研究了激光诱导击穿光谱技术在判别未经预处理岩石样品沉积相方面的识别能力.将经地质专家鉴定的27个陆相和14个海相沉积样品作为待分析样品,B的谱线强度及B/Ga、Sr/Ba和Fe/Mn谱线的积分强度比分别作为区分依据用于判别沉积相.由于B、Ga、Sr和Ba在岩石中含量非常低, 而且分布不均,导致少量样品难以区分.Fe和Mn的含量相对较高,因此Fe/Mn能够很好地将陆相和海相沉积样品区分.相对于其它区分依据,Fe II 259.940 nm/Mn II 259.372 nm表现出最好的区分性能.激光诱导击穿光谱技术能够实现录井现场快速、准确判别岩石样品沉积相.

对制备的七种不同湿度的岩屑样品进行实验, 研究了水分含量对激光诱导岩屑等离子体特性的影响以及不同水分含量下样品中各元素浓度值的修正方法.实验分析了Ca II 422.67 nm 谱线强度随岩屑样品含水量的变化, 通过Ca II 和Al I 各自四条谱线的玻尔兹曼图计算了不同水分含量下的等离子体平均温度, 并使用Lorentz拟合Ca II 422.67 nm谱线获得了不同水分含量岩屑等离子体的电子密度.实验结果表明, 随着水分含量的增加, 光谱强度、等离子体温度和电子密度均线性降低, 各元素自由定标模型定量分析结果有较大差异, 但不同水分含量的岩屑等离子体均满足局部热力学平衡的Mc Whirter标准, 自由定标模型可以用于不同水分含量岩屑样品的分析及影响的简单修正.

考虑传统气测录井采用的气相色谱技术分析周期长，辅助设备多，且维修繁琐，本文以差分吸收光谱(DOAS)理论为基础，对石油勘探录井中烷烃气体的实时在线检测开展了系列研究。建立了以PC104为主控制单元的硬件平台，以MFC为框架，并结合最小二乘法、多项式拟合、多线程编程等技术的软件平台，自主研发了SLA-1型红外光谱录井分析仪。利用该仪器实现了光谱信息的采集、显示、保存，烷烃气体浓度的反演，以及串口的实时传输。对该分析仪进行标气的检测其误差小于3%。现场比对实验显示：该仪器运行稳定可靠，能实时反演出烷烃气体的浓度信息，满足录井行业的需求。

激光诱导击穿光谱(LIBS)已经被证明是极具潜力的物质定性、定量分析工具之一。将激光诱导击穿光谱结合自组织映射神经网络技术，引入到石油勘探录井领域，对五类岩心样品（火山灰岩、泥岩、页岩、砂岩、白云岩）进行了岩性自动分类，为以后在录井现场实现岩性在线快速识别奠定基础。使用构造特征变量和主成分分析两种方法对原始光谱进行特征提取，相应的特征参量和主成分分别作为自组织映射神经网络的输入变量。两种输入方式下，神经网络对全部44块岩心样品岩性分类的准确率分别为75%和86%。其中以主成分作为网络输入变量，对火山灰岩、砂岩、白云岩的分类准确率可达100%。实验分析表明：在进一步提高对泥岩和页岩的区分能力后，LIBS有望成为录井领域新的岩性快速识别技术。

激光击穿光谱(LIBS)是一种新的多元素同时探测的技术, 但是光谱的采集时间、延时、门宽、等参数是影响将该技术推向实用化过程中的重要因素。本文利用 LIBS技术对水溶液样品中的金属元素进行了时间演化研究, 并通过对 Al、Cd、Cu、Fe、Pb、 Zn等五种元素的连续背景和采集时段对信噪比的影响分析, 得到了这些元素的连续背景光谱强度只由实验条件决定, 并且在同一个波长位置上的背景光谱强度不受元素种类和浓度的影响; 采用相对较晚的采集延迟时间及相对较宽的采集门宽可以增加 LIBS技术的检测能力, 得到更低的检测限。实验所得的结果为探测工业废水中金属元素的含量的应用研究提供依据。

利用搭建的一套激光击穿光谱测量土壤样品的实验系统，对三峡坝区香溪河段八字门滑坡滑带土壤进行了探测研究。在同一纬度不同海拔高度选取了5个地点采取了土壤样品，对5个样品进行了实验测量，得到了这些土壤样品的光谱图,并对其中的Mg，Al，Si，K等元素进行了定性和定量分析。结果表明，这些元素随着海拔的降低，其含量也逐渐降低。