红外光谱/扫描电镜等现代大型仪器岩石矿物鉴定技术及其应用

传统的光学显微镜由于分辨率、放大倍数的限制,对于细微颗粒的定性分析不准确,矿物的定量分析存在一定的误差,对纳米-微米级矿物形貌及结构特征的观察束手无策。随着油气勘探及地质找矿的不断深入,需要提供岩石中所有矿物、孔隙及微量元素的信息,因此整合傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电镜的优点,建立以大型仪器为基础的岩石矿物鉴定方法是当前地质工作的需要。红外光谱光谱范围为7500~370 cm-1,能对固、液、气样品中含量高于30%的矿物进行快速、准确的定性分析;主要用于有机质分析,其次还可对部分具有极性键的无机化合物及金属氧化物进行分析。X射线衍射仪能快速地对样品中含量大于15%的矿物进行较为准确的定量分析;现今主要用于各类晶质矿物的定性分析,同时也可对碳酸盐岩矿物等不含水矿物进行定量分析。拉曼光谱仪光谱范围为200~1000 nm,空间分辨率为横向0.5μm、纵向2μm,通过对包裹体进行测试能直接获得成岩过程中的温度、压力、流体成分等信息;目前主要用于流体包裹体成分的测试,其次还可对分子极化度会发生变化的液态、粉末及固体样品进行定性分析。扫描电镜分辨率达到1 nm,能清晰地观察到纳米-微米级矿物的形貌特征及矿物的结构特征;主要用于纳米-微米级的任何非磁性固体矿物的形貌及相关关系的观察。通过大型仪器建立的岩石矿物鉴定方法具有更高的分辨率,显著地提高了岩矿鉴定的精准度,大大拓宽了岩矿鉴定的范围(如鉴定纳米/微米级的矿物、矿物的不同变种等),能够全面、精准地提供岩石矿物的矿物含量和矿物组成、客观准确的成岩作用信息、清晰的矿物微观形貌及结构特征,而且仪器功能相互重叠,测试结果相互验证,保证了测试结果的可靠性。与传统光学显微镜鉴定方法相比,现代大型仪器岩石矿物鉴定技术为揭示矿物间的共生、反应、演化、岩石的成因、沉积/成岩环境等提供了依据,为地质工作提供准确、全面的矿物定性定量、组构特征及成岩作用等信息,为地质工作的顺利完成奠定了坚实的基础。     

激光拉曼光谱法在单个流体包裹体研究中的应用进展

激光拉曼光谱法以其非破坏性、高灵敏度和高分辨率等特性,一直以来都是研究流体包裹体的重要方法之一。近年来,围绕激光拉曼光谱在流体包裹体中的应用而展开的研究主要集中在半定量-定量测试方面,即在准确定性的基础上,采用高斯-洛仑兹去卷积分峰、低温原位等定量方法获取流体包裹体的成分和含量,从而克服了激光拉曼光谱法应用于溶液中阳离子的定量分析的灵敏度、准确度较低的问题,不仅能获得流体包裹体中一些常温下不具拉曼活性的盐类物质拉曼特征峰信息,还能根据特征峰与浓度、内压之间的线性关系,进一步对盐度和压力等性质进行测定,从而拓展了激光拉曼光谱法在流体包裹体中的应用范围。本文对激光拉曼光谱法应用于分析流体包裹体成分、盐度、同位素和压力所取得的最新进展进行了评述,并认为随着分析测试技术的不断进步,激光拉曼光谱法未来的分析方向也将继续围绕多元复杂体系及其定量方面的研究展开。     

沉积物粒度分析方法的比较

近年来激光粒度分析法在沉积物粒度分析方面的应用得到了进一步扩展。本文利用美国麦克奇公司生产的S3500型激光粒度分析仪开展沉积物粒度分析方法实验,研究表明:S3500型仪器较优的样品用量约为0.2 g;稀释过程会影响样品的粒度分布;样品分取方式会带来不同的随机误差。与薄片图像法和筛析法两种传统粒度分析方法获得的粒度分布参数比较表明:激光法测得的平均粒径较薄片图像法和筛析法偏细;激光法和筛析法的峰度相关性较好。采用Malvern 2000和Micro S3500两种激光粒度分析仪测量结果的比较表明:Malvern 2000测得的平均粒径较Micro S3500测得的平均粒径偏细,但二者的相关性很好(r=0.9574),研究认为这两种粒度仪的测试结果会给岩石粒度定名带来差异。由于各种粒度分析方法存在差异和局限性,在实际工作中粒度分析应尽可能建立在同一测量体系上,以便资料对比。     

滇东北昭通地区寒武系筇竹寺组碎屑锆石年代学和地球化学及其地质意义

锆石是一种高度稳定矿物,一旦形成,将会保留形成时源区的信息。即使再次受到部分熔融或变质作用影响,所携带的源区信息也不易全部丢失,还能再次记录地质变化的信息。因此,碎屑锆石在沉积地层年代学、沉积物源及源区构造属性研究方面发挥着重要作用,其具体实践不仅可以丰富其地质年代学理论,对于重塑盆—山格局及古地理演化也具有重要意义。康滇古陆周缘筇竹寺组已有的研究主要从传统沉积学角度开展了岩相古地理分析,尚未开展碎屑锆石年代学及锆石原位微量元素分析。在古地理研究基础上,笔者等首次开展了康滇古陆东缘滇东北昭通地区筇竹寺组碎屑锆石年代学及锆石微量元素研究。研究表明,筇竹寺组碎屑锆石最新年龄为521 Ma,与中国地层表一致,代表了筇竹寺组底部沉积年龄和中国南方古生代最大海侵时限。筇竹寺组底部黑色泥岩碎屑锆石年龄具有2462~2511 Ma、1700~2061 Ma、550~1200 Ma 3个集中区域,与康滇地区Kenorland古陆、Columbia古陆、Rodinia古陆的聚合、裂解有着密切的关系。筇竹寺组碎屑锆石富集重稀土,一般具正Ce和负Eu异常,Th/U值大多大于0. 4,具岩浆锆石特征。其中,格林威尔造山运动及Rodinia古陆裂解产物为筇竹寺组碎屑锆石主要物源。灯影组是筇竹寺组源区最新层位,但岩性为白云岩不能提供碎屑锆石,其上梅树村组地层则缺失。该组碎屑锆石具有花岗岩、基性岩主要来源,且有钾镁煌斑岩、正长岩物源,并反映出多期S型花岗岩作用的深刻影响。     

关于检出限的定义及分类的探讨

从国际国内标准关于检出限的规定出发,探讨了检出限的定义及缺陷,针对地质实验测试工作特点,将检出限细分为仪器检出限、方法检出限和样品检出限,并提出了具体的确定方法。     

衰减全反射-傅里叶红外光谱法快速测试干酪根样品

生油母质干酪根是石油地质工作研究的重要对象。文章利用衰减全反射(ATR)技术对干酪根样品进行傅里叶变换红外光谱分析,通过与传统压片法谱图进行峰形峰位特征、结构参数比较,表明:①ATR谱具有与压片法吸收谱类似的谱图特征;②与压片法吸收谱相比,ATR谱的吸收强度较弱;③ATR技术和压片法所获得的红外结构参数具有可比性。由于ATR技术具有无需制样、可以减少水分干扰等优点,因此可以作为干酪根样品快速测试的方法应用于干酪根样品的类型鉴别、热演化程度研究和来源对比。     

青藏高原东部金沙江流域盆地陆地风化特征

青藏高原东部金沙江流域是研究高原隆升与陆地风化的理想地区。本文通过对金沙江河流系统的取样,从河流溶质载荷主要离子和悬浮载荷粘土矿物等方面揭示青藏高原东部金沙江流域盆地陆地风化特征。研究表明,金沙江流域盆地陆地岩石风化主要是碳酸盐岩、蒸发盐岩和硅酸盐岩。利用S i、S i/TZ+*、S i/Na*+K和S i/K以及(Na*+K)/TZ+等5个指标结合流域区域岩石分布和土壤特征揭示出流域硅酸盐岩为浅表性初级风化,风化产物主要是富含阳离子的次生粘土矿物。     

微型脉冲充磁仪的研制及应用

介绍了自行研制的一种新型微型脉冲充磁仪，它由高频开关电源电路、高压充电及大电流快速开关电路等部分组成。阐述了仪器的工作原理和结构设计。通过对“1：25万聂拉木县幅磁性地层研究专题”样品的充磁测试表明，利用新研制的微型脉冲充磁仪进行等温剩磁测定，可以客观、准确地判断岩石样品中的磁性矿物成分。     

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.     

碳酸盐岩样品中镍和钪的电感耦合等离子体质谱分析与干扰校正方法

电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)已在碳酸盐岩微量元素测试中得到了广泛应用.然而,采用ICP-MS分析碳酸盐岩中含量较低的Ni(1.6～50.5μg/g)和Sc(0.3～6μg/g)时,信号值会受到高含量CaO(可高达56％)和MgO(可高达21％)的显著干扰,使测试值远高于真实值,从而无法获得准确的待测元素含量....