熒光顯微鏡結(jié)構(gòu)、工作原理

一、結(jié)構(gòu)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，熒光顯微鏡結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)由以下三個方面組成。

1、透射光系統(tǒng)

本系統(tǒng)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(zhì)外殼內(nèi)充填超高

（1） 光源部分：

包括：①石英汞燈石英質(zhì)外殼內(nèi)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(fā)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(gòu)造基本相同，具有臺下棱鏡、臺下聚光鏡及載物臺等，先進(jìn)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(tǒng)它是在可見光通過與發(fā)熒光物體的光程范圍內(nèi)的條件下，進(jìn)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(hù)觀察者的眼睛，在進(jìn)入目鏡的光路前安上個波長在436nm以上的濾光片，它幾乎完全吸收了波長短于365nm的紫外光線。

透射光系統(tǒng)由光源產(chǎn)生紫外光，經(jīng)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(jīng)物鏡、目鏡直接投射到觀察者的眼睛中。

該系統(tǒng)是用來觀察巖石薄片中所含烴類物質(zhì)的各個組分（除不發(fā)光的烷烴外）。

2、反射光系統(tǒng)

它的光源系統(tǒng)與透射光系統(tǒng)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(fā)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(tǒng)，使紫外光先經(jīng)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(fā)的熒光反射回物鏡經(jīng)目鏡到達(dá)觀察者的眼睛。

反射光系統(tǒng)所觀察到的光線是巖石表面能被紫外光激發(fā)而產(chǎn)生的熒光。由于輕質(zhì)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(zhì)瀝青物質(zhì)以及煤層、天然瀝青、裂縫中的瀝青物質(zhì)等。

3、照相系統(tǒng)

照相系統(tǒng)是用來拍攝對鏡下觀察到的代表性或典型性內(nèi)容以充實(shí)文字描述的再現(xiàn)性增添的一項(xiàng)輔助系統(tǒng)，目前該系統(tǒng)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(jī)和控制盤，照相機(jī)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(tǒng)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(fā)能夠發(fā)光的物質(zhì)產(chǎn)生熒光，石油中某些具有共軛雙鍵的有機(jī)物質(zhì)（含生色團(tuán)和助色團(tuán)）可被激發(fā)而發(fā)熒光。觀察分析這些發(fā)光物質(zhì)本身的變化及其與巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的相互關(guān)系，從而分析判斷有機(jī)質(zhì)的類型、變質(zhì)程度、有效儲集空間、油氣運(yùn)移等一系列有關(guān)石油地質(zhì)問題。

石油除凝析汽油和石蠟不發(fā)光外，大部分組分都具熒光性。石油的發(fā)光性質(zhì)取決于它的化學(xué)成分，石油是一種液態(tài)的以碳?xì)浠衔餅橹鞯膹?fù)雜混合物石油主要組分中的油質(zhì)瀝青、膠質(zhì)瀝青、瀝青質(zhì)瀝青發(fā)熒光。

油質(zhì)瀝青為烴類化合物，包括飽和烴、環(huán)烷烴、芳烴。除飽和烴中的氣態(tài)烴不發(fā)光外，其余均發(fā)熒光。膠質(zhì)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(zhì)瀝青為不溶于石油醚的膠質(zhì)瀝青。

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

在含瀝青，物質(zhì)成分中，組分相互關(guān)系的變化影響著它們性質(zhì)的變化，包括顏色和發(fā)光強(qiáng)度的變化。巖石中含瀝青物質(zhì)性質(zhì)和成分的不同，是受形成巖石時的沉積環(huán)境和成巖后生階段一系列作用所形成的巖石成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、縫、洞、孔所控制。

與巖石的原始成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造有密切關(guān)系的同生或原地的瀝青物質(zhì)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(jié)構(gòu)、構(gòu)造、縫、洞、孔中。當(dāng)含瀝青豐富時，可以將整個巖石浸染（包括了所有的原生結(jié)構(gòu)及構(gòu)造）。

借助于石油瀝青發(fā)光的特性，在巖石保持完整的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的情況下，可以觀察巖石中瀝青物質(zhì)與周圍礦物巖石之間的各種關(guān)系。根據(jù)發(fā)光的性質(zhì)及發(fā)光的產(chǎn)狀來追溯瀝青與巖石之間的成因，從而解決石油地質(zhì)工作中的一些實(shí)際和理論問題。