PHƯƠNG PHÁP PHỔ RAMAN TRONG NGHIÊN cứu BAO THỂ đá QUÝ

PHƯƠNG PHÁP PHỔ RAMAN TRONG
PHƯƠNG PHÁP PHỔ RAMAN TRONG
NGHIÊN CỨU BAO THỂ ĐÁ QUÝ
NGHIÊN CỨU BAO THỂ ĐÁ QUÝ
NỘI DUNG:
NỘI DUNG:
1.
1.
BAO THỂ VÀ CÁC THÔNG TIN CHỨA ĐỰNG
BAO THỂ VÀ CÁC THÔNG TIN CHỨA ĐỰNG
TRONG CHÚNG
TRONG CHÚNG
2.
2.
PHƯƠNG PHÁP PHỔ RAMAN
PHƯƠNG PHÁP PHỔ RAMAN
3.
3.
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
BAO THỂ VÀ CÁC THÔNG TIN CHỨA ĐỰNG
BAO THỂ VÀ CÁC THÔNG TIN CHỨA ĐỰNG
TRONG CHÚNG
TRONG CHÚNG
•
Vật thể lạ hoặc các cấu
Vật thể lạ hoặc các cấu
trúc bất thường bị kẹt
trúc bất thường bị kẹt
ở trong đá quý (bao
ở trong đá quý (bao

thể được tạo ra trước,
thể được tạo ra trước,
đồng thời hoặc sau
đồng thời hoặc sau
quá trình mọc tinh thể
quá trình mọc tinh thể
đá quý)
đá quý)




Bao thể là bằng chứng cho quá trình tự
Bao thể là bằng chứng cho quá trình tự
nhiên tạo nên đá quý, là chìa khóa để
nhiên tạo nên đá quý, là chìa khóa để
khám phá về quá khứ, về điều kiện nơi
khám phá về quá khứ, về điều kiện nơi
chúng được tạo thành
chúng được tạo thành
Phương pháp phổ Raman
Phương pháp phổ Raman


•
Tán xạ Raman(I≈10
Tán xạ Raman(I≈10
-6
-6
I

I
0
0
)
)
•
Năng lượng dao động của tinh
Năng lượng dao động của tinh
thể khoảng 0-5000cm
thể khoảng 0-5000cm
-1
-1


•
Phổ raman ghi sự dịch chuyển
Phổ raman ghi sự dịch chuyển
tần số ánh sáng tán xạ so với
tần số ánh sáng tán xạ so với
ánh sáng kích thích do sự trao
ánh sáng kích thích do sự trao
đổi năng lượng giữa ánh sáng
đổi năng lượng giữa ánh sáng
tới và mode dao động tinh thể
tới và mode dao động tinh thể
•


Độ dịch tần số trong phổ Raman chính là tần số của các
Độ dịch tần số trong phổ Raman chính là tần số của các

mode dao động tinh thể
mode dao động tinh thể




Phổ Raman dùng để khảo sát
Phổ Raman dùng để khảo sát
phổ dao động của tinh thể hay phân tử
phổ dao động của tinh thể hay phân tử
Raman Stockes
Rayleigh
Anti-Stockes
Raman
N=1
N=0
Phương pháp phổ Raman
Phương pháp phổ Raman
•
Thiết bị đo phổ Raman
Thiết bị đo phổ Raman
•
Phổ kế Raman của chúng tôi: Jobin-Yvon T64000
Phổ kế Raman của chúng tôi: Jobin-Yvon T64000
•
Laser: 514nm (xanh)
Laser: 514nm (xanh)
Phương pháp phổ Raman
Phương pháp phổ Raman
•

Phổ Raman là phương pháp hiệu quả để xác định thành
Phổ Raman là phương pháp hiệu quả để xác định thành
phần khoáng vật khi nó nằm trong khoáng vật trong suốt
phần khoáng vật khi nó nằm trong khoáng vật trong suốt
khác (bao thể) do khả năng
khác (bao thể) do khả năng
hội tụ chùm Laser vào một điểm
hội tụ chùm Laser vào một điểm
bên trong
bên trong
mà không cần phá hủy mẫu
mà không cần phá hủy mẫu
•
Thông qua phổ Raman có thể nhận biết
Thông qua phổ Raman có thể nhận biết
thành phần bao thể
thành phần bao thể


thông qua các đỉnh đặc trưng của từng hợp chất khác nhau.
thông qua các đỉnh đặc trưng của từng hợp chất khác nhau.
•


Khi áp suất tăng lên, đỉnh Raman
Khi áp suất tăng lên, đỉnh Raman
của chất khí dịch về phía số sóng
của chất khí dịch về phía số sóng
thấp. Điều này là căn cứ để xác
thấp. Điều này là căn cứ để xác

định
định
áp suất trong bao thể
áp suất trong bao thể
có chứa
có chứa
hệ thống khí CO2, H2O, CO, N2,
hệ thống khí CO2, H2O, CO, N2,
CH4, C2H6, C3H8 …
CH4, C2H6, C3H8 …
ʋ1
ʋ2
CO2
D=1,21g/cm
3
D=0,7g/cm
3
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
Bề mặt của Quartz
tương đối đồng đều
Có thể quan sát thấy các bao thể bằng mắt
thường: hình dạng, màu sắc, sự phát quang
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
Quartz
Quartz
được cắt và mài nhẵn bề mặt
được cắt và mài nhẵn bề mặt
sao cho bao thể nằm sâu khoảng

sao cho bao thể nằm sâu khoảng
50
50
μ
μ
m tới 200
m tới 200
μ
μ
m để chùm Laser có
m để chùm Laser có
thể hội tụ trên bao thể dễ dàng
thể hội tụ trên bao thể dễ dàng
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
Mẫu BD120
Phổ Raman tại vị trí không có bao thể (a) có các
đỉnh đặc trưng phù hợp với tinh thể Quartz
Phổ Raman tại vị trí bao thể C có các đỉnh
đặc trưng của Dolonmite CaMg(CO3)2
và hai đỉnh của graphite
(a)
(c)
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
Bao thể f cho các
đỉnh phổ phù hợp với
Dolomite và Graphite (1580cm
-1
).

Trên phổ (c) đỉnh Graphire mở
rộng hơn và xuất hiện thêm 1 đỉnh
tại 1350cm
-1
cho thấy sự mất
trật tự hơn của Graphite
tại vị trí c
Mẫu BD120
(f)
500 1000 1500 2000
0
5000
10000
15000
Q
Q


intensity
Raman shift (cm-1)
Q
M545
M666
(e)Magnetite
(a)Quartz
Bao thể e chỉ xuất
hiện 2 đỉnh yếu được
xem là của Magnetite
Fe3O4 tại 545 cm
-1

và
666 cm
-1
.
(e)
Kết luận:
Kết luận:
Mẫu Quartz BD120 chứa các bao
Mẫu Quartz BD120 chứa các bao
thể
thể
(c)
(c)
Dolomite CaMg(CO3)2;
Dolomite CaMg(CO3)2;


(e)
(e)
Magnetite Fe3O4;
Magnetite Fe3O4;


(f)
(f)
Dolomite và Graphite C tinh thể;
Dolomite và Graphite C tinh thể;


(b+d)

(b+d)
Graphite C mất trật tự.
Graphite C mất trật tự.
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
Mẫu BT102
(a)
(e)
(c)
(b)
(d)
Vị trí (e)
ứng với tinh thể
Quartz. Bao thể (a) chứa
Pyrite. Bao thể (b+d)
chứa Dolomite và
Magnetite
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
Mẫu BT102
(c)
Bao thể (c) cho phổ Raman tương
ứng với
Muscovite KAl3SiO10(OH)2
Muscovite KAl3SiO10(OH)2
(Mica tráng)
(Mica tráng)
Kết luận:

Kết luận:
Mẫu Quartz BT102 chứa các bao
Mẫu Quartz BT102 chứa các bao
thể
thể
(a)
(a)
Pyrite FeS2;
Pyrite FeS2;


(b+d)
(b+d)
Magnetite Fe3O4 và Dolomite
Magnetite Fe3O4 và Dolomite
CaMg(CO3)2
CaMg(CO3)2


(c)
(c)
Muscovite KAl3SiO10(OH)2
Muscovite KAl3SiO10(OH)2
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
Mẫu H320
(a) (b) (d)
Mẫu H320 cho thấy sự có

mặt của TiO2 pha Rutile
trong hầu hết các vị trí
bao thể. Ngoài ra còn
thấy Calcite và Phlogopite
xuất hiện ở hai vị trí (b)
và (a)
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
Mẫu BT137
(a)
(b)
(c)
•
Vị trí a cho phổ tương ứng với quartz.
•
Vị trí b cho phổ tương ứng với bao thể
Dolomite và Calcite. Ở đây chúng tôi
thấy có sự dịch của các đỉnh phổ so với
vị trí đỉnh của Dolomite và Calcite. Điều
này có thể do tỉ phần Ca/Mg thay đổi
trong từng bao thể khác nhau
Ca: 153, 280, 712,
1086 cm
-1
Dolomite: 177, 301,
728, 1100 cm
-1
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
Mẫu LL3

Vị trí (a) ứng
với phổ raman của
tinh thể quartz. Bao thể
(d) chứa Calcite và một
số đỉnh lạ tại 305, 350, 551,
612 cm
-1
mà chúng tôi
chưa xác định được
nguồn gốc
(d) (e)
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
BAO THỂ CỦA THẠCH ANH TỰ NHIÊN
Mẫu V911
Mẫu K151
Với mẫu V911
và K151 chỉ phát hiện thấy
bao thể chứa Graphite. Mức độ
trật tự của Graphite khác
nhau ở các vị trí
So sánh phổ Raman của dolomite trong các
bao thể khác nhau.
Sự dịch của đỉnh A
g
`
4A
g
4E
g
(RA) 5E

u
5A
u
(IR) 1E
u
1A
u
(AC)
mode frequency shift vs P shift vs T
E
g
178 2.1 -0.024
E
g
300 4.6 -0.039
E
g
723 1.8 -0.010
A
g
1097 3.1 -0.008
E
g
1440 - -0.017
- 1752 - -0.011
frequencies are in cm
-1
, shifts vs P are in cm
-1
.GPa

-1
, shifts vs T are in cm
-1
.K
-1
CẢM
ƠN
SỰ
THEO
DÕI
CỦA
CÁC
THẦY
CÔ
VÀ
CÁC
BẠN!