应用显微激光拉曼光谱分析单个流体包裹体同位素

单个流体包裹体同位素是研究特定成岩成矿(藏)阶段古流体成因和来源最有效的方法之一,在矿床、油气、地质流体和大地构造演化动力学等多个领域具有十分重要的用途。但是,目前还没有成熟的分析单个流体包裹体同位素的方法。文中在对目前国内外流体包裹体分析技术总结分析基础上,认为激光拉曼光谱是一项可以分析单个流体包裹体同位素的最有效方法,国外在该领域已经开展了许多创新性的研究工作,并取得了一些重要进展。对激光拉曼光谱分析单个流体包裹体同位素的原理和可行性进行了分析论证,提出通过对已知比值的同位素标准物质拉曼光谱测试和研究,在确定稳定同位素分子的拉曼参数和实验条件等基础上,可以建立起单个流体包裹体稳定同位素激光拉曼测试方法,从而改变目前只能依靠分析群体包裹体同位素来示踪古流体成因和来源的局限性和不确定性。

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。

白云鄂博碳酸岩脉的显微共聚焦激光拉曼光谱分析

白云鄂博矿区发育的脉状稀土碳酸岩,由于其结晶迅速,矿物颗粒细微,其中的微小矿物的鉴定一直是一个难题。应用显微共聚焦激光拉曼光谱仪则能较好地解决这一问题。研究表明,白云鄂博地区存在富稀土白云质岩浆碳酸岩脉,早期阶段形成碱性长石和铁白云石,无稀土矿化;铁白云石常常出溶铁质而自身则形成方解石。霓石和方解石形成略晚,常常与氟碳铈矿等稀土矿物共生,出现强烈的稀土矿化;而无解理的方解石则形成于更晚的岩浆期后热液阶段,发育大量的流体包裹体,并出现强烈的铌、稀土矿化。铌铁矿分布在氟碳铈矿中和赤铁矿边缘,为热液交代作用的产物。早期结晶的矿物如碱性长石、铁白云石稀土矿化弱,岩浆晚期分异出大量的流体相,稀土元素和Sr等进入岩浆热液中,并在热液结晶矿物中富集,甚至在非平衡结晶的石英中产生强烈的稀土矿化。结合岩相学显微观察,显微拉曼探针很好的揭示了这一地质过程。同时为白云鄂博矿床铌、稀土矿化的热液交代成因提供了依据。

减压氩气环境下激光显微光谱分析再现性和灵敏度的研究

以金属合金光谱分析标样为样品 ,采用激光显微发射光谱分析系统在减压氩气环境下 ,实验研究了光谱分析再现性和灵敏度。以原子线作为分析线的RSD减压氩气环境好于常压空气环境 ,以离子线作为分析线的RSD基本相同 ,样品的组成和元素的浓度对分析线的RSD有较大的影响。测定的铝合金样品Cu ,Zn ,Mg浓度曲线斜率是空气环境下的 1 5～ 2倍 ,表明分析灵敏度得到明显改善 ,有利于激光显微光谱分析范围的扩展。

关于激光显微光谱分析中自吸效应的研究

与电孤、火花光谱相比,激光光谱具有明显的自吸、自蚀、光谱线变宽和波长偏移等现象。在这种情况下,激光微等离子体中光谱线的辐射强度与被研究的元素的原子浓度之间将不能确立一种简单的关系。本文比较详细地研究了铝合金中原子共振线的线形与定量分析之间的关系,并对等离子体发光区中原子光谱线的自吸变宽的机理和规律进行了初步探讨。

湿度及摩擦涂布对粘结剂渗入牙本质深度的激光拉曼光谱分析

目的:采用显微激光拉曼光谱仪观测不同湿度及摩擦涂布对粘结剂渗入牙本质深度的研究。方法:选用24颗新鲜第三磨牙,随机均分为6组,去除牙合面釉质,在干燥和再湿润脱矿牙本质上分别进行非摩擦涂布(no rubbing action,NRA)、轻轻摩擦涂布(slight rubbing action,SRA)、加力摩擦涂布(vigorous rubbing action,VRA)各10s,光照10s后粘结Chrisma树脂。平行牙本质小管方向片切厚1mm的试件,并将其置于显微激光拉曼光谱仪中,在界面处,每5μm测量一个点,计算机自动记录拉曼光谱,根据所记录的谱线进行对比、分析。结果:湿润组SRA渗透深度最高,干燥组VRA渗透深度与其相当。结论:显微激光拉曼光谱仪是研究修复粘接界面的有效手段。干燥条件下,粘结剂加力摩擦涂布渗入牙本质的深度与湿润组轻轻、加力摩擦涂布相似。

全国激光显微光谱分析及其在地学中的应用首届学术交流会在南昌市举行

由中国矿物岩石地球化学学会微柬委员会和冶金部分析情报网联合召开的全国激光显微光谱分析及其在地学中的应用首届学术交流会在南昌市隆重召开。这次学术交流会从九月二十二日到九月二十八日，共历时七天。代表121人，交流论文75篇。会议规模之大，参加单位和人员之多，内容之丰富，就激光显微光谱分析专业来说，是空前的。显示出了它在信号分析工作中的地位和作用在逐渐提高。

激光显微拉曼光谱对鳞木化石的分析研究

本文采用激光显微拉曼光谱仪分别对云南省楚雄市苍苓镇出土的古代植物鳞木化石的内部和外部进行了测试。实验结果显示在鳞木化石中除了含有CaCO_3外,还发现疑似纤维素CH弯曲振动峰和支链淀粉CH_2OH基团的振动谱峰。这说明在鳞木化石中有可能会含有原物质支链淀粉和纤维素的大分子遗存。

基于主成分分析和K-means的便利贴显微共聚焦激光拉曼光谱分类

显微共聚焦激光拉曼光谱法与机器学习结合,建立便利贴物证识别分类模型,为基层民警开展侦查工作提供帮助。以36个不同产地、不同生产厂家的便利贴样品为研究对象,利用显微共聚焦激光拉曼光谱法获取便利贴样品拉曼光谱数据,并对拉曼光谱数据进行基线校正、曲线平滑、标准化预处理。利用主成分分析法对36个便利贴样品预处理后的拉曼光谱数据降维,提取了3个特征值大于等于1且累计贡献率85%以上的主成分,3个主成分解释了样品拉曼光谱数据大部分信息。利用K-means无监督聚类算法,指定K值范围,并计算对应聚类系数,确定36个便利贴样品最佳聚类数为6类。利用判别分析验证基于主成分分析和K-means的样品分类模型的适用性和准确性,经验证,样品分类模型原始分类正确率和交叉验证分类正确率分别为100%和97.22%。实验结果表明,显微共聚焦激光拉曼光谱法结合主成分分析和K-means可以实现便利贴分类模型构建,且分类结果可靠。

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。

单个肝癌细胞的拉曼光谱分析研究

本工作利用激光镊子拉曼光谱系统研究了人正常肝细胞株(LO2)和肝癌细胞株(SMMC-7721)的单细胞拉曼光谱,对于每个细胞在不同部位测三个点。实验结果显示:正常细胞和癌细胞的平均拉曼光谱存在显著差异;癌细胞谱线强度整体变弱;正常细胞的1658cm-1处峰和1450cm-1处峰的强度比值为0.63,癌细胞的为0.99;癌细胞的核酸、蛋白质、脂类等重要生物分子在结构或含量上都发生了不同的改变。用PCA主成分对单个细胞的平均拉曼光谱进行分析,结果发现PCA可以正确区分出正常细胞和癌细胞。这些结果表明,激光镊子拉曼光谱是判断正常肝细胞和肝癌细胞的有效方法。

新疆阿斯塔那墓地出土唐代木质彩绘的显微激光拉曼分析

新疆吐鲁番地区气候干燥,大量的有机质文物保存较好。阿斯塔那墓地是晋唐时期高昌城居民的公共墓地,文化内涵较为丰富,其中发现的一件木质彩绘,由九种不同颜色绘成。通过显微激光拉曼对彩绘原料进行了原位无损分析,鉴定出石膏、铅丹、炭黑、赤铁矿和氯铜矿等无机颜料,以及植物染料藤黄和靛蓝;值得指出的是,该彩绘是我国目前已知最早的藤黄染料利用实物。研究结果表明,唐代吐鲁番地区的高昌居民已经娴熟掌握了颜料的制备、调配、使用,从而创作精美的彩绘作品;文物的颜料分析不仅为彩绘文物的保护提供依据,也为古代丝绸之路的颜料贸易、文化交流的研究提供佐证。

桩-粘接剂-根管内壁牙本质界面的拉曼光谱分析

目的本实验采用显微激光拉曼光谱仪观测根管内壁牙本质-粘接剂-桩粘接界面的物质过渡变化,了解不同粘接材料与根管内壁牙本质的结合方式,探讨不同粘接剂对桩固位力影响的原因。方法将钛桩和玻璃纤维桩分别使用磷酸锌黏固剂、玻璃离子黏固剂和树脂粘接材料粘着于离体牙根管内,用显微激光拉曼光谱仪分别测量其光谱,并与粘着前粘接底物和粘接剂的光谱进行对比,探讨粘接前后的光谱变化。结果磷酸锌黏固剂-牙本质和玻璃离子黏固剂-牙本质界面未见改变,而树脂-牙本质及树脂-玻璃纤维桩界面可见明显激光拉曼光谱混合带改变。结论显微激光拉曼光谱仪是研究修复粘接界面的有效手段。不同粘接材料与牙本质结合方式不同,本实验使用的树脂类粘接材料可渗入到根管内壁及玻璃纤维桩材料内。

显微激光拉曼光谱仪的地质应用

显微激光拉曼光谱仪作为一种新型的微区分析仪器,其高精度、方便、快捷、无损的特点,为地学研究中新技术、新方法的应用提供了最先进的手段。通过研究不同物质拉曼光谱的变化特征,可以帮助确定流体包裹体中流体的成分和盐度,同时利用激光诱导荧光还可以获得显微组分的荧光变化特性。因此,激光拉曼光谱分析可以为流体性质、沉积环境及成藏期次研究提供重要依据。

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。

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。

采用激光显微拉曼光谱仪研究山羊绒、羊毛纤维的结构

采用激光显微拉曼光谱技术对山羊绒、羊毛纤维的结构进行了研究 ,表明了该技术能有效、方便地相对定量比较和研究山羊绒、羊毛纤维的二硫键含量、蛋白质分子链的二级结构及聚集态结构等 ,指出山羊绒纤维胱氨酸二硫键含量低于羊毛 ,约为羊毛的 6 0 % ,而其大分子排列规整性高于羊毛 ,有序α

激光显微拉曼光谱仪的设计与标定

与其他分析技术相比,拉曼微区分析技术的特点是可以进行空间分辨的微区无损检测。通过对显微拉曼光谱技术的基础包括拉曼散射和显微技术的研究,完成了对激光拉曼光谱仪和显微镜的设计,其中包括显微镜物镜的选择、光学系统的改造以及外光路系统的设计。为了测试仪器的性能,将仪器检测到的甲苯拉曼光谱图,通过最小二乘法拟合标准谱图,完成了对光谱仪的标定,经过验证,仪器检测到的甲苯拉曼光谱图主峰与甲苯的标准谱图主峰基本相同。

显微激光拉曼光谱鉴别直接染料及其染色纤维

目的研究显微激光拉曼光谱对直接染料及其染色纤维的鉴别。方法使用显微激光拉曼光谱仪分别检验了9种直接蓝染料、6种直接黑染料和6种直接红染料及其染色的棉、苎麻和粘胶纤维。结果当使用显微激光拉曼光谱仪检测直接染料时,514nm激光器的区分能力较强,且光谱基本不受荧光干扰;633nm和785nm激光器的区分能力相似,但较514nm激光器略弱,且光谱更易受到荧光干扰。当使用显微激光拉曼光谱仪检测染色纤维时,若染料本身拉曼光谱信号较强时,其染色纤维的拉曼光谱与染料基本一致;当染料本身拉曼光谱信号较弱且受荧光干扰时,其染色纤维的拉曼光谱受到更大荧光干扰;相同染料染色的不同纤维的拉曼光谱一致。结论显微激光拉曼光谱是无损检验染料及其染色纤维的有效手段,染色纤维的拉曼光谱基本反映的是染料的拉曼信号。

单个活态细胞显微激光拉曼散射光谱处理方法研究

单细胞激光共焦拉曼散射光谱由于受扫描条件、样品自身浓度以及样品分子组成等因素的影响,其谱线信噪比较低、荧光背景有时较明显从而导致谱线质量较差。本文主要针对活态单细胞的拉曼光谱进行谱线预处理技术研究用以提高谱线的信噪比、灵敏度及降低荧光背景干扰。首先是宇宙射线的去除,之后进行谱线的归类,这是提高谱线灵敏度的关键步骤;其次是进行滤波及样品平均提高谱线的信噪比;最后是比较谱线本底降低荧光背景对定量分析的干扰。经过上述系列处理后单细胞拉曼谱线可使一些变化小、但灵敏的谱线表现出来,使其能更好地反映细胞内分子及结构信息等的变化。