[发明专利]一种基于激光拉曼测定白云石有序度的方法有效

专利信息
申请号: 201310745432.0 申请日: 2013-12-31
公开(公告)号: CN103698312A 公开(公告)日: 2014-04-02
发明(设计)人: 刘嘉庆;李忠 申请(专利权)人: 中国科学院地质与地球物理研究所
主分类号: G01N21/65 分类号: G01N21/65;G01N1/32
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 100029 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 激光 测定 白云石 有序 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及石油地质勘探开发技术领域,具体涉及利用激光拉曼技术测定白云石有序度的方法。

背景技术:

白云石CaMg(CO3)2晶体属三方晶系,理想的白云石晶体结构中Ca2+离子和Mg2+离子数目完全相同,Ca和Mg的mol浓度各占50%,阳离子占位是完全有序的,大半径的Ca2+占据A位,较小半径的Mg2+占据B位。有序度的概念主要来描述白云石中Ca离子和Mg离子的排列情况,探讨在不同的成岩作用下和不同的白云化模式中白云石在分子结构上发生的变化。白云石有序度的主要控制因素如下:①结晶程度,自形程度好、晶体相对较大(如细-中晶)的白云石有序度好于泥晶或微晶白云石;②CaCO3摩尔分数有关,CaCO3摩尔分数越低,白云石越接近理想组成,白云石有序度越好;③白云石化程度有关,白云石化越彻底,白云石的有序度越高;④结晶温度最为重要,相对较高温度条件下形成的白云石有序度好于相对低温条件下形成的白云石。因此从白云石化的机理而论,与渗透回流、蒸发泵等准同生白云石化有关的白云石有序度较差,而与埋藏白云石化作用有关的白云石有序度较好,与大气水/海水的混合水白云石化作用有关的白云石的有序度可能在这二者之间。因此,在白云岩成因机理、流体演化等地质问题研究中,白云石有序度是比较通用的研究方法。

激光拉曼光谱是一种非破坏性测定物质分子成分的微观分析技术,是基于激光光子与物质分子发生非弹性碰撞后,改变原有入射频率的一种分子散射光谱。近年来,随着拉曼光谱技术的发展,其不仅直接反映了分子结构信息,其半宽值也反映了地质样品中结晶度和有序度的变化而被广泛关注。

目前获取白云石有序度的常规方法是利用X-射线衍射法,但X-射线衍射测试方法得到的是全岩混样的数据,由于在实际地质样品中白云石有序度非均质性强且常常在镜下微观尺度白云石晶粒的变化范围较大,因此往往会影响样品精细的评价。

发明内容:

本发明的目的是提供一种有效的、具有可操作性的基于激光拉曼技术获得白云石有序度的方法,提高了白云岩成因机理、地质流体演化分析的有效性,同时也解决了传统的白云石有序度无法原位微区测定的难题。

为了实现上述目的,本发明提供了一种基于激光拉曼测定白云石有序度的方法,包括以下步骤:

步骤1:样品准备,对岩石样品进行制片,磨制两面抛光薄片,厚度为0.1~0.3mm,获取常规白云石薄片,不加盖玻片;

步骤2:对激光拉曼光谱仪进行标样校正;

步骤3:进行显微镜下白云石观察分析,定位要分析的样品点位置;

步骤4:实验条件设定及拉曼光谱测试分析,激光拉曼测定条件为:显微激光拉曼光谱仪型号为法国Horiba Jobin-YvonLabramAramis,纵向分辨率为2tm,横向分辨率为1tm,采用固体激光器473nrn/30~50mW,光栅1800线,共焦针孔大小200~400μm,狭缝为100μm,曝光时间为1s,循环次数8次,扫描波数范围100~2000cm-1,每个样品点测试时间约为120s,测试过程中实验条件保持恒定,且测试点需避开包裹体;

步骤5:数据处理,通过NGSLabSpec谱图分析软件对拉曼谱峰进行峰位拟合,得到拉曼谱峰精确的半宽值(w)。具体步骤如下:首先通过Peaks标出主要峰位(依次为175em-1、299em-1、724em-1、1097em-1、1441cm-1、1756cm-1左右),选用GaussLoren拟合公式,依次通过Search-Approx-Fit操作实现峰位拟合,然后打开拟合后的窗口得到p(峰位)、a(峰高)、w(峰半宽)和g(峰面积)四个参数值;

步骤6:在上述步骤4、步骤5分析的基础上得到白云石拉曼谱峰的半宽值,通过对比半宽值的大小,获得白云石有序度的变化。

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