新技术基于便携式拉曼光谱仪实现石灰岩快速分类

　　2022年5月4日，意大利锡耶纳大学（UniversitdiSiena）宣布，该校研究人员开发出一种新技术，可以基于便携式拉曼光谱仪，依据采样过程中石灰岩颗粒的大小来对岩石进行分类。该技术在石灰生产及相关科学研究等领域具有广阔应用前景。相关研究成果即《基于拉曼光谱探索沉积钙质岩的粒度大小》（ExploringgrainsizingofsedimentarycalcareousrocksusingRamanspectroscopy）发表在近期出版的《欧洲物理学杂志（P辑）》（TheEuropeanPhysicalJournalPlus）。
　　沉积岩的性质及其潜在用途取决于其矿物组成粒度大小，粒度是岩石分类的重要组成部分。石灰岩是一种沉积的钙质岩石，主要由方解石和其他具有可变晶粒尺寸的少数矿物组成。每种类型为特定的工业应用生产不同质量的生石灰。它可以根据其所组成的矿物的粒度进行分类，每种类型都有不同的工业用途范围。研究人员探索了钙质材料的拉曼信号强度及其背景强度随其晶粒尺寸的变化规律。先前的研究表明，拉曼光谱信号和背景的强度将取决于所测试样品的颗粒或颗粒大小。为此，研究人员开始量化这种效应，并利用这些信息来观察是否有可能使用便携式仪器在采石场中就地对岩石进行分类。研究人员对来自意大利各采石场的一组沉积钙质岩样品进行了岩石学分类，然后对其进行了拉曼光谱（785nm）分析，同时还对相应的微球和结晶方解石粉末样品进行了分析，获得了拉曼信号和背景强度对晶粒和颗粒尺寸的可重复性行为，拉曼信号与粒径之间存在明显的相关性，并获得了校准曲线。因此，从前者的测量中获得后者半定量信息的可能性得到了验证。研究人员表示，根据前人的研究，本研究表明拉曼信号及其背景强度包含了所调查钙质岩的平均粒度信息，并首次探索了获得相应定量数据的可能性。这种种能够从拉曼光谱中提取平均粒度定量信息的方法的可用性，对于整个石灰生产链的快速分析非常有用，除了可用于石灰工业领域，该技术还可用于各种科学领域和其他材料生产链。此外，该设备便携且足够小，可以在采石期间使用，并且可以快速获得结果。
　　研究人员表示，团队现在打算改进校准曲线，以进行尺寸评估，从而更精确地进行矿物粒度与拉曼光谱相关性分析。这项技术可以推广到其他工业用途的矿物分析中。
　　转载本文请注明来源及作者：中国科学院兰州文献情报中心《地球科学动态监测快报》2022年第10期，刘文浩编译。