Infrared and Raman spectroscopic techniques: Applications in source rock investigation and developments

红外和拉曼光谱凭借其独特的分子信息解析能力，在沉积有机质的复杂大分子结构表征研究中发挥着重要作用。本文系统梳理了傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FT-IR)、原子力显微镜红外光谱(Atomic Force Microscopy Based Infrared Spectroscopy, AFM-IR)、光学光热红外光谱(Optical Photothermal Infrared Spectroscopy, O-PTIR)及拉曼光谱(Raman Spectroscopy, RS)的原理、发展历程及技术特点。总结了两类光谱技术在干酪根类型识别、有机质成熟度评估、显微有机组分特征及差异性研究、流体包裹体成分鉴定及压力恢复、微细矿物鉴定研究中的应用结果。FT-IR已成熟应用于干酪根类型识别、有机质成熟度评估等微米级分子信息表征中；新一代红外光谱技术：AFM-IR、O-PTIR，在原位分析、分辨率（亚微米-纳米级）等方面取得重大突破，AFM-IR凭借独特的化学-力学双重表征能力，已成为研究页岩有机质纳米级化学-力学性质及相互影响的有力技术手段，O-PTIR已在页岩沉积有机质分子信息表征与解析超深层轻质油热演化机理方面取得一定成果，展现了自身在多相态有机质结构表征方向的独特应用潜力；拉曼光谱凭借其快速、准确的检测优势和易联用的特点，广泛应用于流体包裹体组分分析与古压力恢复等方面。更高的分辨率、更深度的应用分析以及更广泛的交叉研究等方向已成为光谱技术在油气地质勘探中的研究重点，新型光谱及联用技术将为烃源岩微观演化机制和烃类差异富集机理等有机质研究提供化学结构光谱新认识。