近日，意大利錫耶納大學研究人員研發(fā)出一種基于便攜式拉曼光譜儀的新技術(shù)，可以依據(jù)采樣過程中石灰?guī)r的粒度大小對巖石進行分類。相關(guān)研究成果近期發(fā)表于《歐洲物理學雜志(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價指標，同時對于其性質(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，對應的滲透率越大。

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)域有著廣泛應用。而粒度是石灰?guī)r的分類與利用的關(guān)鍵因素之一，不同工業(yè)用途對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，拉曼光譜信號和背景的強度取決于所測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)材料的拉曼信號強度變化和相關(guān)背景強度隨晶粒尺寸的變化，并開發(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。

研究人員對來自不同意大利采石場的一組沉積鈣質(zhì)巖樣品進行巖石學分類，然后進行拉曼光譜分析，同時還對相應的微球和結(jié)晶方解石粉末樣品進行了分析，發(fā)現(xiàn)拉曼信號與粒徑之間存在明顯的相關(guān)性，并獲得了校準曲線。實驗實現(xiàn)了拉曼信號和背景強度對晶粒和粒徑的可重復行為，因此證明了從前者的測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)在采石時期就可以對石灰?guī)r進行快速分析并分類，有利于有利于縮短石灰石材料的生產(chǎn)周期，減少成本。