激光拉曼光谱分析在珠宝鉴定中的应用进展

由于拉曼光谱特征峰的位移、强度、线宽、荧光特征等信息,对珠宝玉石定性分析具有重要的意义。近年来,激光拉曼光谱分析技术因其无损、快速、精准、灵敏度高等优异特征,在国内被广泛应用于珠宝玉石鉴定领域。论文主要对拉曼光谱分析技术在常见的宝石、玉石、有机宝石、古玉等方面鉴定研究工作中的优劣势进行总结概括。

川中蓬莱地区震旦系灯影组流体包裹体特征及成藏期次

为探讨蓬莱地区震旦系灯影组碳酸盐岩流体包裹体特征及成藏过程,将流体包裹体岩相学、组分特征、均一温度与埋藏-热演化史进行综合分析。结果表明:研究区储层流体包裹体主要包括气液两相盐水包裹体和气态烃包裹体,主要赋存在裂缝和溶蚀孔洞中所充填的白云石内以及晚期形成的石英内。通过包裹体均一温度测试,发现与烃包裹体相伴生的盐水包裹体均一温度为80~220℃。赋存在裂缝和孔洞中白云石的包裹体均一温度可以反映第1期充注特征,包裹体均一温度为80~200℃,主要以盐水包裹体为主,推测其充注时间为275~200 Ma;赋存在石英内的包裹体可以反映第2期充注特征,包裹体均一温度为140~220℃,包裹体组分以CH_(4)为主,沥青次之,推测其充注时间为198~138 Ma。最终确定油气成藏主要是在二叠纪-三叠纪末期,达到生油高峰且形成古油藏;侏罗纪-晚白垩世,原油裂解形成古气藏。

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.

湖南锡田钨锡多金属矿床流体包裹体研究

锡田钨锡多金属矿床是南岭钨锡成矿带的重要组成部分。文章主要针对石英脉型钨锡矿和云英岩型钨矿中的石英流体包裹体进行了显微测温和激光拉曼光谱分析，流体包裹体分为4类：富液相两相水溶液包裹体（L型）、富气相两相水溶液包裹体（V型）、Vco2-Lco2-LH2O三相包裹体（C型）和含子晶三相包裹体（S型）。石英脉型钨锡矿均一温度为240～440℃，w（NaCLm）为1．4％～9．5％，云英岩型钨矿均一温度为370～470℃，且富锡石样品均一温度（th：310～420℃，w（NaCleq）为4．3％～9．5％）略高于富黑钨矿样品（th：240～340℃，w（NaCleq）为1．4％～7．7％）。流体包裹体气相成分主要为C02、C地、№。结合流体包裹体显微测温、激光拉曼光谱分析结果和野外矿床地质特征，探讨了成矿流体中N2、CH4的源区、w和Sn的赋存状态以及其成矿机制。W以一系列钨酸、钨酸根离子、碱金属钨酸盐赋存于流体中，Sn主要赋存状态为Sn（＋2价）-Cl络合物。石英脉型钨锡矿因流体上升至花岗岩体或围岩的构造裂隙中，成矿流体与围岩相互反应以及与地壳流体与大气水混合，其小t急剧下降以及流体pH值变化，导致黑钨矿沉淀，成矿流体从还原环境转为氧化环境致使锡石沉淀成矿。云英岩型钨矿有效成矿机制是流体沸腾或不混溶。

三元铝硅酸盐熔体化学组成对熔体结构的影响

采用激光拉曼光谱和富里叶变换红外光谱分析技术研究了CaO-Al_2O_3-SiO_2铝硅酸盐熔体化学组成对熔体结构的影响。指出SiO_2含量的增加,将使熔体网络结构由层链状为主向架层状过渡,Al_2O_3和CaO含量的增加,造成部分Al^(3+)和Ca^(2+)作为网络修饰子起解聚作用。

广西珊瑚钨锡矿床流体包裹体研究

长营岭钨锡石英脉为广西珊瑚钨锡矿区最具工业意义的矿化类型。在详细的岩相学观察的基础上,对代表性含矿石英脉中石英的流体包裹体进行了系统显微测温和激光拉曼光谱分析,结果表明:1石英中的流体包裹体主要为富液体包裹体,少量纯液体包裹体以及极少量的含CO2三相包裹体;2主成矿阶段均一温度主要集中于230~250℃温区,且由矿段中部展示出均一温度呈SW—NE向逐渐降低的变化趋势;3冰点温度为-3.7^-5.1℃,盐度为6%~7%;4流体组分主要为H2O,含少量CO2和CH4等,说明珊瑚矿区成矿流体背景为较封闭的低CO2、低盐度的中温热液体系,成矿流体由矿区中部向NE方向运移。上述研究成果对于进一步研究区内成矿规律具有一定的参考价值。

山东玲珑金矿床成矿流体地球化学特征

玲珑金矿床第一成矿阶段与含金黄铁矿共生的石英中主要发育4种类型的原生流体包裹体：Ⅰ气液两相,Ⅱ含CO2三相,ⅢCO2,Ⅳ单液相包裹体。流体包裹体成分激光拉曼光谱分析及测温结果显示：①Ⅰa型包体,气液比10%15%,均一温度为162.7235.6℃,w（NaCl）（盐度）为4.65%7.59%,气相平均摩尔分数为：H2O 96.48%,CO22.4%;②Ⅰb型包体,气液比30%45%,均一温度266.9349.2℃,w（NaCl）为10.8%13.4%,气相平均摩尔分数为H2O 69.75%,CO224.74%;③Ⅱ型含CO2包体,CO2相所占比例为20%90%,其均一温度为193.5321.6℃,w（NaCl）2.9%5.3%,CO2相中,H2O的摩尔分数为27.72%,CO2为70.6%。包裹体成分分析及测温结果综合研究认为,玲珑金矿成矿过程中存在大气降水热液与地幔来源流体的混合作用,前者与从流体中分离出的富CO2流体混合,以不同比例被捕获形成Ⅱ型包体;而与分异出CO2后的CO2不饱和地幔流体混合,被捕获形成Ⅰb型包体。两种流体混合导致的含矿热液物化条件变化对金的沉淀成矿具有重要意义。

普光气田高密度甲烷包裹类型与油气演化和H2S成因

根据矿物包裹体的显微激光拉曼光谱分析，先后在普光气田储层中发现3种类型的高密度甲烷包裹体。其中第1类产于气藏碳酸盐储层的方解石矿物中高密度甲烷包裹体的拉曼位移在2910-2912cm^-1特征峰的强度很大，同时也含比较明显H2S的特征峰以及微量C02峰，但是不含固体焦沥青峰；第2类为产于碳酸盐储层早期方解石矿物中的高密度甲烷包裹体，在拉曼谱图中除了富含高密度的甲烷特征峰以外，明显含固体焦沥青D峰和G峰，但是基本不含H2S峰；第3类是产于上部碎屑岩储层石英中的高密度甲炕包裹体，在拉曼谱图中存在有焦沥青峰或不含焦沥青峰的高密度甲炕包裹体。但是这类包裹体都基本不含HzS的特征峰。研究结果表明：上述第1类高密度甲烷包裹体捕获于油藏高温极端裂解阶段，储层中既有大量甲烷生成，也伴随有硫酸盐热化学反应（TSR）含H2S的流体，被同期方解石矿物所捕获的信息；第2类为油藏阶段方解石矿物捕获的石油包裹体，经后期高温极端裂解作用形成的高密度甲烷包裹体，由于石油包裹体裂解产物可能保留在未破裂的包裹体封闭体系中，因此拉曼谱图中除了富含高密度甲烷以外，也含原油裂解残余的焦沥青“D”峰，和“G”峰，但是基本不含与储层流体“TSR”作用有关的H2S特征峰；第3类为赋存于上部非碳酸盐地层石英中都不合H2S的高密度甲炕包裹体，反映了气藏上部存在与油裂解气作用成因有关的高密度甲烷流体运聚的重要信息，但不存在与“TSR”作用有关的地质地球化学环境。方解石和石英中高密度甲烷包裹体拉曼光谱中焦沥青“D”和“G”峰的位移和比值，分别与储层空隙中焦沥青的“D”和“G”十分相似，用研究的拉曼反射率方程计算了与镜质组反射率对应的拉曼反射率（RMRo％）分别为3．2-3．6％和2．2-2．6％。其结果反映了高密度甲烷包裹体形成的高温高压条件。

东海西湖凹陷天然气成藏时期的关键证据:气烃包裹体

东海陆架盆地西湖凹陷油气勘探已证实深部的古近系平湖组和花港组天然气资源丰富,但油气成藏机理复杂,其中对气烃包裹体的研究薄弱,缺乏确定天然气成藏时期的关键证据。为了揭示西湖凹陷天然气的成藏时期,通过对西湖凹陷古近系砂岩储层包裹体岩相观察、激光拉曼光谱分析、显微测温等系统实验测试,结合盆地构造演化史、埋藏史、古地温演化史、烃源岩热演化史等分析,开展了该凹陷天然气成藏期次研究。研究结果表明:①该区储层发育高密度单相纯烃包裹体、高密度单相含烃包裹体、常规气液两相纯烃包裹体和常规气液两相含烃包裹体共4种气烃包裹体;②储层包裹体的气体成分主要为CH_(4),部分含有C_(2)H_(6)和CO_(2),其同期盐水包裹体均一温度集中分布于140~150℃;③该区有2期天然气充注和成藏,并且以晚期为主,第一期发生在中新世晚期,成因为原油裂解,储层在高温高压条件下捕获超临界态流体形成单相气烃包裹体,天然气成藏规模较小,第二期发生在上新世—更新世,以CH4为主的烃气自烃源岩中大量排出,向圈闭中大规模充注并成藏,是西湖凹陷天然气的主要成藏时期。结论认为,天然气成藏时期的确定为东海西湖凹陷天然气的深化勘探指明了方向,有助于发现更多新的油气藏。

苏里格气田西区盒8段储层流体包裹体特征与成藏期次

通过单偏光显微镜观察、激光拉曼光谱分析及显微测温,对苏里格气田西区16口井50块盒8段储层流体包裹体样品进行了综合测试分析,总结了流体包裹体的岩相学特征,并依据流体成分将包裹体细分为6种类型。分别测试了不同层位、不同产状内与烃类包裹体伴生的盐水包裹体的均一温度、盐度。结果显示:盒8段储层伴生盐水包裹体的均一温度分布在90~180℃,温度主频段分布在120~170℃;石英次生加大边中的伴生盐水包裹体主峰温度比愈合裂隙及微裂隙中的略低,且不存在明显界限。在包裹体均一温度、盐度分析的基础上,结合研究区埋藏史-热史-生烃史,认为苏里格气田西区盒8段天然气为一期成藏,成藏期可依据伴生盐水包裹体均一温度分布特征划分为初始充注期和主充注期2个阶段。初始充注期伴生盐水包裹体均一温度区间为90~120℃,对应于220~160 Ma的中三叠世末—中侏罗世末,主充注期伴生盐水包裹体均一温度区间为120~170℃,对应于160~100 Ma的晚侏罗世—早白垩世末。

皖南地区二叠系孤峰组页岩中高密度含甲烷包裹体特征及其地质意义

对皖南地区泾县昌桥剖面的二叠系孤峰组硅质页岩裂缝石英脉中流体包裹体进行了显微激光拉曼光谱测试、热力学温度测定及拉曼光谱图谱解析,观测到了高密度甲烷包裹体。利用甲烷包裹体的拉曼散射峰v1位移2910.6~2911.2 cm-1,计算得到甲烷包裹体密度为0.2295~0.2618 g/cm3,具有高密度甲烷包裹体特征。含甲烷组分的气液两相盐水包裹体均一温度分布在216.8~242.3℃。由于气液两相盐水包裹体与甲烷包裹体是共生的,通过状态方程热力学计算高密度甲烷包裹体在共生气液两相盐水包裹体最小温度216.8℃的捕获压力为76~95 MPa。对甲烷流体包裹体密度和捕获压力的计算,揭示了区域内二叠系孤峰组高演化程度的硅质页岩在地史演化过程中存在高压甲烷流体产出的证据,为开展皖南地区二叠系页岩气勘探评价提供了科学依据。

流体包裹体方法在页岩气研究中的应用

自美国页岩气革命以来,中国油气勘探开发对页岩气的研究日渐重视,大量研究对中国陆域页岩气地质资源进行了评价和优选,但对页岩气的生成机理、富集机理、成藏时间和后期破坏等方面的认识仍十分有限。文章通过对比已有对页岩气储层中的流体包裹体的研究,总结流体包裹体在页岩气储层的应用方法、现状与发展趋势。目前对于页岩气储层的包裹体研究,主要使用显微测温方法,对流体包裹体的均一温度、盐度进行研究;结合激光拉曼光谱测试分析包裹体成分,进而模拟恢复其古压力条件,从而反映出页岩气的生成机理、成藏温压条件等。总体而言,中国目前对页岩气生烃机制和保存机制以及储层特殊性的重视程度仍然不够,流体包裹体研究有望成为解决这些问题的利器,需要对其开展更多的工作。

神木北地区二叠系太原组储层流体包裹体特征与成藏期次

鄂尔多斯盆地北部神木地区二叠系分为几期成藏说法不一。本文通过对该区二叠系太原组储层流体包裹体进行岩相学特征观察、激光拉曼光谱特征分析、均一温度测试、盐度计算以及单井埋藏—热演化模拟等研究方法 ,综合判定油气成藏期次。岩相学和均一温度研究结果显示:包裹体组合Ⅰ中与烃类包裹体相伴生的盐水包裹体均一温度主要集中在70~110℃,丰度以盐水包裹体为主,少量CO_(2)包裹体,形状多为椭圆状,冰点温度在-5~-3℃之间,对应的盐度主峰值为7%,对应的油气充注时间为220~135Ma;包裹体组合Ⅱ中的盐水包裹体均一温度主要集中在110~140℃之间,丰度以盐水包裹体为主、CH_(4)包裹体次之,冰点温度在-15~-13℃之间,对应的盐度主峰值为18%,对应的成藏时间为135~100Ma。最终表明油气充注主要分为两个阶段,生烃作用从早侏罗世开始进入早期生烃阶段(J_(1)-J_(3)),随着埋深的逐步增加在早白垩世达到生气最高阶段(K_(1))。

广州出土汉代玻璃制品的无损分析

采用便携式能量色散型X射线荧光光谱仪,对广州出土西汉早期至东汉的46件玻璃单色珠、耳珰等器物的化学成分进行了系统分析,探讨了表面风化对化学成分定量分析的影响。结果表明:这些汉代玻璃可以划分为PbO–BaO–SiO2、PbO–SiO2、K2O–SiO2、Na2O–CaO–SiO2等成分体系,其中,Na2O–CaO–SiO2玻璃是首次在广州东汉墓中得以发现。依据CaO、Al2O3含量,并结合微量元素Rb和Sr的比例,对所占比例最高的钾硅酸盐玻璃进行了亚类划分。另外,对部分样品采用激光Raman光谱进行了分析,检测到了Cu2O和PbSnO3两种化合物着色剂/乳浊剂。结合考古学研究资料,推断这些玻璃器来源于中国、南亚、东南亚、西亚等不同地区。

湖南省博物馆藏玻璃器无损分析检测及产地初步研究

本文利用能量色散型X射线荧光光谱分析技术和激光拉曼光谱分析技术对湖南省博物馆馆藏部分玻璃器等文物进行无损检测分析,对其化学成分进行判定,结合相关玻璃体系研究及文物器形特征信息,推测该批玻璃器中钾硅酸盐玻璃文物为我国自制,基本确定其中的铅钡硅酸盐玻璃文物为我国自制。

四川米易海塔地区混合岩型铀矿流体包裹体特征

混合岩型铀矿是康滇地轴上最有希望取得找矿突破的铀矿类型,海塔地区的铀矿化即是该类型铀矿的典型代表。本文针对区内的长英质脉矿石、富晶质铀矿石英脉矿石和含矿热液石英脉中的石英流体包裹体进行了研究。结果表明,海塔地区混合岩型铀矿的成矿作用可分为2个阶段:早期混合岩化热液成矿阶段为高温、中低盐度流体,流体包裹体均一温度集中在380~540℃,盐度变化范围为16.15%~23.18%NaCl eqv,是区内铀成矿的主要阶段;晚期热液叠加改造成矿阶段为中低温、低盐度流体,流体包裹体均一温度集中在140~220℃,盐度变化范围为5.56%~23.18%NaCleqv,是区内富铀矿的形成阶段。流体包裹体的气相成分测试表明,长英质脉矿石石英包裹体中以CH4、CO2为主,其次为H2O和N2;而富晶质铀矿石英脉及含矿热液石英脉石英包裹体中以H2为主,部分含有CO2、CH4、H2O。氢、氧同位素研究表明,早期混合岩化成矿阶段的成矿流体可能为岩浆水与变质水的混合,而晚期热液叠加改造成矿阶段成矿流体中可能有大气降水的加入。