拉曼光譜技術(shù)因其快速檢測、無損分析、適用于流體環(huán)境等優(yōu)勢已被廣泛應用到深海極端環(huán)境（熱液與冷泉）和流體包裹體組分的原位分析中，但其作為分子振動光譜易受到外界溫度、壓力、鹽度等環(huán)境因素的影響，一直被認為無法用于定量分析。前期，中科院海洋所已構(gòu)建了深海環(huán)境下甲烷、二氧化碳、氫氣等組分的拉曼光譜原位定量分析方法。而深海高（低）溫、高壓、鹽度易波動的流體極端環(huán)境將給原位拉曼光譜的準確測量造成困難，而如何準確評估深海環(huán)境對拉曼光譜定量分析的影響，從而開展深海極端環(huán)境下拉曼光譜的高精度測量工作仍屬于國際性難題。
中科院海洋地質(zhì)與環(huán)境重點實驗室閻軍研究團隊選取深海與地質(zhì)流體環(huán)境中均非常重要的甲烷氣體組分為研究對象，利用實驗內(nèi)建立的深海極端環(huán)境模擬系統(tǒng)開展了深海熱液流體與地質(zhì)流體環(huán)境的真實模擬，獲取了覆蓋深海與地質(zhì)流體環(huán)境寬溫鹽范圍（0-300 ，0-5.0 mol/kg NaCl）的甲烷組分的定量校準模型，并通過對多種拉曼參數(shù)的精準量化，揭示了溫度、鹽度等流體環(huán)境因素對拉曼光譜定量分析影響的機制，成果近日在國際地學期刊Chemical Geology發(fā)表。
溫鹽變化對拉曼光譜的影響以及溶解態(tài)甲烷組分在不同溫鹽條件下的定量分析模型
拉曼光譜定量分析模型是開展深海原位拉曼定量探測的基礎(chǔ)，因此本研究中構(gòu)建的寬溫度、鹽度條件下甲烷組分的定量模型，以及溫鹽變動對拉曼定量分析影響的量化數(shù)據(jù)，將顯著提高深海環(huán)境下氣體組分原位拉曼光譜定量探測的精度，同時該方法在地質(zhì)流體及流體包裹體中氣體揮發(fā)分的定量分析方面也具有良好適用性。
拉曼插入式探針在深海熱液噴口及生物群落環(huán)境中開展氣體組分的原位定量分析
特別研究助理李連福博士為文章第一作者，張鑫研究員為文章通訊作者。上述研究得到了國家自然科學基金、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項、中國科學院特別研究助理資助項目、博士后面上基金等項目的資助。
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Lianfu Li, Xin Zhang*, Zhendong Luan, Zengfeng Du, Shichuan Xi, Bing Wang, Lei Cao, Chao Lian, Jun Yan. (2020). In situ Raman quantitative detection of methane concentrations in deep‐sea high‐temperature hydrothermal vent fluids. Journal of Raman Spectroscopy, 51(11), 2328-2337.
Lianfu Li, Xin Zhang*, Zhendong Luan, Zengfeng Du, Shichuan Xi, Jun Yan. (2021). The impacts of elevated temperature and mNaCl for in situ Raman quantitative calibration of dissolved gas species, Chemical Geology, 583, 120490. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2021.120490
