各位好，从本期开始，因应我司LIBSMapping+RamanMapping+自动对焦双模态系统的推出，从本期开始，我们可以和大家分享LIBSMapping元素分析技术联合RamanMapping分子光谱技术在相关应用场景上的情况，特别是同坐标系的采集与叠层图，更可以为大家带来完全不一样的信息。

      本期为第一期，地质学与行星物质的微观解密，暨长工作距离LIBS-Raman同点位联用系统在复杂地质样品微区分析中的优势与应用展望。

摘要：地质样品，尤其是地外物质和珍贵矿标，其微观结构承载着揭示地球乃至太阳系演化历史的密钥。然而，其复杂、不规则且多相共生的特性对分析技术提出了严峻挑战。本文详细阐述了基于长工作距离、自动对焦与同点位测试的激光诱导击穿光谱（LIBS）与拉曼光谱（Raman）联用技术，如何为解决这些挑战提供一种强有力的微区分析方案。文章深入分析了该技术在地质学、行星科学、矿床学等领域的应用潜力，并对其技术优势、实现路径及未来发展方向进行了展望。

正文：

1. 引言

       地质学研究的基础在于对岩石、矿物等固体样品的精确解析。传统的地球化学与矿物学分析通常依赖于电子探针（EPMA）、扫描电镜-能谱（SEM-EDS）和二次离子质谱（SIMS）等技术。这些技术虽各具优势，但往往需要复杂的样品制备（如抛光薄片）、高真空环境，且难以同时获取元素的含量分布与矿物的分子结构信息。对于珍贵且不允许破坏性制备的样品（如陨石、月球样品），或需要原位分析粗糙表面的场景（如野外地质勘察），传统技术的局限性尤为突出。LIBS-Raman联用技术，特别是集成了长工作距离、高精度显微和自动对焦功能的系统，为实现复杂地质样品的原位、微损、多维度分析开辟了新途径。

2. 技术优势深度剖析

     LIBS-Raman联用技术的核心竞争力在于其信息维度的互补性。LIBS提供元素的定性与半定量信息，对轻元素（如Li、Be、B）尤其敏感；而Raman提供分子振动“指纹”，精确鉴定矿物相、官能团及晶体结构。二者的同点位测试，确保了数据空间的绝对一致性。

• 长工作距离物镜：此设计是分析非平整地质样品的基石。它允许物镜与样品表面保持数厘米的安全距离，完美规避了碰撞粗糙、尖锐样品表面的风险。这使得直接分析未抛光的岩芯、手标本、甚至大型固定展品成为可能，最大限度地保持了样品的原始地质信息。

• 高精度显微与同点位关联：系统集成高分辨率光学显微镜，首先对待测区域进行宏观观察和数字成像。用户可轻松识别出感兴趣的微区，如矿物结核、熔脉、流体包裹体或不同矿物的接触边界。通过高精度的电动位移台和视觉定位算法，系统可确保LIBS的高能脉冲激光与Raman的激发激光精确地打在同一微米级点位上。这意味着，分析者可以确信所测得的元素组成（如高的Fe/Mg比）与所测得的分子结构（橄榄石的Raman特征峰）100%来源于同一矿物颗粒，无需担心因样品移动或定位误差导致的错误关联。

• 自动对焦技术：在地质样品Mapping扫描过程中，样品表面的高度起伏是不可避免的。自动对焦功能通过激光三角测距或图像对比度分析，实时追踪样品表面的Z轴高度变化，并动态调整物镜焦距。这确保了在整个扫描过程中，激光焦点始终精准地落在样品表面，从而获得信号强度稳定、空间分辨率一致的LIBS等离子体和Raman散射信号，生成无畸变、高保真的元素与分子分布图像。

3. 应用场景设想

• 陨石与行星物质研究：火星车（如“毅力号”）上的SuperCam仪器已证明了LIBS-Raman联用的巨大价值。在实验室中，该技术可对陨石切片进行高分辨率Mapping。例如，在碳质球粒陨石中，可同时绘制出H、C、O等轻元素的分布（LIBS）与含水矿物（如粘土）、有机分子（Raman）的分布，直接将元素丰度与矿物学特征关联，为研究太阳系早期的水岩作用和有机物形成提供关键证据。
• 矿床学与成矿过程研究：通过对矿石光片的分析，可以精确定位稀有金属元素（如Li、稀土元素）的富集区（LIBS），并立即鉴定这些元素是赋存于独立的矿物相（如锂辉石、磷钇矿）中，还是以类质同象形式存在于其他矿物晶格内（Raman）。这对于指导选矿工艺和理解热液成矿过程至关重要。
• 流体包裹体分析：流体包裹体是封存古流体的“时间胶囊”。长工作距离物镜允许对位于样品较深部位的包裹体进行分析。可先用Raman无损鉴定包裹体中的子矿物和气相成分（如CO2、CH4），再对同一包裹体进行微损LIBS分析，通过逐层剥蚀获取Na、K、Ca、Mg等主量元素的成分信息，从而更全面地重建古流体的温度和盐度。

4. 技术挑战与展望

     尽管前景广阔，该技术仍面临一些挑战：LIBS的微损性要求对珍贵样品需谨慎选择测试点位；两种光谱数据的深度融合与化学计量学处理需要开发更先进的算法；建立涵盖地质材料的标准LIBS-Raman联合数据库是未来的重要工作。未来，该系统与三维重建、人工智能相结合，将有望实现地质样品的全息化、智能化分析。

5. 结论

    集成长工作距离、自动对焦和同点位测试的LIBS-Raman联用系统，是地质微区分析技术的一次重要飞跃。它以其独特的原位、多维、微损分析能力，为我们揭开地球和行星的奥秘提供了一枚前所未有的强大透镜，必将推动地质学、行星科学及相关领域研究向更深层次发展。

     我司新近推出的LIBSMapping+RamanMapping双模态光谱测试系统，搭配自动对焦模组，可以对岩石，土壤等中的元素和有机物等进行检测，并且生成叠层图，可以为您的科研工作带来更大的帮助。

设备介绍

图 1 LIBSMapping+RamanMapping光路示意图

图2 设备实物图