双晶、色带、包裹体、红外吸收光谱特征等方面开展了研究。在利用红外光谱鉴别天然紫晶与合成紫晶时,不同的学者尚对3595cm-1或3543cm-1吸收峰作为诊断性还是指示性的判据存在不同认识。本文系统采集了典型的天然紫晶与合成紫晶样品,研究了利用红外光谱测试技术鉴别天然紫晶与合成紫晶的局限性,并尝试将偏振拉曼光谱应用于紫晶成因鉴别。结果表明:利用3595cm-1、3543cm-1红外吸收峰进行紫晶鉴别仅具有指示性意义,不能作为决定性的判定依据,偏振拉曼光谱可作为重要的补充。天然紫晶的偏振拉曼光谱(偏振方向:HH)均出现400cm-1的拉曼峰,而该峰在合成紫晶偏振拉曼光谱中缺失;合成紫晶的偏振拉曼光谱(偏振方向:HH)均具有795cm-1、448cm-1的拉曼峰,而这两个峰在天然紫晶偏振拉曼光谱中缺失。偏振拉曼光谱产生差异的原因可能与天然紫晶和合成紫晶内部晶格变形程度的不同有关。本文揭示的400cm-1、448cm-1和795cm-1偏振拉曼峰可作为鉴别紫晶成因的新依据。     

红外光谱-拉曼光谱无损检测技术对透闪石和阳起石鉴定特征的研究

透闪石属于角闪石族矿物,与阳起石构成完全类质同象,有关透闪石和阳起石的红外光谱和拉曼光谱的特征差异还未见有报道。本文以外观特征相似的5件广西大化黑青色阳起石样品和2件新疆塔县青玉样品为研究对象,在前期矿物成分测试的基础下,采用红外光谱和拉曼光谱进行测试和对比分析。结果表明,阳起石的红外光谱和拉曼光谱都表现为闪石类矿物的特征峰,与透闪石的特征峰存在细微差异,漫反射红外光谱的差异特征是鉴别两者最准确、快速、无损的依据,并且适用于任意形状的样品,符合珠宝玉石饰品实验室检测领域的要求,可为和田玉的分类分级和产地鉴别等提供科学依据。按照GB/T 16552-2017与GB/T 16553-2017规定,广西大化黑青色阳起石可定名为和田玉。     

基于红外光谱技术研究内蒙古乌奴格吐山斑岩铜钼矿蚀变和矿化特征

近年来,红外光谱技术在矿物学研究、地质勘探与找矿等方面发挥了重要作用。本文通过测量与分析内蒙古乌奴格吐山斑岩铜钼矿Z661钻孔岩心短波红外和热红外波段的光谱,快速厘定了该矿床的蚀变矿物类型及组合特征。结果表明：乌奴格吐山斑岩铜钼矿床蚀变矿物主要有石英、钾长石、绢云母、伊利石、高岭石和蒙脱石等。蚀变矿物组合在空间上呈现出明显的分带性,其中石英+伊利石+绢云母+钾长石与矿化关系最为密切,可作为找矿的标型矿物组合;结合钻孔Cu、Mo矿化分布特征,发现绢(白云母)2200nm处吸收峰位置的波长偏移与成矿中心距离有关,波长变小,更趋向于成矿中心;且伊利石结晶度(IC)越大,结晶度较高,矿化程度强。因而,该技术方法通过蚀变矿物波谱,能够快速圈定斑岩铜钼矿蚀变矿物组合,进而提高勘查效率。