使用拉曼光谱法的地质材亚博网站下载料分析

天然岩石非常复杂，包含一个或多个矿物质的骨料。由其结晶结构和化学成分定义，每个矿物有时都会包含流体夹杂物。为了获得有关岩石形成历史的深入信息，需要一种强大的表征技术。拉曼光谱学是一种可用于地质研究的技术，因为它具有高空间分辨率和非破坏性特性。

Specificities of Raman Spectroscopy

拉曼效应的一个重要方面是，它对化学结构的少量差异也非常敏感。即使没有使用拉曼光谱观察到所有振动，也可以获取足够的数据以区分不同的结构相或与相同矿物类别（例如碳酸盐或硅酸盐）相关的各组。

Ahigh spectral resolution is sometimes required to resolve peaks that are spaced closely. This is the case when particular temperature and pressure conditions are applied to a mineral using, for instance, a diamond anvil cell (DAC) to simulate what can happen deep in the earth.

Multiple laser excitations provided by specific systems can effectively offset the potential fluorescence of geological samples.拉曼光谱法provides data with high spatial resolution of < 1μm when coupled to confocal microscopy. Moreover, on-site analysis can be performed using mobile systems and remote sampling accessories

硅酸盐：一类重要的岩石

硅酸盐矿物质，也称为硅酸盐，是一类重要的岩石，形成了地壳和地幔。硅酸盐是一种基本上由硅和氧四面体组成的化合物，以及其他元素，例如钾，镁，铝（铝硅酸盐），钙，铁等。班级。图1显示了融合四面体的一些不同排列。

Figure 1.不同的四面体排列

火成岩类型的最常见的矿物质是橄榄石。该矿物的拉曼光谱揭示了300至650厘米的高弯曲模式^-1and stretching modes between 800 and 1000cm^-1。

Figure 2.Raman spectrum of olivine

该术语含硅酸盐称为链硅酸盐，它们分为两组，例如闪石和辉石。与翡翠类似，Inosilicates的拉曼光谱呈现为650和700厘米的高拉曼乐队^-1。Pyroxenes include single chains of SiO₄小组，而闪石由四面体的双链组成。

Zeolites and feldspars are part of the tectosilicates groups. Zeolites are rarely pure because of their porous properties and occur in different types of frameworks. Feldspars can include three end-membered elements, such as calcium (anorthite), sodium (albite) and potassium (orthoclase).

碳酸盐矿物质

碳酸盐类似于硅酸盐，并在地球表面大量发生。它们通过碳酸盐离子CO的存在而区分₃。取决于二价阳离子（CA²⁺, Fe²⁺, etc) coordinated to the carbonate ion, the拉曼光谱该碳酸盐略有不同。

Figure 3.a- Raman imaging of different types of carbonates crystals using the Duo-San option and their associated spectra b- High spectral resolution map of two dolomite crystals based on the small spectral shift existing between the two crystals spectra.

使用宏观映射模式下的Duoscan选项对包含不同类型的碳酸盐的测试样品进行了成像。检查了低频区域，很容易检测到六个不同的物种。它们的相关光谱和分布如图3A所示。

在仅包含两个白云石晶体的小区域上执行了标准点模式下的另一个地图。具有高光谱分辨率的Labram HR有助于检测两种碳酸盐之间存在的小频移，绿色的痕迹具有Fe的痕迹，如图3B所示。碳酸盐和硅酸盐都包括各种物种，每个物种都有特征性的拉曼带。这表明拉曼光谱是快速鉴定这些矿物的合适方法。

共同性

矿物质通常由固体或液体组成，这些矿物可以提供有关矿化过程中存在的条件的信息。气体或液体气泡被称为流体夹杂物。ARaman system combined to a confocal microscopeis needed to achieve high spatial resolution and also to study inclusions located under the surface sans destruction.

图4。在流体包含的不同区域获得的拉曼光谱

由于它们在矿物质中的大小和位置，通常很难分析流体夹杂物。但是，拉曼光谱学使确定被困流体的组成变得容易。实际上，也可以成像流体夹杂物，并在校正的客观方面获得更高的信号。

结论

拉曼光谱法is a suitable technique for analyzing geological materials. Information on different types of chemicals can be achieved without any sample preparation or extraction process. Moreover, Raman imaging is also effective for analyzing heterogeneous samples delivered by different fields of application of Earth Science.

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