拉曼光谱参数在不同成熟度煤显微组分分析中的应用

激光拉曼光谱在显微组分分析中已显示出良好的应用前景。对不同成熟度(R_(o)为0.49%~1.88%)煤样中的不同显微组分(镜质体、半丝质体、粗粒体)进行拉曼光谱分析后发现,不同显微组分的拉曼光谱参数存在明显差异,这在煤显微组分分析中有以下应用:(1)利用拉曼光谱参数组合可区分煤样中的显微组分,该研究中可区分的参数组合达21种,它们均可作为区分此类显微组分的参考标准;(2)可区分煤样中显微组分的参数组合中最关键的参数是峰位移W_(D1),使用时需考虑热演化程度影响,这可能对下古生界处于高—过成熟阶段且光学性质逐渐趋同的显微组分差异研究提供帮助。因此拉曼光谱参数可作为显微组分分析的一种有效方法。

应用显微激光拉曼光谱测定CO_2气体碳同位素值δ^(13)C的定量方法研究

单个流体包裹体同位素在研究岩矿古流体成因、矿床、油气和大地构造演化动力学等多个领域具有十分重要的意义,激光拉曼光谱是一项可以分析单个流体包裹体同位素的有效方法。本文提出应用显微激光拉曼光谱法来计算CO_2气体碳同位素值δ^(13)C。利用自行设计的装置将^(12)CO_2和^(13)CO_2按比例分别与N2混合,对混合气体样品进行显微激光拉曼测试分析后确定^(12)CO_2和^(13)CO_2的拉曼参数,这为用激光拉曼分析碳同位素值δ^(13)C奠定了理论基础。通过对不同比例的^(12)CO_2/^(13)CO_2人工合成CO_2包裹体样品和胜利油田CO_2天然气藏样品进行激光拉曼光谱分析,发现CO_2气体碳同位素摩尔分数比N_(13)/N_(12)与拉曼参数之间存在数学关系式,由此建立了根据碳同位素计算公式δ^(13)C=[(C_(13)/C_(12))_(样品)/(C_(13)/C_(12))_(标准)-1]×1 000‰,用激光拉曼分析获得的CO_2气体有关激光拉曼参数来计算δ^(13)C值的方法。按照该方法,应用显微激光拉曼光谱对胜利油田CO_2天然气藏样品分析计算其δ^(13)C值为-5.318‰,与用质谱仪分析测出的δ^(13)C值(-5.6‰)比较,其相对误差较小(≈5%),可以初步建立起应用显微激光拉曼光谱测定CO_2气体碳同位素值δ^(13)C的定量方法。

常见酸根离子浓度的激光拉曼光谱定量分析

探讨利用激光拉曼光谱法对微量包裹体溶液中常见酸根离子成分(氯离子、硫酸根和乙酸根)进行定量测量。依据酸溶液某些拉曼光谱参数(如拉曼强度、半高宽和谱峰面积等)与对应振动的分子或离子团数量有密切的定量关系,估算酸溶液中离子或分子的浓度。结果表明,硫酸和乙酸溶液的拉曼光谱特征峰参数与浓度呈良好的线性关系;电解质水溶液拉曼峰的形变参数WA1/WA2、WH1/WH2可用于估算氯离子浓度。运用多元统计学的方法,拟合出盐酸、硫酸和乙酸溶液的浓度与各拉曼参数的回归方程。

固体有机质拉曼光谱参数计算样品热演化程度的方法与地质应用

固体有机质的拉曼峰的形态和位移充分揭示了芳香碳环结构中原子和分子的振动信息与样品热演化程度的关系.根据煤热演化系列中拉曼光谱中D峰和G峰的间距(G-D)和峰高比(Dh/Gh)参数与标准煤样镜质组反射率(vRo%)之间的对应关系,分别建立了与镜质组反射率等效的两个拉曼参数计算反射率(RmcRo%)的数学公式:其中以拉曼位移的峰间距参数计算样品热演化程度的方程为RmcRo%=0.0537d(G-D)-11.21,主要适用于成熟至高成熟阶段的碳化固体有机质样品;以拉曼峰高比参数计算样品热演化的方程为RmcRo%=1.1659h(Dh/Gh)+2.7588,主要适用于过成熟至粒状石墨化以前的碳化固体有机质样品.初步应用结果表明固体有机质的拉曼光谱分析参数计算的反射率"RmcRo%",可以作为表征样品热演化程度的分子级指标,在地质学中有广泛应用前景.

闽西南地区煤成石墨的控制因素与成矿区带划分

石墨为国家战略性矿产资源,煤成石墨是由煤层变质而成的一种隐晶质石墨。闽西南地区位于环太平洋构造-岩浆活动带,具有良好的煤成石墨成矿地质条件。通过对闽西南地区不同演化程度的煤-煤成石墨微观结构特征的研究,认为煤向石墨演化中芳香碳层间距的逐渐减小和结构缺陷逐渐消亡的两个过程并非呈线性变化,由此以碳层间距d002和拉曼参数R2将其划分为煤成石墨(Ⅰ类)、煤成半石墨(Ⅱ1和Ⅱ2类)、石墨化无烟煤(Ⅲ类)和高变质无烟煤(Ⅳ类)4种类型,并提出了划分煤成石墨类型的模板。煤成石墨的形成和分布受到岩浆-构造活动的制约,由燕山期大规模的岩浆侵入活动为煤的石墨化提供热能,政和—大埔断裂带和永安—晋江断裂带成为煤成石墨的主要控矿断裂,一系列推覆、滑覆等断裂和褶皱构造与岩浆热作用构成了封闭式、半开放-半封闭式和开放式的成矿构造-热环境条件,由此造就了闽西南地区煤成石墨成矿和分布的差异性。依据不同类型煤成石墨的分布,结合煤成石墨成矿的控制因素,划分出了闽西南地区大田—漳平(I1)和永安—安溪(I2)两条煤成石墨成矿区带,其中包括可坑—乌坑成矿亚区(Ⅱ1)、永安—大田成矿亚区(Ⅱ2)、长凹成矿亚区(Ⅱ3)、安溪成矿亚区(Ⅱ4)4个煤成石墨成矿亚区。

页岩中固体沥青拉曼光谱参数作为成熟度指标的意义

中国南方下古生界页岩成熟度很高、缺乏镜质组、固体沥青反射率变化大,成熟度的精确评价一直没有得到完善解决。通过对取自扬子地区古生界页岩样品中固体沥青（BRO=0.43%～5.51%）激光拉曼光谱特征的研究,发现固体沥青的激光拉曼光谱参数：峰位参数（WD与WG）、峰位差（RBS）、半高宽（FWHM-D与FWHM-G）及峰强度比（ID/IG）与沥青反射率均体现出一定的相关性,但相关程度差别明显,而且还明显受到成熟度水平的制约。对这些参数与沥青反射率进行了直线回归,筛选出了相关性比较好的指标是RBS（BRO值范围为1.5%～3.5%）与ID/IG（BRO〉3.5%）,两者相关系数高达0.95以上。研究认为,在建立标准方法的基础上,固体沥青激光拉曼光谱的这2个参数对早古生代及前寒武纪地层成熟度评价具有实际应用价值。

福建煤系石墨资源状况和开发前景

福建省煤系石墨赋存于中二叠统童子岩组,是无烟煤受高温高压作用进一步变质而成,属隐晶质石墨。通过调查发现,福建省煤系石墨矿井、勘查区处于未开采或停采状态,开采矿区也多以煤炭开采的形式生产销售,造成资源浪费。为合理开发利用煤系石墨资源,采用d(002)(碳层间距)–R2(拉曼参数)模板鉴别煤系石墨并确定煤系石墨等级,结合区域构造的控制作用,划分了大田–漳平与永安–安溪石墨成矿区。在此基础上,综合实测数据和历年勘查资料分析,预测出永安长垇、永安下盖竹–甫弼–塘下洋、大田琼口–小溪洋–永安老鹰山、漳平可坑–乌石隔、漳平乌坑–华安福田5块煤系石墨资源远景区,其预测资源量8196万t,展现了良好的开发前景。针对目前煤系石墨资源开发利用现状,提出"规范煤系石墨资源开采秩序、建立煤与煤系石墨鉴别指标并设立明确的煤矿与石墨矿权规范、优化石墨资源开发利用体系等"系列建议,以实现福建石墨产业结构协调化、技术高度化、产品系列化和价值链完整化。

高-过成熟海相页岩中矿物-有机质复合体(MOA)的显微激光拉曼光谱特征作为成熟度指标的意义

煤和沉积岩中有机质的显微激光拉曼光谱参数越来越多地应用于成熟度评价.虽然针对纯固体有机质(如镜质组、固体沥青)及分离提取的干酪根作了大量的研究,但缺乏直接基于页岩全岩样品的矿物-有机质复合体(MOA)的系统报道.文章通过对取自中国南方不同有机质含量(TOC=0.10~4.59%)与不同成熟度(BRo=1.71~4.57%)的两套海相页岩样品中MOA激光拉曼光谱的研究,发现该项技术对MOA中赋在的有机质非常敏感,当页岩TOC含量达到0.60%,并可获得完美的有机质的拉曼图谱,与其共生固体沥青的拉曼参数高度吻合,同样可指示页岩的成熟度水平.MOA的拉曼参数是评价高-过成熟页岩成熟度水平的潜在方法,其最大优点是规避了对页岩中显微组分的鉴定与筛选,特别适用于那些缺乏可用于反射率或拉曼测定显微组分的下古生界及前寒武系海相页岩的成熟度评价.