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熒光顯微鏡結構、工作原理

更新時間:2011-12-24   點擊次數:10003次

熒光顯微鏡技術是在普通顯微鏡技術基礎上發展起來用于研究巖石與其含油特征的一種快速簡便的分析手段。它是以紫外光為光源,通過激發巖石中石油瀝青物質后,產生出可見的熒光圖象,為觀察者直觀地揭示石油瀝青物質在巖石中的各種分布狀況,這就是熒光顯微鏡所*的功能。

熒光顯微鏡

熒光顯微鏡結構、工作原理

一、結構

隨著現代科學技術的發展,熒光顯微鏡結構在不斷地完善,功能多、外觀造型美的儀器在不斷地推出,目前熒光顯微鏡的主要結構由以下三個方面組成。

1、透射光系統

本系統大體可分為光源部分、儀器主體部分及鏡頭。

石英汞燈石英質外殼內充填超高

(1) 光源部分:

包括:①石英汞燈石英質外殼內充填超高壓或高壓汞氣的燈管。②消球差透鏡。通過該透鏡可使由光源來的光線形成清晰而平行的光束。③激勵濾光片。為了濾掉由燈管所發出的其它非紫外光部分,選用光譜波長為365nm的紫外光濾光片,使光源成為紫外光源。

(2)儀器主體部分,與生物顯微鏡構造基本相同,具有臺下棱鏡、臺下聚光鏡及載物臺等,先進的還具有偏光裝置。1nm=10×10-10

(3)物鏡及目鏡鏡頭,具有一套顯微目鏡和顯微物鏡系統它是在可見光通過與發熒光物體的光程范圍內的條件下,進行肉眼觀察和在紫外線透射光下照相用的,常配有石英螢石物鏡、玻璃透鏡、消色差物鏡等。

(4)抑制濾光片,為了保護觀察者的眼睛,在進入目鏡的光路前安上個波長在436nm以上的濾光片,它幾乎*吸收了波長短于365nm的紫外光線。

透射光系統由光源產生紫外光,經儀器的主體(臺下折光棱鏡及聚光鏡)透射到載物臺的巖石薄片上再經物鏡、目鏡直接投射到觀察者的眼睛中。

該系統是用來觀察巖石薄片中所含烴類物質的各個組分(除不發光的烷烴外)。

2、反射光系統

它的光源系統與透射光系統相同,不同的是它不通過臺下折光棱鏡和聚光鏡,而直接將熒光發生器安裝在顯微鏡基座上(見圖1-7b)。這樣由光源來的光改變了原光路系統,使紫外光先經過物鏡上端,通過物鏡照射到載片的物體或巖石磨光面上,將激發的熒光反射回物鏡經目鏡到達觀察者的眼睛。

反射光系統所觀察到的光線是巖石表面能被紫外光激發而產生的熒光。由于輕質瀝青易逸散往往浮在巖石表面,所以用反射光來觀察薄片及巖石磨光面的輕質瀝青物質以及煤層、天然瀝青、裂縫中的瀝青物質等。

3、照相系統

照相系統是用來拍攝對鏡下觀察到的代表性或典型性內容以充實文字描述的再現性增添的一項輔助系統,目前該系統的功能多為自動化,它主要包括電子測光裝置、變倍鏡頭、照相機和控制盤,照相機一般都裝置在儀器主體的頂端,由電纜連接控制臺,操作極為方便。

光路系統見圖1—8

二、工作原理

熒光顯微鏡是以紫外光作為光源。紫外光激發能夠發光的物質產生熒光,石油中某些具有共軛雙鍵的有機物質(含生色團和助色團)可被激發而發熒光。觀察分析這些發光物質本身的變化及其與巖石結構、構造的相互關系,從而分析判斷有機質的類型、變質程度、有效儲集空間、油氣運移等一系列有關石油地質問題。

熒光顯微鏡光路

石油除凝析汽油和石蠟不發光外,大部分組分都具熒光性。石油的發光性質取決于它的化學成分,石油是一種液態的以碳氫化合物為主的復雜混合物石油主要組分中的油質瀝青、膠質瀝青、瀝青質瀝青發熒光。

油質瀝青為烴類化合物,包括飽和烴、環烷烴、芳烴。除飽和烴中的氣態烴不發光外,其余均發熒光。膠質瀝青為含氧、氮、硫的烴類,是石油中較固定的組分,含量不低于1%,瀝青質瀝青為不溶于石油醚的膠質瀝青。

在石油中瀝青質含量一般總比膠質含量少,膠質一瀝青質含量的增高一般伴隨著烴的含量降低。蘇聯已做過一些工作,在含量低于10%的中性膠質石油含0.2%--10.0%的固態烴,有時達25%;在膠質大于20%的石油中,固態烴的含量不超過10%;在富含膠質(11%--33%)和瀝青質(5%--77%)的瀝青中觀察不到固態烴和飽和烴。

在含瀝青,物質成分中,組分相互關系的變化影響著它們性質的變化,包括顏色和發光強度的變化。巖石中含瀝青物質性質和成分的不同,是受形成巖石時的沉積環境和成巖后生階段一系列作用所形成的巖石成分、結構、構造、縫、洞、孔所控制。

與巖石的原始成分、結構、構造有密切關系的同生或原地的瀝青物質稱為原生瀝青,即與圍巖同時形成的。

與圍巖無成因的,稱后生的或異地的次生瀝青,主要分布在沉積期后形成的結構、構造、縫、洞、孔中。當含瀝青豐富時,可以將整個巖石浸染(包括了所有的原生結構及構造)。

借助于石油瀝青發光的特性,在巖石保持完整的結構和構造的情況下,可以觀察巖石中瀝青物質與周圍礦物巖石之間的各種關系。根據發光的性質及發光的產狀來追溯瀝青與巖石之間的成因,從而解決石油地質工作中的一些實際和理論問題。

 

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