Raman-Spektroskopie an kohligem Material (RSCM) ist eine häufig verwendete
Methode, um die maximale Temperatur der Metamorphose oder die thermische Reife
von Kohlen und organikreichen Sedimenten zu bestimmen. Für die Temperaturabschätzung
wurden bereits mehrere Kalibrationskurven ermittelt, jedoch wird die Übertragbarkeit dieser
Kalibrationen auf andere Labore durch methodische Aspekte eingeschränkt und die Vergleichbarkeit
zwischen den Laboren dadurch reduziert. Die subjektive Auswertung von Spektren, das
verwendete Messsystem und die Probenheterogenität bedingen die größte Streuung der Ergebnisswerte
und ein Ansatz, mit dem Ziel die Vergleichbarkeit zu erhöhen, wurde formuliert. Um die
Subjektivität der spektralen Auswertung zu veringern, wurde das ’IFORS’ (Iterative Fitting Of
Raman Spectra) Programm geschrieben, das die automatische, Benutzer-unabhängige Auswertung
von Raman-Spektren ermöglicht. Um die Streuung aufgrund des verwendeten Messsystems
zu reduzieren, wurde ein Referenzprobensatz zusammengestellt, der einen Temperaturbereich
von 160 °C bis 600 °C abdeckt. Während der Probenaufbereitung wurde Resonanz-Raman-
Spektroskopie mit mehreren Anregungswellenlängen an dispersen Vitriniten durchgeführt, die
diagenetische bis epizonale Druck- und Temperaturbedingungen erfahren hatten, um die Gleichwertigkeit
der RSCM-Methode und Vitrinitreflexion zu ermitteln.
Mit Hilfe des IFORS Programms wurde der ’scaled total area’ (STA) Raman Parameter
ermittelt, der das Raman Spektrum von kohligem Material präzise beschreibt. Auf Grundlage
der Resonanz-Raman Daten konnte gezeigt werden, dass die Methodiken der STA-Raman Spektroskopie
und Vitrinitreflexion analog zueinander sind, dass die STA-RSCM Methode gegenüber
der Probenaufbereitung, insbesondere dem Polieren, robust ist, und dass die Resonanz-Raman
Spektren der Vitrinite eine zweistufige molekulare Entwicklung während der Inkohlung und
Graphitisierung aufzeichnen. Während der ersten Stufe, die kurz nach dem Durchschreiten
des Gas-Fensters endet, wachsen vor allem lineare, polyzyklische, aromatische Kohlenwasserstoffe,
während in der anschließenden zweiten Stufe kondensierte Formen von polyzyklischen,
aromatischen Kohlenwasserstoffen wachsen.
Um die Raman Spektren von metamorphem, kohligem Material zu beschreiben, wurde die
STA-RSCM Methodik erweitert und erfolgreich gegen die Temperaturinformation des Referenzprobensatzes
kalibriert, so dass ein neues, überarbeitetes RSCM-Geothermometer vorgestellt
werden konnte, das über einen Temperaturbereich von 160°C bis 600°C zulässig ist. Der Referenzprobensatz
steht öffentlich zur Verfügung und es wird erwartet, dass der Probensatz verbessert
werden kann, wenn er um Proben aus der wissenschaftilchen Gemeinschaft erweitert wird. Wenn
beide Ansätze, die STA-RSCM Methodik und der Referenzprobensatz, miteinander kombiniert
werden, erhöht sich die Vergleichbarkeit zwischen den Laboren und gleichzeitig steht diese
geothermometrische Methode allen Laboren zur Verfügung.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uni-goettingen.de/oai:ediss.uni-goettingen.de:11858/00-1735-0000-002B-7C2A-7 |
| Date | 30 October 2015 |
| Creators | Lünsdorf, Nils Keno |
| Contributors | Von Eynatten, Hilmar Prof. Dr. |
| Source Sets | Georg-August-Universität Göttingen |
| Language | deu |
| Detected Language | German |
| Type | doctoralThesis |
| Relation | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
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