一种基于激光拉曼对斜长石类型进行判别的方法

本发明属于矿物分析，具体涉及一种基于激光拉曼对斜长石类型进行判别的方法。

背景技术：

1、长石是岩石中最常见、分布范围最广的矿物之一，广泛分布在基型——酸性岩石中，即使是在石英难以存在的基性岩石中也能够稳定存在。长石拥有两个类质同象系列：钾—钙系列和钠—钙系列，随着产出条件的不同会出现较大的成分变化并由此被分为数个亚类(如钠—奥—中—拉—培—钙长石)，不同的地质条件中往往会晶出不同类型的斜长石，不同长石之间以及同一长石中出现的元素差异使其成为地学研究人员对岩浆过程进行反演的有利媒介。

2、在该过程中所涉及到的斜长石类型的判定，部分业内人士常用的方法是la-icp-ms或者是epma，但是la-icp-ms会对样品造成不可逆转的破坏；而电子探针对样品制样的要求较高，且需要在进行实验之前镀一层碳或者金此类的导电材料于待测样品表面提高其导电性，使实验流程更加繁琐且增加额外的处理费用。因此，需要一种更高效简便的方法对斜长石类型进行判别的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，根据斜长石拉曼谱线中va、vb、vc峰特异性强，且对于an含量变化峰强比值和拉曼位移呈现线性变化的特点提出了一种基于激光拉曼对斜长石类型进行判别的方法，避免了使用la-icp-ms所导致的样品损伤以及使用epma所需要进行的样品前处理和后期复杂的计算，满足了业内人士无损、快速判别斜长石类型的需求。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于激光拉曼对斜长石类型进行判别的方法，包括以下步骤：

3、s1、对岩石样品进行制光片或者制靶处理，并排除蚀变和风化样品，选择表面光洁无蚀变的斜长石作为待测对象；

4、s2、校正仪器并设置参数对待测斜长石进行拉曼光谱扫描；具体包括以下子步骤：

5、s21、对仪器的激光光路、信号光路进行校准，随后用硅片作为标样对峰位进行校正，选择532nm激光对硅片进行采谱，通过去背底、标峰位得到光谱的峰位，然后将硅片峰位调到标准的520.7cm-1；

6、s22、设置入射激光波长、物镜倍数、采谱时间、累计次数和采谱范围，然后进行拉曼光谱扫描，得到的拉曼谱线包括510cm-1强度最高的va峰，480cm-1的vb峰，560cm-1的vc峰；

7、s3、对获取的拉曼数据进行降噪处理，并采用voigt函数进行拟合，获得特征峰va、vb、vc的峰强和拉曼位移参数；

8、s4、根据处理后数据分别计算出vc峰的拉曼位移与va、vb峰拉曼位移平均数的差值δω，以及vc峰与va峰强度比值δi，再作出δω和δi的散点图，通过δω、δi值的变化对斜长石牌号进行判别。

9、所述步骤s3中，对拉曼数据的降噪采用基于emd的小波降噪法：对原始信号x(t)进行分解，得到n个特征模态分量imfi(t)和一个残余分量r(t)：

10、

11、通过计算imfi(t)的归一化自相关函数值，判断出临界分量imfk，藉此得到噪声主导分量imf1，imf2，…，imfk-1和信号主导分量imfk，imfk+1，…，imfn；对噪声主导分量进行小波模极大值重构滤波得到imf'1，imf'2，…，imf'k-1，再对信号主导分量imfk，imfk+1，…，imfn进行小波软阈值滤波得到imf'k，imf'k+1，…，imf'n；最后重构得到去噪后的信号x(t)′：

12、

13、所述步骤s3中，对原始拉曼数据的拟合采用voigt函数的近似表示：

14、

15、式中，v为波数，α为峰高，ω为峰位，γ为峰的半高宽，θ为lorentzian-gaussian系数；

16、将式(2)降噪处理后的结果通过式(3)进行拟合，得到va、vb、vc峰的峰强和拉曼位移信息。

17、本发明的有益效果是：本发明通过激光拉曼无损检测，具有操作简便、耗时较短的特征。根据斜长石拉曼谱线中va、vb、vc峰特异性强，且对于an含量变化峰强比值和拉曼位移呈现线性变化的特点提出了一种基于激光拉曼对斜长石类型进行判别的方法，避免了使用la-icp-ms所导致的样品损伤以及使用epma所需要进行的样品前处理和后期复杂的计算，满足了业内人士无损、快速判别斜长石类型的需求。同时，本发明采用了拉曼位移差作为判定依据，在一定程度上减弱的有序度和部分后期地质作用带来的斜长石特征峰整体向低频移动的影响，提升了实验结果的可靠性。

技术特征：

1.一种基于激光拉曼对斜长石类型进行判别的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于激光拉曼对斜长石类型进行判别的方法，其特征在于，所述步骤s3中，对拉曼数据的降噪采用基于emd的小波降噪法：对原始信号x(t)进行分解，得到n个特征模态分量imfi(t)和一个残余分量r(t)：

3.根据权利要求1所述的一种基于激光拉曼对斜长石类型进行判别的方法，其特征在于，所述步骤s3中，对原始拉曼数据的拟合采用voigt函数的近似表示：

技术总结
本发明公开了一种基于激光拉曼对斜长石类型进行判别的方法，包括以下步骤：S1、对岩石样品进行制光片或者制靶处理，排除蚀变和风化样品，选择表面光洁无蚀变的斜长石作为待测对象；S2、校正仪器并设置参数对待测斜长石进行拉曼光谱扫描；S3、对获取的拉曼数据进行降噪处理，并采用Voigt函数进行拟合，获得特征峰V<subgt;a</subgt;、V<subgt;b</subgt;、V<subgt;c</subgt;的峰强和拉曼位移参数；S4、根据处理后数据作出V<subgt;c</subgt;峰的拉曼位移与V<subgt;a</subgt;、V<subgt;b</subgt;峰拉曼位移平均数的差值Δω同V<subgt;c</subgt;峰与V<subgt;a</subgt;峰强度比值ΔI的散点图，通过Δω、ΔI值的变化对斜长石牌号进行判别。本发明避免了使用LA‑ICP‑MS所导致的样品损伤以及使用EPMA所需要进行的样品前处理和后期复杂的计算，满足了业内人士无损、快速判别斜长石类型的需求。

技术研发人员：宋昊,王泽鑫,姚畅,于慧杰,李娜,王国芝
受保护的技术使用者：成都理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14