[发明专利]微区原位显微荧光光谱测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种显微荧光光谱仪，具体说是一种微区原位显微荧光光谱测量装置，可用于测量包裹体薄片、矿物薄片及其他固体薄片材料的微区在紫外光激发下的荧光光谱。

背景技术

许多薄片材料在紫外光激发下会发出荧光，依据其荧光光谱可对材料进行分析。材料的微区荧光光谱尤为重要，它反映了材料的局域特性。例如地质流体包裹体记录了原始的成矿流体的性质，而矿物薄片中的小颗粒的微裂隙中常有油气显示等。包裹体的性质及微裂隙中油气的性质可通过它们的荧光光谱加以分析。所谓流体包裹体是指矿物结晶生长时，原先存在于储层中的微型流体被成岩作用胶结物所捕获而包裹在矿物晶格的缺陷或窝穴内的物质，发育于储层岩石中的自生矿物包裹体及赋予其中的微量的束缚状态的流体物质.流体包裹体记录了烃类流体和孔隙水的性质、组分、物化条件及地球动力条件.由于包裹体形成之后没有外来物质的加入和自身物质的流出，因而可作为原始成矿物质来研究，具有可靠的原生性。在一定地区水平和垂直方向上有规律地取样，对储集岩成岩矿物中流体包裹体进行类型、特征、丰度、组分等对比研究以及均一温度的测定，可以大致了解盆地深部流体的运移方向、运移通道体系及水动力状况的模拟研究，确定烃类运移的时间、深度和运移相态、方向和通道，为石油勘探指明方向。

除了油气包裹体外，一些晶体材料中也含有包裹体，生物体也含有包裹体。以下以油气包裹体为例进行说明。

油气包裹体是流体包裹体的一种，其成分中包含有机质，如甲烷、沥青、高分子碳氢化合物等。其中的芳香烃在紫外光的激发下会发出荧光，这是油气包裹体和盐水包裹体的区别之一，人们常用油气包裹体的这一特点在荧光显微镜下区别油气包裹体和盐水包裹体，并依据油气包裹体的荧光的颜色判断其成熟度。然而通常的荧光显微镜采用的是连续发光光源，其光谱范围很宽，尽管显微镜的荧光光路中采用了带通滤色片和荧光滤块，但得到的激发光具有一定的带宽，而不是光谱范围很窄的单色光；此外，单个包裹体的大小普遍集中在5—25μm，显微镜的折射式显微物镜聚焦的焦斑大于25μm，因此显微镜的焦斑实际上覆盖了多个包裹体，致使现有技术测量的包裹体的显微荧光光谱实际上是宽带单色光激发下的多个包裹体的荧光光谱。以上两个因素导致了不同成分的两个油气包裹体的光谱相似而难以通过荧光光谱区分它们。为了区分这样的包裹体，需要用窄带单色光去激发，且焦斑的面积与单个包裹体接近，即单色光只激发单个包裹体，这样不同成分的油气包裹体的光谱不同而能够区分它们。

已有的测量单个油气包裹体的显微荧光装置采用了深紫外正置荧光显微镜，由于深紫外显微镜非常昂贵，一台奥林巴斯紫外荧光显微镜18万美元，而一台徕卡深紫外荧光显微镜30万欧元，这样高的价格导致了整个装置的造价太高，因此大大限制了它的普及使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种微区原位显微荧光光谱测量装置，它不仅能测量群体包裹体的荧光光谱，还能测量单个流体包裹的荧光光谱，以弥补现有技术的不足。

本发明是在已有的带有数据处理的计算机的荧光分光光度计和倒置荧光显微镜的基础上，即在带有数据处理的计算机与光纤基座的荧光分光光度计和包括显微物镜、载物台在内的倒置荧光显微镜的基础上，专门在倒置荧光显微镜上设有一个高精度调节架，高精度调节架与一Y形光缆的一端(即激发光纤与发射光纤合二为一的一端)连接，Y形光缆的另两端分别与荧光分光光度计上的光纤基座的激发光纤端口和发射光纤端口连接，激发光纤与发射光纤在与高精度调节架相连联的一端合二为一，中间一根的激发光纤前端是一微透镜组，其周边围绕多根发射光纤，激发光纤用于导出荧光分光光度计中的单色光，此单色光经微透镜组变成平行光并聚焦到包裹体薄片上，用以激发单一油气包裹体发出荧光，荧光经发射光纤传输到荧光分光光度计进行光谱测量。

本发明的技术方案：包括带有数据处理的计算机11与含有光纤基座10的荧光分光光度计9和包括显微物镜2、载物台3在内的倒置荧光显微镜1，其特征是它还包括在上述倒置荧光显微镜1上设有的高精度调节架4，并且高精度调节架4与一根Y形光缆6的一端的光纤微透镜组合体5相连，光缆6的另外的两端B端与C端分别接入荧光分光光度计9的光纤基座10的激发光纤端口B和发射光纤端口C，光缆6的激发光纤7的A端前方设一与其共轴的微透镜组12，而且上述的光纤微透镜组合体5与荧光倒置显微镜1的显微物镜2共轴。此微透镜组12是两端均为凸透镜(E与F)的石英柱，在技术上保证激发光纤的A端面与凸透镜E的焦平面重合，发射光纤8围绕微透镜组12成环形排列。