近代矿物学第二十讲——激光喇曼光谱在矿物学研究中的应用

<正> 喇曼效应是在1928年由印度物理学家 C.V.Ra-man 发现的一种光的散射现象。在这之后一个月,苏联物理学家和在利用汞灯作光源辐射到石英晶体上时,也观察到了这一现象。实际上这是对矿物的喇曼谱进行的第一次测量。在此后的几十年中,喇曼光谱在分子结构化学研究上发挥了十分重要的作用。但直到五十年代末,除了少数矿物,如石英、绿柱石等外,大多数矿物都还没有喇曼光谱数据。这是因为:第一,能满足喇曼光谱测量要求的大颗粒矿物晶     

应用显微喇曼光谱分析和鉴定薄片中的矿物

<正> 引言利用喇曼光谱鉴定矿物和进行矿物结构分析的前景,人们早就认识到了。随着近年来显微喇曼方法的发展,喇曼显微探针开始成为研究矿物学和岩石学的一种重要工具。喇曼光谱可以提供关于位置对称、短程和长程成键以及晶格振动性质等详细的结构信息。大样品的喇曼光谱已成为研究在各种温度和压力下淬火的硅酸盐玻璃结构的主要分析方     

激光喇曼光谱实验室建成

<正> 喇曼光谱与红外光谱一样,是属于研究分子振动和转动的手段,同时利用这两种手段进行矿物学研究能相互补充信息,获得更好的效果。 红外光谱的应用已较为广泛,但喇曼光谱在国内应用得还不多,尤其是对矿物学的研究更为薄弱。喇曼光谱测试制样方便,无论是固体样品或液体样品;透明的样品或不透明的样     

单个流体包裹体的傅里叶变换红外和喇曼显微光谱法分析

本文介绍了利用红外(IR)和喇曼显微光谱法分析半个流体包裹体的水和各种挥发性化合物的一些情况,讨论了这两种振动显微光谱法在物理原理、仪器设计、样品制备的技术要求、所获得的光谱信息和所达到的空间分辨率等方面的差别。对这两种分析方法提出的研究课题包括最小流体包裹体的大小、检测限、光谱的定量化和水的测定。喇曼显微光谱法的主要局限性是:(1)在聚焦激光束的照射下,样品有可能出现激光诱导加热和荧光,这种加热和荧光通常会对含烃流体包裹体的喇曼分析产生干扰;(2)不能对多相流体包裹体作总组分定量分析。IR法的潜在优点可以解决这两个问题。可是,由于采样几何形状和衍射的限制,IR显微光谱法对最小流体包裹体的大小(测量要求包裹体的横切面至少～200μm~2)、主矿物的种类和样品的制备,都有非常严格的要求。此外,包裹体的大小和/或密度过大,也不能对其进行分析,因为流体把IR辐射全吸收了。总之,可以得出结论,IR分析不是解决包裹体喇曼分析所遇到问题的灵丹妙药。用喇曼技术能够做到:(1)与IR显微技术相比,可鉴定和定量分析的包裹体的大小要小得多(≤3μm),即使是含水流体包裹体也行;(2)检测象H_2、O_2和N_2这样的同核化合物,它们都是非IR活性的物质;(3)快速鉴定矿物包裹体。     

硅酸盐液体和玻璃的振动谱学研究

本文描述了振动光谱在硅酸盐液体及玻璃研究中的应用，提供了K2Si2O5和K2Si4O9的最新喇曼光谱资料，讨论了相对于熔体松弛时标的振动光谱时标。基于粘度及热容的实验测定，硅酸盐体系通常被描述为“液体”或“玻璃”。它们的特征测定的时标要比振动光谱实验长得多。由于硅酸盐架状结构在一般实验室温度范围内具较长的结构松弛时间，硅酸盐“玻璃”和“熔体”对振动光谱实验总是表现出相同的无松弛响应。这是“玻璃”与“熔体”光谱十分类似的原因之一。振动光谱很容易用来研究过冷硅酸盐熔体在高于玻璃转变温度Tg的条件下在实验室时标内由于结构松弛而发生的结构变化。对于这种研究，振动光谱是其它光谱方法，包括核磁共振方法在内的一种补充。我们的有关钾二硅酸盐（K－disilicate）和钾四硅酸盐（K－tetrasilicate）玻璃及熔体的喇曼光谱新结果显示出在Tg之上由于结构松弛所发生的效应。K2Si2O5的光谱表明：Q2硅酸盐种属的浓度随温度的升高而增高。我们确定K2Si2O5中2Q3＝Q2＋Q4种属形成的焓变化约为20kjmol－1，这与以前对Na2Si2O5近似的熔体所得到的值相近．对K2Si4O9玻璃，喇曼光谱显示出不同类型结构松弛的证据。在高于Tg时，随着温度的升高，590cm－1附近的强度增大，这可以解释为熔体中三元硅氧     

用C-O-H-N体系中的高密度挥发物校正激光喇曼显微探针

已有三种在C-O-H-N体系中产生高密度挥发物标样的方法,供激光喇曼显微探针(LRM)校正之用,这三种方法是:合成流体包裹体法、密封熔融石英管法和高压腔法。欲定量解释混合挥发性流体包裹体的喇曼光谱,需要知道每种化学形式对压力和组分敏感的喇曼散射效率或定量因子,因此,必须对已知组分和压力的挥发物混合物的这些参数进行校正。 合成流体包裹体有两个优点:一是包裹体能方便地用于辅助的显微热台法(MT)研究,二是其大小和光学性质类似于天然样品。缺点是不易生成无H_2O的挥发性混合物,生成的包襄体组分也不稳定,不易得到包裹体的准确组分和密度,且实验步骤复杂。 密封熔融石英管法的主要优点是简便,缺点是难以预测复杂挥发性组分的准确成分,仅能估计密度,不能进行辅助的MT法研究。 高压腔法的优点是能产生特定已知组分的挥发性混合物,对压力容易改变和监测。缺点是不能进行辅助的MT测定,装置庞大。在这三种校正LRM的方法中,高压腔法对控制样品的组分和总压力最为方便可靠 我们用高压腔法得到的初步数据有:(1)等摩尔CH_4-N_2混合物中CH_4和N_2的喇曼定量因子之比值;(2)在压力达69MPa时混合物中CH_4和纯CH_4的v_1谱峰位置。这些数据已成功地用于德卢斯(Duluch)杂岩的天然包裹体,从而获得了它们的组分和总压?     

半定量傅里叶变换红外显微分析的限度:钾石盐中合成烃类流体包裹体的证据

红外显微光谱测定法是一种用于单个荧光性烃类包裹体直接分析的重要方法。为了对这种方法进行标定,在大气压力和低于100℃的条件下在钾石盐晶体中合成了烷烃和苯包裹体。研究表明,合成的纯烷烃包裹体的红外光谱与同样组成的标准物的光谱不同。正烷烃和环已烷包裹体的光谱表现出明显的变形,以宽而平且具波状结构为其特征。这种光谱变形出现在C-H伸缩振动和弯曲振动红外谱段内,并影响到CH_2/CH_3峰的面积比值测量。而苯包裹体的C-H伸缩振动谱则不产生光谱变形。喇曼光谱表明,在捕获期间组成未曾变化。当烷烃在溶剂中被稀释时,所观察到的包裹体红外光谱变形现象消失。在纯烷烃标准中未观察到这种稀释效应。 用下式可估计烷基链的碳原子数X,该值位于纯正烷烃标准的值与合成包裹体的值之间: (面积[∑CH_2]/面积[∑CH_3]+0.1)/0.27相似文献   

1980年粘土矿物概况

<正> 由于近来在粘土矿物学方面几乎没有取得什么进展,因此这篇评论文章将要从比1980年更早的一些时候开始。 对土壤和沉积粘土矿物的晶体结构、表面结构、矿物成分和化学成分的深入细致的研究继续在发展。人们已采用了比较精密的物理和化学方法,如扫描电子显微镜,高分辨电子显微镜,穆斯鲍尔效应,红外光谱,X射线光电子能谱以及中子衍射和散射分析。     

国外武器装备激光隐身评价方法研究

世界军事发达国家在激光隐身技术的测试和评价手段中,大多数是利用三维激光雷达成像原理,对自然条件下大型复杂目标的激光散射特性进行了研究。根据激光散射特性的研究结果,对激光隐身效果、性能进行了有效评估。预测了激光隐身测试与评价技术的发展趋势。     

空气中粉尘粒子的侧向散射效应研究

目的从米散射的基本理论出发。对有关的粉尘粒径的米散射效应进行研究。方法所用的方法主要通过对米散射理论的深入学习、研究,运用Matlab编程软件对0~5μm之间的微粒进行散射光强和散射相函数的计算,得到不同粒径的散射光强、散射相函数,然后利用COMS相机对激光拍摄得到其散射图像,利用散射图像的灰度值与0~5μm之间加权平均的粒子散射相函数值作对比,比较程序实现的可行性。结果得到了0~5μm之间微粒的散射光强以及相应的散射相函数以及激光灰度图像在72°到108°的灰度值。结论通过图像灰度值与散射向函数的曲线对比,证明了程序的可行性。     

二、螯合铁法催化气脱硫磺的小型试验

各种工业气体湿式氧化法脱硫发展很快,是目前气体脱硫的主要方向。其中的螯合铁法近年来越来越受到普遍的重视,国外近年来对螯合铁法脱硫作了大量的研究和报导。由于此工艺与其它的气体脱硫并回收到磺的工艺相比有许多优点。有人予言,此法必将在气体脱     

水质纯净度的激光分析

一、原理当一束N_2激光入射到纯净的液态水中,在320nm～600nm的光谱区内,将出现瑞利散射线和水的拉曼散射线。瑞利散射线的频率和入射光的频率相同。水分子的拉曼散射线的频率ω_R,对应入射频率ω_1有一个位移△_ω=ω_1—ω_R,位移值△_ω和水分子内部能级有关:     

CaCl_2-NaCl-H_2O体系中缺液相的含水流体包裹体和相平衡(摘要)

<正> 本文报道了布什维尔德杂岩石英中的一种新的含水流体包裹体类型的喇曼光谱和显微测温数据。这些与CaCl_2-NaCl-H_2O体系近似的包裹体具有特殊的意义,因为它们具有以下的特性:(1)这些包裹体在室温条件下不含有液相,但在高温下均一成含水液体;(2)在反应点温度+29℃发生初熔,而不是象与这个体系     

利用U-1000型激光喇曼探针测定流体包裹体气体成分的研究

本文报道了利用激光喇曼探针分析流体包裹体中H_2S、CO_2,CH_4气体的初步结果,讨论了包裹体内压与气体谱峰位置、定量分析气体成分等基本问题。结果表明,这种方法能够在不打开包裹体的情况下分析半个包裹体(>10μm)的气体成分,其检测限为1—2mol％,定量分析的误差小于5％。     

近代矿物学第七讲——矿物红外光谱研究

<正> 早在1800年,威廉·侯舍勒就通过实验发现了红外线,但直到第二次世界大战期间,由于军事需要,红外光谱技术才迅速地发展起来。本世纪40年代末,商品红外分光光度计的出现,使红外光谱法获得了长足的进展,成为有机化合物定性剖折和结构研究的必不可少的手段。 至于矿物红外光谱,早在本世纪初就有人研究,但发展较慢,主要原因是受到实验条件和理论解的限制。1952年,KBr压片技术的提出和1955年宽范围的光栅仪器的制成,才为矿物红外光谱的发展扫清了实验上的障碍。此时,美国以及西德、英国、法国等西     

激光显微光谱及其在地质上的应用

一、概述 自一九六○年制成红宝石激光器以后,激光技术于一九六二年首次在地质上得到应用。它作为一种崭新的光谱分析光源——激光光源,引起人们的重视。十多年来,人们卓有成效地利用了激光的单色性、方向性和能量密度高的特点,把激光束聚焦到样品上,使其蒸发气化,用摄谱仪或光电记录等方法,进行激光光谱(国外叫激光微探针)微区分析。欧美等国在最近几年先后生产了激光微区分析商品仪器;     

多光谱表征酸碱电位滴定对天然伊利石表面结构与性质的影响

应用多光谱技术研究酸碱电位滴定对不同地碱天然伊利石表面性质的影响，特征衍射线的强度变化与XRD标准模式的匹配结果表明，酸碱滴定过程的产物为表面硅铝铬合物，在显微喇曼光谱中，酸量滴定导致Si-O键和Al-O键的谱峰强度显著削弱，而在碱量反滴定之后又有所恢复，在^27A核磁共振光谱中，四配位铝与六配位铝共振信号的强度比酸量滴定前后发生明显变化，而样品比表面积的变化却不大，这些现象说明伊利石层状晶体结构中相对稳定的基础层面同活性较高的边缘侧面一校对 表面反应活性产生影响，固体基质酸解释放的硅酸，水合铝形态与伊利石表面位相互作用生成新的表面硅铝络合物。     

基于生物光学模型的巢湖后向散射概率估算

后向散射概率是水面光谱的重要影响因素.利用2009年6月巢湖实测数据,基于生物光学模型在近红外波段的简化原理,通过2个近红外波段构建巢湖后向散射概率估算模型.结果表明,巢湖后向散射概率最大值为0.059,最小值为0.001 4,均值为0.023 6,巢湖西部后向散射概率总体上大于东部,并且西部的空间差异性要大干东部.此...     

复式橄榄岩捕虏体中的CO_2-CO流体包裹体:对上地幔氧逸度的意义

<正> 本文所研究的流体包裹体体,产于美国内华达州月坑火山区的复式捕虏体中。该捕虏体是一个被中长石-闪石岩脉切割的含闪石的异剥橄榄岩体。采用显微测温术和显微激光喇曼光谱法对该捕虏体这两个组成部分中单个流体包裹体的组成进行了测定。主岩(即异剥橄榄岩)中的流体成分几乎为纯CO_2(>99摩尔％),而岩脉中的流体其CO_2中则含8.5—12摩尔     

矿物学中的非线性光学

<正> 矿物的光学效应,例如折射、反射、吸收等,是矿物学中传统的研究对象。所有这些效应都出现在弱光场里。但光量子发生器(激光器)的创立。揭示了一种只有在用激光产生的足够强大的光场里才能观察到的新型光效应。