油页岩角质结构的特征

最近，石油页岩已经产生了重大兴趣，虽然这是多十年前发现的。几年前，哥伦比亚大学的麦克夫H.麦克尔麦基·麦克尔·麦克尔报道了加热油页岩的石化研究，以产生汽油，煤油等类型的润滑油。麦基介绍的标题是“未来汽油来源”。现在超过三十年后，据报道，科罗拉多州西北部的石油页岩矿床可能含有世界上未开发的能源集中的最高浓度。

至今，石油页岩继续为燃料和其他石化产品的可行来源产生重大兴趣。本技术简介讨论了拉曼光谱对不同的油页岩，特别是黑色页岩的应用，它由化学有机物，Kerogen组成。在这里，拉曼光谱证明是为了表征具有不同运动原的Shales与无机矿物，区分各种角膜原结构，以及在天然发生的无机氧化物的多晶型物的特征。

油页岩的定义

油页岩被称为通过高温化学过程获得的沉积岩石。换句话说，油页岩是多孔岩石，其中切除术被困。了解和改善了从沉积页岩中生产石化产品的化学过程，介绍了Cherogen的潜在化学研究。

黑色页岩由方解石和角质原组成

图1。黑页岩的拉曼光谱。拉曼带在1354和1603厘米处^-1可归因于Kerogen。

图2。黑色页岩的拉曼光谱相对于Kerogen具有相当多的碳酸钙而不是图1中观察到的碳酸钙。

Kerogen和无定形碳

Kerogen主要由碳组成，因此其光谱与碳的谱类似。上图显示了由方解石和角膜原组成的黑页岩的典型拉曼光谱。1603厘米的尖锐窄带^-1被称为“g频段”，其中g表示石墨。宽带以1354厘米为中心^-1被指定为“D频段”，其中d代表紊乱。为此，没有一种特殊的Kerogen，如在不同形式的无定形碳的情况下。

实际上，科学家克莱门和方在各种来源的群体和煤炭的广泛研究，他们的结果发表了与绿河和Bakken Kerogens的G和D带的频段分离，带宽和相对综合的强度与vitriinite反射测量有关，这主要用于有机变质的量度。本研究突出了建立基因原和拉曼光谱特性之间建立联系的努力。在拉曼光谱的帮助下，研究人员将固态结构的变化与成熟程度或发生在有机材料的自然状态下发生的程度或脱塔衰弱程度和置换程度的变化。

油页岩由Kerogen组成，被困在沉积岩中。该岩石主要包括方解石和硅酸盐。在图2的拉曼光谱中，方解石的存在更可见，其中基因元带以及156,282,714和1088cm的更较强的带^-1看到了。较小的乐队揭示了方解石的存在。In this case, we assume that there is more calcite and relatively less kerogen in the focal volume of the laser beam when compared to the sample from figure 1. As a result, the calcite contributes more Raman scattering to the spectrum, while kerogen’s signal-to-noise ratio scattering is relatively less. Theoretically, one can utilize the relative intensities of the kerogen and calcite bands as a substitute for the relative amount of kerogen to calcite from sample to sample or within a sample for different locations. Figure 3 displays Raman spectra achieved from black shale at different locations.

图3。来自黑色页岩不同区域的拉曼光谱，表明碳酸钙相对的不同量。

这些光谱显示了可以在黑页岩中观看的方解石致基因拉曼强度的不一致。一种可以利用相对拉曼强度来通过产生已知量的方解石和角蛋白的参考样品来对黑页岩进行定量分析。

结论

图4。黑色页岩拉曼光谱由基因酮和锐钛矿形式的TiO组成₂

虽然技术上，人们可以定量地确定基因原和方解石的相对量，但是一种精确的测定将要求Cherogen参考的固态结构和化学键合必须与所检查样品的固态结构相关。因此，Kerogen Spectra的准确定性分析是试图利用拉曼光谱进行油页岩定量分析的先决条件。此外，除了方解石，油页岩岩还含有Kerogen和锐钛矿形式的二氧化钛，如图4所示。

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