拉曼光譜在地質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用廣泛。多年來，拉曼光譜儀和拉曼顯微鏡在科研和采礦領(lǐng)域的應(yīng)用都已很成熟。我們將在后文探討采礦專家和科研工作者在地質(zhì)學(xué)中實(shí)現(xiàn)的典型拉曼應(yīng)用。
拉曼顯微鏡能夠快速地鑒定巖石組成，并提供有價值的結(jié)果。與其他技術(shù)相比，拉曼的優(yōu)勢在于它無需進(jìn)行樣品制備或?qū)ｉT輔助設(shè)備就可以對固體、液體和氣體進(jìn)行無損檢測。此外，它還可以穿透透明物質(zhì)聚焦在樣品內(nèi)部、還適用于含水組分和納米復(fù)合材料的測量。
簡而言之，地質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域目前還沒有和拉曼光譜技術(shù)類似的多功能檢測技術(shù)。
礦物鑒定
精準(zhǔn)鑒定地質(zhì)樣品中的礦物相是拉曼在地質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域最常見的應(yīng)用之一。地質(zhì)學(xué)家可借助拉曼光譜解釋礦物和巖石的形成過程。通過拉曼分析獲得的信息在評估巖石的經(jīng)濟(jì)潛力和揭示地質(zhì)事件發(fā)生順序方面很有價值。
下面我將用一個未經(jīng)拋光的鐵礦石樣品闡釋這一點(diǎn)。我們使用布魯克SENTERRA II拉曼顯微鏡對該樣品進(jìn)行了分析。我們對樣品進(jìn)行了快速拉曼譜圖采集。通過將測量的光譜與光譜數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較，可以立即鑒定出樣本中存在的礦物質(zhì)。SENTERRA II是進(jìn)行這類樣品分析的絕佳選擇，因?yàn)樗邆涓叨茸詣踊?，快速，簡便拉曼成像特點(diǎn)。
南非鐵礦樣品的拉曼成像圖
從圖中可以看出，該樣品由赤鐵礦（紅色）、磁鐵礦（綠色）和少量針鐵礦（藍(lán)色）組成。這些信息對采礦地質(zhì)學(xué)家來說價值重大，因?yàn)橛蛇@些礦物組成的鐵礦石品質(zhì)特別高。此外，礦物之間的相互關(guān)聯(lián)方式?jīng)Q定了開采后巖石的加工方式。
上述分析提供的信息對科研人員和采礦地質(zhì)學(xué)家同樣有重要價值。例如，針鐵礦的存在表明樣品經(jīng)歷了風(fēng)化過程。這反過來也提醒地質(zhì)科學(xué)家謹(jǐn)慎地解釋樣本。而造成這個現(xiàn)象的原因是因?yàn)轱L(fēng)化會導(dǎo)致關(guān)鍵特征礦物缺失，從而加大了準(zhǔn)確識別和解釋原始巖石成分的難度。
結(jié)論
地質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域的拉曼應(yīng)用在快速識別巖石和分析巖石成分方面具有明顯的優(yōu)勢。憑借無損檢測和適用多種類型樣品檢測的能力，拉曼成為地質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域很有價值的工具。拉曼光譜儀和拉曼顯微鏡在地質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域還有其他一些應(yīng)用，比如：
粘土礦物分析
碳質(zhì)材料研究
珠寶中礦石和礦物鑒定
礦物中流體包裹體分析
礦物顏料分析
如果您對地質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域更多的拉曼應(yīng)用感興趣，敬請期待我們下一篇關(guān)于地質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域FTIR顯微鏡應(yīng)用的文章。
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