流体包裹体.doc

流体包裹体激光拉曼光谱分析原理、方法、存在的问题及未来研究方向激光拉曼光谱技术应用于流体包裹体已有30 多年的历史, 由于该技术可以实现对单个包裹体非破坏性分析, 并可定量获取包裹体中成分含量, 因而受到广大流体包裹体研究者的青睐。尽管国内外已有大量关于流体包裹体激光拉曼光谱分析的研究文章和数据报道, 但目前仍有一些研究者和分析测试人员对数据的准确性和可靠性不够了解, 甚至在发表文章报道时出现错误的解释。笔者等根据多年的实验分析和研究经历, 介绍了激光拉曼光谱技术分析的基本原理和方法, 并提出几个有关流体包裹体激光拉曼光谱分析的关键问题与广大同行探讨, 同时指出了该技术今后的研究和发展方向。 1 流体包裹体激光拉曼光谱分析技术研究历史回顾 Rosasco 等(1975) 最早发表了天然流体包裹体的拉曼分析结果, 接下来是 Rosasco 和 Roedder(1979) 及 Dhamelincour t等(1979) 人的报道,随后 Ben y等(1982) 和 Toura y等(1985) 分别发表了关于流体系统和拉曼光谱分析方法更全面的研究成果。这些报道不仅指出了这种新方法在流体包裹体分析的可能性, 也为用有效截面积进行流体包裹体定量分析指明了道路。 Schr ¨ otter 和 Kl¨ ocner(1979) 的文章对流体组成的截面积进行了讨论, 尽管地球科学的拉曼分析工作者经历了10 多年才完全理解它的内容, 但这篇文章却是显微拉曼光谱技术发展历程上的一个重大突破(Dubessy 等,1999) 。最初将拉曼光谱仪应用于流体包裹体是 Pasteris 等(1986) 以及 Burke 和 Lustenhouwer(1987) 。 Wopenka 和 Pasteris(1986,1987) 、 Seitz 等(1987), 特别是 Pasteris 等(1988) 系统地讨论了仪器的局限性和最优分析条件。在流体包裹体显微拉曼光谱定量分析技术尝试初期最具有纪念意义的工作是 Kerkhof(1988) 关于 CO2 — CH4 —N2 体系的研究, 同时也包括 Dubessy 等(1989) 的评述, 这篇评述包括讨论和对 C—O—H—N—S 流体分析的必要校正。在国内, 黄伟林等(1990) 、徐培苍等(1996) 较早报道利用 U21000 型激光拉曼光谱仪进行了流体包裹体分析, 并对定量分析方法进行了较详细的讨论。近年来国内一些学者也曾对流体包裹体拉曼光谱分析技术研究进展作过一些评述( 陈晋阳等,2002; 陈勇等,2007) , 此外还有大量流体包裹体拉曼光谱分析的数据报道。 2 拉曼光谱分析基本原理 192 3年, l 等人在理论上预言: 光通过介质时, 由于它们之间的相互作用, 可以观测到光频率发生变化, 相位也发生无规律的变化。而 1928 年, 印度物理学家 和 l4 液体的散射光中发现了频率变化, 这就是最早发现的拉曼现象。为纪念印度物理学家 Raman, 这种现象就称为 Raman 散射。当一束频率为υ0 的单色光照射到物质( 固体、气体、液体) 上时, 一部分被透射, 一部分被反射, 还有一部分向四周散射。在散射光中, 除了与入射光频率υ0