流体包裹体

第25卷　第4期岩　矿　测　试Vol.25,No.4

2006年12月ROCKANDMINERALANALYSISDecember,2006

文章编号:02545357(2006)04035505

红外显微镜在地质学的应用与前景

李　芳

1,2

,吕新彪,刘艳荣

13

(1.中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,湖北武汉　430074;

2.中国地质大学研究生院,湖北武汉　430074;

3.中国地质大学资源学院,湖北武汉　430074)

　　摘要:在参阅大量文献的基础上,论述了国内外红外显微镜在地质学应用的现状和前景,介绍了红外显微镜设备及工作原理和样品制备方法,矿物的内部特征、,尚存在的问题和解决方法。

关键词:红外显微镜;;;微古生物中图分类号:..:A

AppliandProspectofInfraredMicroscopyinGeology

LIFang

1,2

,LüXin2biao,LIUYan2rong

1

3

(1.StateKeyLaboratoryofGeologicalProcessesandMineralResources,

ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan　430074,China;

2.SchooloftheGraduate,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan　430074,China;3.SchooloftheResources,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan　430074,China)

Abstract:Basedontheliteratures,thepresentdevelopmentandtheprospectsoftheinfraredmicroscopicappli2cationingeologywerereviewed.Theinfraredmicroscopicequipments,theiroperatingprinciplesandsamplepreparationmethodswereintroduced.Theapplicationsandrecentdevelopmentswereemphasized,especiallyinresearchesontheinternalcharacteristicsofopaqueminerals,fluidinclusionsandmicrofossils.Andtheexistingproblemsandtheirsolvingapproacheswerealsodiscussed.

Keywords:infraredmicroscopy;geology;opaquemineral;internalcharacteristics;fluidinclusion;microfossil

　　红外技术早在上世纪初就已经应用到矿物学

[1]

研究领域。1928年,Lecomte首次用红外射线研究辉钼矿和辉锑矿的近红外光学特征,并对其进行一系列矿物学结构研究。之后不少地质学家将红外光谱技术应用于矿物学的成分分析和结构研究中。显微红外技术发展比较晚,主要包括两个方面:一是显微红外光谱技术;另一个是显微红外光学成像技术。1983年Bio2Rad/Dieilab公司推出第一台傅立叶变换红外显微光谱仪(FTIR),可以对显微中远红外光谱进行测定,主要用于微量有机物质的成分分析,目前此项技术已广泛应用于化学分

[2]

析和化工产品检测。1984年,Campbell等自行组装了第一台红外光学显微镜,以近红外光作光源,实现了对不透明矿物内部结构和流体包裹体的

收稿日期:2006201214;修订日期:2006203224

基金项目:中国地质大学(武汉)留学回国人员资金资助项目(CUGLX0305)作者简介:李芳(1981),女,山东威海人,硕士研究生,矿物、岩石、矿床学专业。E2mail:lfang811117@http://。

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[3]

红外光学成像研究。1987年,Campbell等还将

这项技术结合显微测温分析,应用于不透明矿物流体包裹体热力学特征研究。随后进行了一系列不

透明-半透明矿物流体包裹体测定,包括黑钨[4-6][7][6,8]矿、硫砷铜矿、辉锑矿、赤铁矿和黑锰[9][6-7,10-12]矿等,其中研究最多的是黄铁矿。在此

[7]

期间,Mancano等首次测定了黄铁矿流体包裹

[6]

体的冰熔点温度;Lüders等首次测定黄铁矿流体包裹体均一温度等。近几年,日本、澳大利亚和法国等国的地质学家也相继应用红外显微镜对不透明-半透明矿物的流体包裹体及其对成矿的意义作了一些研究工作,取得了一些进展。

在国内,由于技术和设备方面的原因,一直没有

[13]

开展这方面的研究。1991年,许国建指出红外显,,可以达到国外同类显微镜的精度和分辨率水平。

前人的研究成果表明,红外显微镜在地质学研究方面的贡献已突出,也将成为地质学进一步深入研究的有利技术手段。

半透明-不透明矿物的红外透射成像研究,揭示半透明-不透明矿物的光学性质和内部结构,为矿物学研究领域开辟一种新的研究手段。但由于人类眼睛对红外光无法直接感应,必须借助于红外电子感应和影像生成技术,直到上世纪80年代中期后,才制造出用于观测研究类型的红外光学显微镜。这标志着真正实现了对半透明-不透明矿物内部结构和流体包裹体的研究。

图1　几种半导体矿物能级差值[14]

Fig.1　Bandgapenergiesforsomesemiconductingminerals

[14]

1　红外显微镜工作原理及研究设备

1.1　工作原理

图中3表示红外显微镜(λ≤1.9μm)下透明。

人类眼睛能够感应的可见光波长范围为350

～750nm,对应量子能量范围为1.65～3.5eV。矿物在肉眼下之所以分为透明矿物、半透明矿物和不透明矿物,这是由矿物电子跃迁所需能量(能级差)和可见光能量大小所决定的。当矿物电子跃迁能级差高于可见光的能量时,可见光不被吸收而透射出来,矿物则显现透明;而当矿物电子跃迁能级差低于或等于可见光的能量时,可见光被吸收从而使矿物不透明。石英、方解石、浅色闪锌矿等典型的透明矿物的能级差>3.5eV,可见光不被吸收而直接透过矿物,从而使其晶莹剔透。大多数硫化物矿物在可见光表现出红色或黄色,表明它们吸收了可见光中短波蓝光和绿光,透射出红光和黄光,如赤铁矿和辰砂等;但绝大多数金属矿物能 …… 此处隐藏：7596字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……