[發(fā)明專利]一種裂變徑跡薄片的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510259524.7
• 申請(qǐng)日: 2015-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN104942660B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常健;邱楠生;劉念;周圓圓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)(北京)
• 主分類號(hào): B24B1/00
• 分類號(hào): B24B1/00
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 姚亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地質(zhì)、裂變徑跡和晶體光學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種裂變徑跡薄片的制備方法。

背景技術(shù)

裂變徑跡方法是地學(xué)領(lǐng)域常用的一種熱定年技術(shù)，已被廣泛地用于研究造山帶隆升史、沉積盆地構(gòu)造-熱演化、地貌地形演化等地質(zhì)問(wèn)題。什么是裂變徑跡呢？自然界中，磷灰石、鋯石等礦物內(nèi)含有的放射性元素U²³⁸在地質(zhì)歷史時(shí)期一直發(fā)生著裂變，裂變產(chǎn)生的兩個(gè)帶電粒子會(huì)向相反方向運(yùn)動(dòng)，受電荷排斥作用影響沿粒子運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)產(chǎn)生一個(gè)被擾動(dòng)區(qū)域，造成晶格破壞(即輻射損傷)，經(jīng)化學(xué)蝕刻后，這些輻射損傷就可以在光學(xué)顯微鏡下觀察到，它們就是裂變徑跡。實(shí)驗(yàn)研究表明，礦物內(nèi)的裂變徑跡密度減小和長(zhǎng)度縮短主要與溫度有關(guān)，人們把這種現(xiàn)象稱為退火行為。利用阿倫尼烏斯公式將實(shí)驗(yàn)室條件下的理論認(rèn)識(shí)擴(kuò)展到地質(zhì)歷史時(shí)期，進(jìn)而提出了裂變徑跡熱定年技術(shù)。磷灰石裂變徑跡方法是目前發(fā)展最完善的一種熱定年方法，其封閉溫度為-120℃，對(duì)應(yīng)的部分退火帶為60-120℃。由于磷灰石裂變徑跡的部分退火帶與石油窗具有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)正被普遍用于盆地?zé)崾费芯俊?/p>

裂變徑跡熱定年技術(shù)主要包括兩個(gè)參數(shù)：徑跡年齡和徑跡長(zhǎng)度。裂變徑跡年齡是通過(guò)統(tǒng)計(jì)礦物顆粒表面的自發(fā)徑跡數(shù)計(jì)算得到的。統(tǒng)計(jì)自發(fā)徑跡數(shù)即利用Autoscan自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)(一種專門用于統(tǒng)計(jì)裂變徑跡的光學(xué)顯微鏡)觀察和計(jì)算某一礦物顆粒表面與晶體C軸平行的、與拋光面相交的徑跡蝕刻象的個(gè)數(shù)。徑跡蝕刻象長(zhǎng)軸直徑約1-4μm，短軸直徑約0.5-1.5μm。這種蝕刻象在光學(xué)顯微鏡下即使放大1000倍，用肉眼觀察識(shí)別仍然有一定難度。通常，為了更方便地識(shí)別和統(tǒng)計(jì)徑跡(蝕刻象)，要求制備的磷灰石裂變徑跡薄片拋光面上的樹脂和礦物顆粒表面無(wú)擦痕和凹坑，光滑度達(dá)到微米級(jí)。同時(shí)，光滑的拋光面也利于光學(xué)顯微鏡內(nèi)的反射光和透射光功能更好地作用于礦物顆粒內(nèi)部，從而便于觀察和測(cè)量顆粒內(nèi)部封閉徑跡的長(zhǎng)度。

裂變徑跡薄片制備過(guò)程一般包括固結(jié)顆粒、研磨和拋光三個(gè)階段?，F(xiàn)有的操作方法主要存在以下問(wèn)題：(1)手動(dòng)研磨和拋光易發(fā)生用力不均，從而造成薄片表面不平整；(2)不能隨時(shí)監(jiān)測(cè)研磨和拋光進(jìn)展到什么程度，容易產(chǎn)生研磨和拋光時(shí)間太短或過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，并需要一臺(tái)體視顯微鏡不定期觀察研磨效果。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種裂變徑跡薄片的制備方法，該方法可有效提高裂變徑跡薄片的制樣效率和精度。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種裂變徑跡薄片的制備方法，該方法包括以下步驟：

先用自動(dòng)研磨設(shè)備將薄片初品粗磨至60％-80％顆粒露于薄片表面，再精磨至粗磨露出的顆粒中的50％-70％顆粒的最大面(即與磷灰石晶體長(zhǎng)軸平行方向上其表面積最大的橫截面，見圖3所示)露于薄片表面，然后通過(guò)細(xì)磨、拋光得到裂變徑跡薄片；

所述自動(dòng)研磨設(shè)備設(shè)有可監(jiān)視樣品研磨狀態(tài)的觀察部件。

在上述方法中，細(xì)磨的目的是除去寬度大于2μm的粗擦痕(即擦痕寬度大于2μm)，拋光的目的是除去寬度為0.3-2μm的細(xì)微擦痕；粗擦痕主要是粗磨過(guò)程中在薄片上殘留的擦痕，細(xì)微擦痕主要是精磨過(guò)程中在薄片上殘留的擦痕；這些擦痕包括薄片的樹脂部分和磷灰石顆粒部分的擦痕。

在上述方法中，優(yōu)選地，在所述粗磨操作中，自動(dòng)研磨設(shè)備所用的研磨材料優(yōu)選為粒度為15μm的砂紙，研磨壓力優(yōu)選為15-18N，磨盤轉(zhuǎn)速優(yōu)選為5000-6000rpm；在上述條件下，一般研磨10-15分鐘即可使薄片上大部分磷灰石顆粒暴露于表面。

在上述方法中，優(yōu)選地，在所述精磨操作中，自動(dòng)研磨設(shè)備所用的研磨材料優(yōu)選為粒度為9μm的砂紙，研磨壓力優(yōu)選為15-18N，磨盤轉(zhuǎn)速優(yōu)選為5000-6000rpm；在上述條件下，一般研磨10-15分鐘即可使薄片上大部分磷灰石顆粒的最大面出露于表面。

在上述方法中，優(yōu)選地，在所述細(xì)磨操作中，自動(dòng)研磨設(shè)備所用的研磨材料優(yōu)選為粒度為3μm的砂紙，研磨壓力優(yōu)選為10-12N，磨盤轉(zhuǎn)速優(yōu)選為3000-3500rpm；在上述條件下，一般研磨8-10分鐘即可除去全部粗擦痕。

在上述方法中，優(yōu)選地，其中所述砂紙為金剛石砂紙；研磨中使用潤(rùn)滑劑進(jìn)行潤(rùn)滑，潤(rùn)滑劑優(yōu)選為水；所述自動(dòng)研磨設(shè)備優(yōu)選為L(zhǎng)eica?EM?TXP精磨一體機(jī)。