Určení strukturního stavu uhlíkaté hmoty metasedimentárních hornin pomocí Ramanovy spektrometrie

Abstract

Metamorphic processes can transform the organic matter in sedimentary rocks into structurally organized carbonaceous matter, in ideal conditions to graphite. In the centre of West Alpine arch, the metasedimentary rocks are rich in dispersed carbonaceous matter and were used in this thesis to specify the thermal range of metamorphism based on the structural state. Previous studies have used mainly the Raman spectrometers to determine the structural state of carbonaceous matter. Unfortunately this method doesn't allow in-situ analyses which, in addition to Earth studies, can be essential for studying other planetary bodies and moons of our solar system. As only the smallest and lightest instruments are required for analyses during potential planetary missions to Mars, it is important to verify that the small instruments are able to detect even the small concentrations of carbonaceous matter. Currently available miniature and portable Raman spectrometers have started to become more precise but are still not as precise as laboratory Raman microspectrometers. This thesis is divided into two parts. First part aims to duplicate the results from previous studies by Raman microspectrometers in the West Alpine arch. Furthermore, the excitation laser wave length dependence of spectral signs in carbonaceous...

Organická hmota obsažená v sedimentárních horninách bývá za vhodných podmínek vlivem metamorfních procesů přeměněna do různě strukturně uspořádané uhlíkaté hmoty, která může při vhodných podmínkách dosáhnout strukturního stavu grafitu. V jádru západního Alpinského oblouku se vyskytují metasedimentární horniny bohaté na rozptýlenou uhlíkatou hmotu, jejichž vzorky byly studované v této diplomové práci. Vhodnou aplikací Ramanovské spektroskopie lze na základě strukturního stavu této hmoty určit teplotní rozsah metamorfózy postižené horniny. Předchozí studie se zabývaly určením strukturního stavu uhlíkaté hmoty na velkých a přesných laboratorních Ramanovských mikrospektrometrech, které neumožňují analýzu přímo v terénu. Potřeba analyzovat in situ může být zajímavá nejen na Zemi, ale také na dalších planetách a měsících naší sluneční soustavy. Při planetárních misích k Marsu bude výhoda využívat co nejmenší a nejlehčí analytická zařízení, která by mohla detekovat uhlíkatou hmotu v případě, že se zde bude vyskytovat. Je proto potřeba ověřit, zda takováto zařízení budou schopná detekovat i nízké koncentrace uhlíkaté hmoty. V současné době se rozšiřují a zdokonalují malá a přenosná zařízení, která nejsou tolik analyticky přesná jako ta laboratorní, ale s postupujícím vývojem se mohou brzy přiblížit k...