近日，意大利錫耶納大學(xué)研究人員研發(fā)出一種基于便攜式拉曼光譜儀的新技術(shù)，可以依據(jù)采樣過(guò)程中石灰?guī)r的粒度大小對(duì)巖石進(jìn)行分類(lèi)。相關(guān)研究成果近期發(fā)表于《歐洲物理學(xué)雜志(P輯)》。

粒度指常指礦物或顆粒的直徑(毫米、微米)大小。沉積物顆粒的大小對(duì)沉積物的成巖作用有較大的影響，因此沉積巖礦物組成的粒度大小可以反映沉積巖結(jié)構(gòu)的主要特征，是巖石巖性的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，同時(shí)對(duì)于其性質(zhì)和潛在用途有著非常重要的影響，例如，在同等孔隙度條件下，顆粒越粗，對(duì)應(yīng)的滲透率越大。

石灰?guī)r是一種典型的沉積巖，在建筑、冶金、化工、塑料、涂料、食品等工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。而粒度是石灰?guī)r的分類(lèi)與利用的關(guān)鍵因素之一，不同工業(yè)用途對(duì)于礦物粒度的要求也不同。如在冶金工業(yè)中，煉鐵所需的石灰石粒度在15-60mm，燒結(jié)則要求粒度≤3mm。

以往的研究表明，拉曼光譜信號(hào)和背景的強(qiáng)度取決于所測(cè)試樣品的顆粒及其大小。研究人員在此基礎(chǔ)上研究了鈣質(zhì)材料的拉曼信號(hào)強(qiáng)度變化和相關(guān)背景強(qiáng)度隨晶粒尺寸的變化，并開(kāi)發(fā)出一種可以從拉曼光譜中提取平均晶粒尺寸定量信息的方法。

研究人員對(duì)來(lái)自不同意大利采石場(chǎng)的一組沉積鈣質(zhì)巖樣品進(jìn)行巖石學(xué)分類(lèi)，然后進(jìn)行拉曼光譜分析，同時(shí)還對(duì)相應(yīng)的微球和結(jié)晶方解石粉末樣品進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)拉曼信號(hào)與粒徑之間存在明顯的相關(guān)性，并獲得了校準(zhǔn)曲線。實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了拉曼信號(hào)和背景強(qiáng)度對(duì)晶粒和粒徑的可重復(fù)行為，因此證明了從前者的測(cè)量中獲得后者的半定量信息的可能性。

該成果可以在石灰工業(yè)領(lǐng)域以及各種科學(xué)環(huán)境和其他材料生產(chǎn)鏈中加以利用。由于設(shè)備便攜，該技術(shù)在采石時(shí)期就可以對(duì)石灰?guī)r進(jìn)行快速分析并分類(lèi)，有利于有利于縮短石灰石材料的生產(chǎn)周期，減少成本。