JP2007132795A - Vitrinite reflectance measuring method, and vitrinite reflectance measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、石炭含有岩石試料に含有されるビトリニットの反射率を測定する方法および当該方法に用いられる測定装置に関する。 The present invention relates to a method for measuring the reflectance of vitrinite contained in a coal-containing rock sample and a measuring apparatus used in the method.
例えば、地層の隆起量、または地層中の化石燃料の熟成度などを推定するために、地質体を構成する例えば堆積岩などの岩石類における物理化学的変化を利用して、当該地質体が過去に受けた温度環境(以下、単に「古地温環境」ともいう。)およびその変化を推定することが行われている。そして、推定すべき古地温環境に係る温度範囲が例えば数十℃から300℃程度である場合には、当該古地温環境は、地質体中に含有されるビトリニットの反射率を測定することにより、有効に推定することが可能であることが広く知られている。 For example, in order to estimate the amount of uplift in the formation or the maturity of fossil fuel in the formation, the geological structure has been used in the past by using physicochemical changes in rocks such as sedimentary rocks. The temperature environment received (hereinafter, also simply referred to as “old-earth temperature environment”) and its change are estimated. And when the temperature range related to the paleothermal environment to be estimated is, for example, about several tens of degrees Celsius to 300 ° C, the paleothermal environment is measured by measuring the reflectance of vitrinite contained in the geological body, It is widely known that it can be estimated effectively.
ビトリニットは、石炭を構成する有機質の主要部分を占めるものであり、従ってほとんどすべての石炭中に存在する微細組織成分群である。ビトリニットは、主として植物の木質部に由来するものであるが、その熱可塑性によってゲル化した状態であるために例えば細胞セルや導管などの源植物組織が分解して均質な状態となっている。ビトリニットの観察においては、反射光線下では灰白色に見え、石炭化が進むに伴って反射率が高くなり、淡色となる。
このビトリニット反射率は、石炭品位の重要な指標として石炭・コークス工業分野で広く利用されており(例えば、特許文献1参照)、このようなビトリニット反射率の測定方法は、JIS M 8816:1992によって標準化されている。
Vitrinite is a major component of the organic matter that makes up coal, and is therefore a group of microstructure components present in almost all coal. Vitrinite is mainly derived from the woody part of the plant, but since it is in a gelled state due to its thermoplasticity, for example, the source plant tissues such as cell cells and conduits are decomposed into a homogeneous state. In the observation of vitrinite, it looks grayish white under reflected light, and as the coalization progresses, the reflectance becomes higher and the color becomes lighter.
This vitrinite reflectance is widely used in the coal and coke industry as an important indicator of coal quality (see, for example, Patent Document 1), and a method for measuring such a vitrinite reflectance is in accordance with JIS M 8816: 1992. It has been standardized.
JIS M 8816:1992においては、適当量の石炭含有岩石試料を測定対象試料として粉砕し、この粉砕物から例えば重液分離法により粒径が75μm以下の微小粒子を分離することにより粒径が75μmより大きい石炭粒子を得、この石炭粒子をアクリル樹脂などの透光性の樹脂中に埋包させてブリケットを作成し、このブリケットを研磨処理して被観察面を形成し、落射照明機構を備えた測定装置を用いて、当該被観察面において露出するビトリニットに係る表面領域の反射率を測定することとされている。
ここで、或る粒子について「粒径」とは、当該粒子を内包可能な最小の円の直径を意味する。
In JIS M 8816: 1992, an appropriate amount of a coal-containing rock sample is pulverized as a sample to be measured, and fine particles having a particle size of 75 μm or less are separated from the pulverized material by, for example, a heavy liquid separation method. Larger coal particles are obtained, briquettes are created by embedding the coal particles in a light-transmitting resin such as acrylic resin, and the surface to be observed is formed by polishing the briquettes and equipped with an epi-illumination mechanism. The reflectance of the surface region related to vitrinite exposed on the surface to be observed is measured using the measuring device.
Here, “particle size” for a certain particle means the diameter of the smallest circle that can contain the particle.
しかしながら、石炭はビトリニットやイナーチニットなどの種々の構成物であるマセラルからなるものであって、石炭含有岩石試料から分離した石炭粒子にはビトリニット以外に他の種々の粒子が多数混在している。このため、ビトリニット粒子についてその反射率を測定するに際しては、当該石炭粒子中におけるビトリニット粒子を事前に判別する必要がある。 However, coal is made of maceral which is various constituents such as vitrinite and inertite, and the coal particles separated from the coal-containing rock sample contain a lot of other various particles besides vitrinite. For this reason, when measuring the reflectance of vitrinite particles, it is necessary to determine in advance the vitrinite particles in the coal particles.
上述のように、ビトリニットでは細胞セルや導管などの源植物組織が失われて均質な状態となっているが、他の微細組織成分または成分群ではそのような源植物組織が残存している。そこで、従来のビトリニット反射率の測定においては、この源植物組織の存在についての差異を利用して、顕微鏡による観察によって当該源植物組織が観察されない粒子を見出し、それをビトリニット粒子として判別する作業が行われている。そして、この判別作業により判別または認識されたビトリニット粒子について、その反射率測定が行われている。 As described above, in vitrinite, source plant tissues such as cell cells and conduits are lost and become homogeneous, but such source plant tissues remain in other fine tissue components or component groups. Therefore, in the conventional measurement of vitrinite reflectance, using the difference in the presence of the source plant tissue, a particle in which the source plant tissue is not observed is found by observation with a microscope, and the work of discriminating it as vitrinite particles is performed. Has been done. And the reflectance measurement is performed about the vitrinite particle discriminated or recognized by this discrimination | determination work.
然るに、従来の方法においては、粒径が75μm以下の微小石炭粒子については、当該微小石炭粒子のサイズが源植物組織より微小であるために源植物組成を視覚的に認識することが実際上不可能であることから、或る微小石炭粒子がビトリニット粒子であるときにもそれを識別することができない。このことは、結局、石炭含有岩石試料に含有される粒径が75μm以下の微小石炭粒子については、現実上、ビトリニット反射率測定ができないことを意味し、そのような石炭含有岩石試料については、それが由来する地質体について古地温環境の推定するための情報を得ることができない、という問題がある。 However, in the conventional method, for fine coal particles having a particle size of 75 μm or less, the size of the fine coal particles is smaller than that of the source plant tissue, so that it is practically impossible to visually recognize the source plant composition. Because it is possible, it is not possible to distinguish even when a certain fine coal particle is a vitrinite particle. This means that, in the end, the vitrinite reflectance measurement cannot be actually performed for the fine coal particles having a particle size of 75 μm or less contained in the coal-containing rock sample. For such a coal-containing rock sample, There is a problem that it is impossible to obtain information for estimating the paleothermal environment for the geological body from which it originates.
また、従来の測定方法においては、石炭含有岩石試料を粉砕する必要があるが、この粉砕によって当該石炭含有岩石試料が破壊されるために、当該石炭含有岩石試料の産状が失われ、従って、反射率測定の対象とされたビトリニット粒子の産状に係る環境情報を得ることができない。
また、得られる反射率の値は、観察試料であるブリケットの調製方法が石炭含有岩石試料を粉砕して比較的大きな粒径の粒子を選別する工程を有するために、当該石炭含有岩石試料全体に係る平均値となってしまい、従って、当該石炭含有岩石試料が由来する地質体について、異なる古地温環境に関する温度分布のマッピングを例えばミリメーター単位という微小なスケールで実施することができない、という問題がある。
Further, in the conventional measurement method, it is necessary to pulverize the coal-containing rock sample, but since the coal-containing rock sample is destroyed by this pulverization, the state of production of the coal-containing rock sample is lost. It is not possible to obtain environmental information relating to the state of production of vitrinite particles that have been subjected to reflectance measurement.
In addition, since the method for preparing the briquette as an observation sample has a step of pulverizing the coal-containing rock sample and selecting particles having a relatively large particle size, the reflectance value obtained is the same for the entire coal-containing rock sample. Therefore, there is a problem that the geological body from which the coal-containing rock sample is derived cannot be subjected to mapping of temperature distributions related to different paleo-temperature environments on a minute scale of, for example, a millimeter unit. is there.
一方、石炭含有岩石試料を粉砕せずにそのままブリケットに相当するサンプルとして用いる場合には、実際上、例えば黄鉄鉱などのビトリニット以外の高反射性物質が当該サンプルの被観察面に相当に高い密度で露出した状態となることも少なくない。このようなサンプルについての反射率測定を従来の落射型反射率測定装置により行う場合には、落射光の直径が大きいために、微小なビトリニット粒子については正確な反射率測定を行うことが困難となる、という問題点がある。これは、測光エリアを小さくしても、高反射性物質による反射光がビトリニットによる被測定反射光に対して大きな光強度の背景光として作用することとなるので、結局、目的とするビトリニット粒子による反射率を正確に測定することができないからである。 On the other hand, when a coal-containing rock sample is used as it is as a sample corresponding to a briquette without being crushed, in practice, a highly reflective substance other than vitrinite, such as pyrite, has a considerably high density on the observed surface of the sample. Often exposed. When the reflectance measurement for such a sample is performed by a conventional epi-illumination type reflectance measurement apparatus, it is difficult to accurately measure the reflectivity of minute vitrinite particles because the diameter of the epi-illumination light is large. There is a problem that. This is because even if the photometric area is reduced, the reflected light from the highly reflective substance acts as background light having a large light intensity with respect to the measured reflected light by vitrinite. This is because the reflectance cannot be measured accurately.
本発明は、以上のような事情に基いてなされたものであって、その目的は、石炭含有岩石試料に含有されるビトリニット粒子について、それが微小粒子である場合にも、石炭含有岩石試料を破壊することなしに確実にその反射率を測定することができるビトリニット反射率測定方法および装置を提供することにある。 The present invention has been made on the basis of the above circumstances. The purpose of the present invention is to obtain a vitrinite particle contained in a coal-containing rock sample even when the coal-containing rock sample is a fine particle. It is an object of the present invention to provide a vitrinite reflectance measuring method and apparatus capable of reliably measuring the reflectance without breaking.
本発明のビトリニット反射率測定方法は、石炭含有岩石試料に含有されるビトリニットの反射率を測定する方法であって、
石炭含有岩石試料を研磨処理して被観察面を形成し、
当該被観察面を200〜1000倍の倍率で観察し、当該被観察面において露出する、内側に凸の2つの辺により区画された角状形状を有する角部保有粒子をビトリニット粒子として判別し、
当該判別されたビトリニット粒子の表面領域における反射率を測定することを特徴とする。
この方法においては、角部保有粒子は粒径が75μm以下のものであってもよい。
The vitrinite reflectance measuring method of the present invention is a method for measuring the reflectance of vitrinite contained in a coal-containing rock sample,
Polishing a coal-containing rock sample to form an observation surface,
Observing the surface to be observed at a magnification of 200 to 1000 times, distinguishing the corner-containing particles having an angular shape defined by two inwardly convex sides exposed on the surface to be observed as vitrinite particles,
The reflectance in the surface area of the discriminated vitrinite particle is measured.
In this method, the corner-containing particles may have a particle size of 75 μm or less.
本発明のビトリニット反射率測定装置は、上記ビトリニット反射率測定方法に用いられる測定装置であって、
測光手段としてフォトダイオードを備えてなり、
落射光の直径を75μm以下とすることができると共に、測光エリアの直径を10μm以下とすることができることを特徴とする。
The vitrinite reflectance measuring device of the present invention is a measuring device used in the above-described vitrinite reflectance measuring method,
A photodiode is provided as a photometric means,
The diameter of the incident light can be 75 μm or less, and the diameter of the photometric area can be 10 μm or less.
本発明のビトリニット反射率測定方法によれば、石炭含有岩石試料に含有される石炭粒子において、測定対象であるビトリニットが高い熱可塑性を有する物質であることより、ビトリニット粒子のほとんどのものが、石炭含有岩石試料を研磨処理して形成される平坦面において「角(つの)状形状」と称することのできる固有の形状特性を有するものとなるところ、ビトリニット以外のイナーチニットなどのマセラル構成粒子は、組成物質の熱可塑性が低くてそのような角状形状を有するものとはならないことに着目し、当該角状形状の有無により、角部保有粒子をビトリニット粒子と判別し、この判別されたビトリニット粒子について表面の反射率測定を行うので、粒径が例えば75μm以下の微小なビトリニット粒子についても、それをビトリニット粒子であると確実に判別することができるので、目的とするビトリニット反射率測定を確実に実行することができる。 According to the vitrinite reflectance measuring method of the present invention, in the coal particles contained in the coal-containing rock sample, most of the vitrinite particles are coal because the vitrinite as a measurement target is a substance having high thermoplasticity. In the flat surface formed by polishing the contained rock sample, it has a unique shape characteristic that can be referred to as “square shape”, but the maceral constituent particles such as inertite other than vitrinite are composed of Paying attention to the fact that the material has low thermoplasticity and does not have such an angular shape, the corner-containing particles are discriminated as vitrinite particles depending on the presence or absence of the angular shape, and the discriminated vitrinite particles Since the reflectance of the surface is measured, even for fine vitrinite particles having a particle size of 75 μm or less, for example. It is possible to reliably determine when is Torinitto particles, it is possible to reliably perform the vitrinite reflectance measurements of interest.
また、本発明のビトリニット反射率測定方法によれば、岩石試料を研磨して被観察面が形成されればよいので、反射率測定の対象となるビトリニット粒子が含有する岩石試料を粉砕または破壊することが本質的に不要であり、従って反射率測定の対象となるビトリニット粒子が含まれる岩石試料の産状がそのまま保存され、いわば非破壊的に目的とする反射率測定を行うことができるため、当該ビトリニット粒子の反射率測定によって得られる根幹情報(主情報)に加えて、それを補強し補完する環境情報を付随的情報として容易に取得することができ、これにより、ビトリニット粒子の反射率測定により得られる根幹情報の有する意義を飛躍的に高いものとすることができる。 Further, according to the vitrinite reflectance measurement method of the present invention, it is only necessary to polish the rock sample to form the surface to be observed. Therefore, the rock sample contained in the vitrinite particles to be subjected to reflectance measurement is crushed or destroyed. Is essentially unnecessary, and therefore the state of occurrence of the rock sample containing the vitrinite particles to be subjected to reflectance measurement is preserved as it is, so that the desired reflectance measurement can be performed non-destructively, In addition to the basic information (main information) obtained by measuring the reflectance of the vitrinite particles, environmental information that reinforces and complements the information can be easily acquired as incidental information, thereby measuring the reflectance of the vitrinite particles. The significance of the basic information obtained by this can be drastically increased.
以下、本発明のビトリニット反射率測定方法について詳細に説明する。
図1は、石炭含有岩石試料に形成された被観察面の典型例を模式的に示す説明図、図2は、ビトリニット粒子における角状形状を説明するための拡大説明図である。
Hereinafter, the vitrinite reflectance measuring method of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a typical example of an observation surface formed on a coal-containing rock sample, and FIG. 2 is an enlarged explanatory view for explaining a square shape in vitrinite particles.
本発明のビトリニット反射率測定方法においては、石炭含有岩石試料を研磨処理することにより平坦な被研磨面を形成し、この被研磨面を被観察面として顕微鏡により倍率200〜1000倍の条件下で観察し、当該被観察面において、輪郭に、内側に凸の2つの辺により区画された角部が形成された形状(これを「角状形状」という。)を少なくとも1つ有する石炭粒子(これを「角部保有粒子」という。)を見出してこれをビトリニット粒子として判別し、この判別作業において判別されたビトリニット粒子について、当該被観察面に露出する表面領域による反射率を測定する。 In the vitrinite reflectance measuring method of the present invention, a flat polished surface is formed by polishing a coal-containing rock sample, and this polished surface is used as a surface to be observed under a condition of 200 to 1000 times magnification with a microscope. A coal particle having at least one shape (this is referred to as a “corner shape”) in which a corner portion defined by two inwardly convex sides is formed in the contour on the observed surface. Is identified as “vitrinite particles”, and the reflectance of the vitrinite particles determined in this determination work is measured by the surface area exposed on the surface to be observed.
ここで、「被観察面」とは、ビトリニット反射率の測定が実際に行われる表面を含む平坦面であって、この被観察面は、例えば被測定試料である石炭含有岩石試料の外表面を、規定の大きさの面積を有する平坦面が形成されるよう研磨処理することにより、形成することができる。または、石炭含有岩石試料を任意の個所で切断し、これによる切断面を研磨処理することにより、形成することもできる。 Here, the “observed surface” is a flat surface including a surface on which the measurement of vitrinite reflectance is actually performed, and this observed surface is, for example, the outer surface of a coal-containing rock sample that is a measured sample. It can be formed by polishing so that a flat surface having an area of a prescribed size is formed. Or it can also form by cut | disconnecting a coal containing rock sample in arbitrary places, and grind | polishing the cut surface by this.
本発明のビトリニット反射率測定方法においては、通常、堆積岩が石炭含有岩石試料として用いられる。
この堆積岩は、図1に示されているように、組織的には、ビトリニット粒子10およびそれ以外の、イナーチニットなどのマセラル構成粒子である対象外石炭粒子11および例えば石英粒子などの岩石組成粒子12が三次元的に相互に密着して固結されてなるものである。そして通常の場合に、ビトリニット粒子10以外の組成粒子、すなわち対象外石炭粒子11および岩石組成粒子12は、当該粒子に元々存在していた微小突起部が堆積前の運搬過程などにおいて選択的に除かれて更に磨耗することにより、全体として滑らかに湾曲した輪郭による形状を有するものとなっており、またその結果として、相互に隣接する粒子の間に複数の曲線により区画された空隙(以下、「粒子間間隙」という。)13が形成された状態となっている。
In the vitrinite reflectance measuring method of the present invention, sedimentary rock is usually used as a coal-containing rock sample.
As shown in FIG. 1, this sedimentary rock is structurally composed of
而して、ビトリニット粒子10は、それ以外の組成粒子である対象外石炭粒子11や岩石組成粒子12に比して、より高い熱可塑性を有するものであるため、時間的および温度的に巨視的に見ると、堆積後の炭化プロセスにおいて、その熱可塑性に起因して流動性を有する溶融状態または圧力により変形可能な状態となり、その結果、当該ビトリニット粒子に隣接する周囲の粒子によって形成される粒子間空隙13を充満するように流れてその輪郭形状が当該粒子間空隙13に従ったものに変形し、その後再凝固することにより、当該空隙の形状に対応する形状を有したものとなっている。
Thus, the
一方、対象外石炭粒子11および岩石組成粒子12は、ビトリニットより熱可塑性が低いものであるため、それ自体の形状がビトリニット粒子のように変化することがなく、結局、湾曲した外表面を有する粒子形状を保有するものとして存在する。
On the other hand, since the
典型的な例によって具体的に説明すると、図2に拡大して示されているように、例えば2つの対象外石炭粒子11および/または岩石組成粒子12(図2では、2つの岩石組成粒子12による場合が示されている。)が対接することによって粒子間空隙13が形成されている場合において、当該粒子間空隙13は、湾曲した外表面を有する岩石組成粒子12が互いに1点または1個所において対接または当接することによって形成されているため、当該粒子間空隙13には、通常、それら空隙形成粒子の対接個所を頂点とする特有の角状空隙部13aが形成された状態になっている。
Specifically, by way of a typical example, as shown in an enlarged view in FIG. 2, for example, two
そして、ビトリニット組成物質は、そのような粒子間空隙13にに従った形状となるため、ビトリニット粒子10は、粒子間空隙13の角状空隙部13aにおいて角状形状が形成された角部保有形状を有する角部保有粒子となる。
すなわち、ビトリニット粒子10は、相互に外周面において接触する2つの岩石組成粒子12, 12の外表面の輪郭による、外側に凸の2つの曲線L1, L2に挟まれて区画される粒子間空隙13を充満するよう当該粒子間空隙13の内形状に沿った外形を有するものとなる結果、角状空隙部13aによる少なくとも1つの角状形状を示す角部20を有する角部保有形状が形成された状態、換言すると、外方に突出する角部20であって、粒子間空隙13を区画する外側に凸の曲線L1, L2の各々に追従して伸びる、内側に凸の2つの辺21, 21により区画された角状形状を有する角部保有粒子となる。
Since the vitrinite composition material has a shape according to such
That is, the
以上の説明から明らかなように、ビトリニット粒子10は、通常、粒子間空隙13における上記角状空隙部13aに従った形状である角状形状が形成されることとなるので、当該粒子は角部保有粒子として存在するものとなり、ビトリニット反射率の測定に際して、被観察面14上に露出する多数の石炭粒子において、角状形状の有無により、ビトリニット粒子10を、それ以外の対象外粒子粒子から判別することができる。
As is apparent from the above description, the
従って、本発明のビトリニット反射率測定方法においては、200〜1000倍、好ましくは400〜1000倍、具体的には例えば600倍の倍率下において、上述のような特徴を備えた角部保有粒子を発見することにより当該角部保有粒子をビトリニット粒子であると判別し、この判別作業によって判別されたビトリニット粒子について、その表面の反射率を測定する。このようにして、当該岩石試料に含有されるビトリニット粒子について、選択的にその表面の反射率測定が実行される。 Therefore, in the vitrinite reflectance measuring method of the present invention, the corner-containing particles having the above-described characteristics are obtained at a magnification of 200 to 1000 times, preferably 400 to 1000 times, specifically, for example, 600 times. The corner-containing particles are determined to be vitrinite particles by discovery, and the surface reflectance of the vitrinite particles determined by this determination operation is measured. In this way, the reflectance measurement of the surface of the vitrinite particles contained in the rock sample is selectively performed.
以上において、顕微鏡による観察における倍率が1000倍より高い場合には、ビトリニット粒子の熱可塑性に起因して形成された角部と、堆積前運搬過程においてきわめて微小であるために除かれなかった例えばイナーチニット粒子などの対象外石炭粒子に存在する角部とを、確実に判別することが困難となる場合があり、識別確率の信頼性が低いものとなりる。一方、上記倍率が200倍より低い場合には、例えば75μm以下という微小な岩石試料の粒子について、ビトリニット粒子における角状形状を識別することが非常に困難となる場合がある。 In the above, when the magnification in the observation with a microscope is higher than 1000 times, corners formed due to the thermoplasticity of vitrinite particles and, for example, inertite that was not removed because it was very small in the transport process before deposition In some cases, it is difficult to reliably discriminate corners existing in non-target coal particles such as particles, and the reliability of the identification probability is low. On the other hand, when the magnification is lower than 200 times, it may be very difficult to identify the square shape of the vitrinite particles for a fine rock sample particle of 75 μm or less, for example.
以上のように、本発明のビトリニット粒子反射率測定方法によれば、粒径が例えば75μm以下の微小石炭粒子についても、その石炭粒子がビトリニット粒子であることを、高い効率と信頼性をもって、その形状から視覚的に容易に判別することができる。
その結果、例えば75μm以下であって従来の方法ではビトリニット粒子と判別することができないために測定対象とすることができなかった石炭含有岩石試料中のビトリニット粒子についても、それがビトリニット粒子であることを十分に確実に識別することができるので、その表面の反射率測定を実施することができる。
As described above, according to the vitrinite particle reflectance measurement method of the present invention, even for fine coal particles having a particle size of, for example, 75 μm or less, the coal particles are vitrinite particles with high efficiency and reliability. It can be easily discriminated visually from the shape.
As a result, for example, vitrinite particles in coal-containing rock samples that were 75 μm or less and could not be measured by conventional methods and could not be determined as vitrinite particles were also vitrinite particles. Can be identified with sufficient reliability, and the reflectance measurement of the surface can be performed.
しかも、本発明においては、反射率測定作業は勿論、判別作業においても、本質的に被測定試料である石炭含有岩石試料を破壊することを必要とするものではない。
従って、ビトリニット粒子の反射率測定によって得られる根幹情報に加えて、それを補強し補完する環境または状況に関する付随的情報を取得することが容易であるので、ビトリニット粒子の反射率測定により得られる根幹情報の有する意義を飛躍的に高いものとすることができる。
その結果、例えば古地温環境の推定をより多くの地質体について容易に実行することができ、また、個々のビトリニット粒子の位置情報と、その各々に係る反射率の状況の情報とをきわめて小さいスケールで関連づけることが可能となるため、例えば過去における断層沿いの摩擦加熱や熱水流体による局所的な熱異常などを検出し、これらを精細にマッピングすることが可能となる。
Moreover, in the present invention, it is not necessary to destroy the coal-containing rock sample that is essentially the sample to be measured, not only in the reflectance measurement operation but also in the discrimination operation.
Therefore, in addition to the basic information obtained by measuring the reflectivity of vitrinite particles, it is easy to obtain incidental information on the environment or situation that reinforces and complements the basic information. Therefore, the basic information obtained by measuring the reflectivity of vitrinite particles is obtained. The significance of information can be dramatically increased.
As a result, for example, the estimation of the paleothermal environment can be easily performed for a larger number of geological bodies, and the position information of individual vitrinite particles and the information on the reflectivity status of each of them are very small scales. Therefore, it is possible to detect, for example, frictional heating along a fault in the past and local thermal anomalies due to hydrothermal fluid, and to map these finely.
図3は、以上のビトリニット反射率測定方法の実施に好適に用いられる装置の構成の一例を概略的に示す説明用側面断面図である。
この例において、反射率測定装置30は、基本的に、被測定試料31を載置するための水平な載置面を有するテーブル32と、当該被測定試料31に落射光を供給する光源ランプ33と、被測定試料31において反射された反射光を測光する、シリコンフォトダイオードよりなる測光手段34とを備えてなるものである。
FIG. 3 is an explanatory side sectional view schematically showing an example of the configuration of an apparatus suitably used for carrying out the above vitrinite reflectance measurement method.
In this example, the
反射率測定装置30において、光源ランプ33からの光路上には、当該光源ランプ33からの光を集束するためのレンズ35と、このレンズ35からの光による被測定試料31上の落射光エリアを規定するための絞り機構36とが設けられており、また、被測定試料31からの反射光の光路上であって測光手段34の手前に、波長545nmの光を例えば50〜90%の高い透過率で透過するバンドパスフィルター37が設けられている。図示する例において38は、接眼レンズ部であり、一点鎖線は光路を示す。
In the
ここで、光源ランプ33としては、例えば消費電力が75W以上のハロゲン白熱ランプやキセノン放電ランプなどを好適に用いることができる。
Here, as the
このような反射率測定装置30において、上記のビトリニット反射率測定方法による特長を十分に活かした状態で当該方法を実施するためには、絞り機構36により、被測定試料31に係る被観察面における落射光の直径が例えば75μm以下とされることが好ましく、レーザー光でない通常光の場合には、例えば直径30μm程度とされることが好ましい。
一方、落射光エリアの一部である測光エリアは、例えば直径10μm以下とされることが好ましく、落射光の直径が10μm以下の場合には、直径1〜2μmが好適である。
In such a
On the other hand, the photometric area that is a part of the incident light area is preferably, for example, 10 μm or less in diameter. When the diameter of the incident light is 10 μm or less, the diameter is preferably 1 to 2 μm.
本発明のビトリニット反射率測定装置においては、落射光エリアがこのような範囲に設定されることにより、被測定試料31として研磨処理された石炭含有岩石試料を用いた場合であっても、その被観察面において、当該落射光エリア内に、例えば黄鉄鉱などの高反射性物質が存在する可能性を低いものとすることができて落射光エリア内におけるビトリニット粒子によるもの以外の反射光の強度を小さくすることができるため、ビトリニット粒子に係る反射光を高い精度で測光することができる。すなわち、測光エリア内に、被測定対象であるビトリニット粒子以外の高反射性物質が存在する可能性がきわめて小さいものとなり、結局、測定対象とされるビトリニット粒子について、それが粒径の小さい微小粒子であっても、その表面の反射率測定を高い精度で行うことができる。
In the vitrinite reflectance measuring apparatus of the present invention, the incident light area is set in such a range, so that even when a coal-containing rock sample polished as the
以上の反射率測定装置30を用いたビトリニット反射率測定方法においては、先ず、古地温環境を推定することを目的とする地質体から石炭含有岩石試料を採取し、その石炭含有岩石試料を研磨することによって、または、任意の個所で切断して当該切断面を研磨することによって、被観察面を形成することにより被測定試料31を作成し、この被測定試料31をテーブル32に載置する。
In the vitrinite reflectance measuring method using the
そして、接眼レンズ部38を介して、被測定試料31における被観察面を200〜1000倍の倍率で観察して、角状形状を有する角部保有粒子をビトリニット粒子として判別して測定対象となるビトリニット粒子を選定し、この選定されたビトリニット粒子に対して光源ランプ33からの光を落射し、その反射光を測光手段34により測定する。測光手段34が反射光を受光した結果得られる電気信号は、アンプ(図示せず)で増幅され、適宜の電子計算機(図示せず)において処理される。
Then, the observation surface of the
以上のビトリニット反射率測定装置によれば、被測定試料として、被観察面を形成した石炭含有岩石試料そのものを用いた場合においても、当該被観察面に露出しているビトリニット粒子以外の高反射性物質による反射が低減されるため、ビトリニット粒子について目的とする反射率測定を確実に実行することができる。
また、安価で取り扱いが容易なフォトダイオードを測光手段として利用しているので、測定装置全体として安価で取り扱いが容易であり、しかも、測光エリアの直径がきわめて小さく設定されている場合にも、全体の構成として、得られる電気信号においてS/N比の低下が抑制されるため、ビトリニット粒子について高い精度でその反射率を測定することが可能である。
According to the vitrinite reflectance measuring apparatus described above, even when using a coal-containing rock sample itself having an observation surface as a measurement sample, high reflectivity other than vitrinite particles exposed on the observation surface. Since reflection by the substance is reduced, the target reflectance measurement can be reliably performed on the vitrinite particles.
In addition, since inexpensive and easy-to-handle photodiodes are used as photometric means, the entire measuring device is inexpensive and easy to handle, and even when the diameter of the photometric area is set to be extremely small, Since the reduction of the S / N ratio is suppressed in the obtained electrical signal, the reflectance of vitrinite particles can be measured with high accuracy.
以上、本発明のビトリニット反射率測定方法およびビトリニット反射率測定装置について具体的な例により説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々の変更を加えることが可能である。 As mentioned above, although the vitrinite reflectance measuring method and the vitrinite reflectance measuring apparatus of the present invention have been described with specific examples, the present invention is not limited to these, and various modifications can be added.
10 ビトリニット粒子
11 対象外石炭粒子
12 岩石組成粒子
13 粒子間空隙
13a 角状空隙部
L1, L2 曲線
14 被観察面
20 角部
21 辺
30 反射率測定装置
31 被測定試料
32 テーブル
33 光源ランプ
34 測光手段
35 レンズ
36 絞り機構
37 バンドパスフィルター
38 接眼レンズ部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
石炭含有岩石試料を研磨処理して被観察面を形成し、
当該被観察面を200〜1000倍の倍率で観察し、当該被観察面において露出する、内側に凸の2つの辺により区画された角状形状を有する角部保有粒子をビトリニット粒子として判別し、
当該判別されたビトリニット粒子の表面領域における反射率を測定することを特徴とするビトリニット反射率測定方法。 A method for measuring the reflectance of vitrinite contained in a coal-containing rock sample,
Polishing a coal-containing rock sample to form an observation surface,
Observing the surface to be observed at a magnification of 200 to 1000 times, distinguishing the corner-containing particles having an angular shape defined by two inwardly convex sides exposed on the surface to be observed as vitrinite particles,
A method of measuring vitrinite reflectivity, comprising measuring the reflectivity in the surface region of the discriminated vitrinite particles.
測光手段としてフォトダイオードを備えてなり、
落射光の直径を75μm以下とすることができると共に、測光エリアの直径を10μm以下とすることができることを特徴とするビトリニット反射率測定装置。 A measuring device used in the vitrinite reflectance measuring method according to claim 1 or 2,
A photodiode is provided as a photometric means,
A vitrinite reflectance measuring apparatus characterized in that the diameter of incident light can be 75 μm or less and the diameter of a photometric area can be 10 μm or less.
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