CN108051266A - 野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法 - Google Patents

野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法，包括以下步骤：定向采集露头砂岩样品并进行原始产状恢复，标定切割方向，根据标定切割方向进行首次切割得到制片样品块，对制片样品块的水平面进行粗磨、细磨、精磨和抛光，粘片，在粘接的载玻片上标定制片样品块的编号和方向，对制片样品块进行二次切样，对二次切样后的薄片的切割面进行粗磨、细磨、精磨与抛光得到定向流体包裹体薄片，对定向流体包裹体薄片进行质量检查。本发明能够有效保留露头砂岩样品的原始方向性，使砂岩样品的方向信息在制作的流体包裹体薄片中得以准确呈现，可为对流体包裹体面的岩相学特征、展布方向、发育期次等方面进行正确的分析提供前提保障。

Description

野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法
技术领域
本发明属于地质勘探技术领域，尤其涉及一种野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法。
背景技术
天然裂缝既能为油气运移和流体渗流提供主要的通道，又可作为油气聚集的重要储集空间，从而决定储层裂缝的发育特征控制着油气的分布与聚集规律。因此，储层裂缝研究一直是石油地质学研究领域的热点问题之一。尤其近年来，随着对地壳流体研究的不断深入，地质学家深刻地认识到在流体和流体参与下发生的水～岩化学作用(胶结、溶解等)对裂缝的形成和演化具有重要的影响，并逐渐形成了在对裂缝几何学、运动学、动力学分析的基础上，加强与裂缝相关水～岩化学作用研究的格局，以深化认识裂缝的成因、形成环境、分布与发育规律等裂缝属性。
其中，流体包裹体面(Fluid Inclusion Planes，简称FIP)，是从显微角度入手研究裂缝相关水～岩化学作用的关键方法之一。它是指组成岩石的矿物颗粒受构造运动的影响产生大量的变形结构和显微裂隙，随后在愈合过程中捕获地壳流体(油、气、水等)而形成的赋存于矿物颗粒微裂隙中呈线状排列的流体包裹体组合，其蕴含有构造和流体的双重含义，是将构造事件与流体演化相联系的统一体：一方面通过对岩石中流体包裹体面的优势定向方位进行研究，可以获得与特定流体活动有关的构造应力场特征；另一方面，通过对流体包裹体面中的包裹体进行研究，可以获得与特定的构造应力场对应的古流体性质(温度、压力、成分)、流体来源等方面的信息。因此，流体包裹体面的正确分析对裂缝及裂缝相关的水～岩化学作用研究具有非常重要的意义。
目前，国内外对流体包裹体面的研究多局限于在岩浆岩(如花岗岩)体系中的应用，而其在含油气盆地及砂岩储层裂缝研究中的系统应用却鲜有涉及，即使有相关研究也是仅仅基于未定向的流体包裹体薄片，对其中的流体包裹体面特征进行常规的岩相学观察与描述并选取特定的流体包裹体进行后续的流体地球化学测试分析。这种缺乏方向性的流体包裹体面研究只是侧重于与裂缝相关的地壳流体的研究，而忽视了流体包裹体面所具有的独特的构造属性，不能很好地诠释构造裂缝与地壳流体的相互作用，甚至会得出错误的研究结论。
由此可见，能否基于现有技术中的不足，提供一种野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法，既能有效的保留样品在野外露头的原始方向信息，又可以完整的保存流体包裹体面中的流体信息，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明针对上述的技术问题，提出一种野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法，包括以下步骤：
步骤一：定向采集露头砂岩样品：采集砂岩样品，记录所述砂岩样品所在砂岩地层及其周围发育的裂缝的产状信息，在所述砂岩样品上标出方位信息，所述方位信息包括水平方位线、地理北极方向线、第一顶面和第一底面；
步骤二：恢复砂岩样品原始产状并标定切割方向：根据所述产状信息和所述方位信息对砂岩样品进行野外原始产状恢复，标定样品的切割方向，所述切割方向包括水平切割方向和垂直切割方向，沿所述水平切割方向标定水平切割方向线，沿所述垂直切割方向标定垂直切割方向线，所述水平切割方向线与所述水平方位线相平行，所述垂直切割方向线与地理北极方向线相平行；
步骤三：首次切样：先沿所述水平切割方向线将所述砂岩样品切割成两部分，沿所述水平切割方向线切割的面为水平面即为第二底面，取有所述步骤一标记的第一顶面的部分沿所述垂直切割方向线切割，沿垂直切割方向线切割的面为铅垂面，取切割后的砂岩样品进行修边处理并经超声波清洗、烘干得到呈长方体的制片样品块，所述制片样品块中与水平面相对的面为第二顶面，所述第二顶面上开设有与地理北极方向线相平行且靠近所述铅垂面的线性开槽，所述线性开槽的开口指向所述地理北极方向；
步骤四：对所述水平面进行粗磨、细磨、精磨和抛光；
步骤五：制片样品块粘片：对经粗磨、细磨、精磨和抛光的水平面上涂覆粘片胶并粘接载玻片；
步骤六：载玻片上标定制片样品块的编号和方向：在所述载玻片的背面靠近与铅垂面相接的侧边处刻画有与所述侧边相平行的指示线，且所述指示线在靠近线性开槽的开口的一端刻画有箭头，所述箭头指向地理北极方向，同时在载玻片的背面刻画所述制片样品块的编号；
步骤七：二次切样：针对所述制片样品块切割出厚度为0.8mm～1mm的岩石薄片；
步骤八：经超声波清洗后对薄片的切割面进行粗磨、细磨、精磨与抛光得到野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片。
所述采集砂岩样品包括以下步骤：采集的所述砂岩样品应包含裂缝面或在裂缝的附近区域，并位于砂岩露头的新鲜面。
作为优选：如所述砂岩样品包含裂缝面或岩层面，则在所述步骤一中还需在砂岩样品上标出裂缝面或岩层面；所述产状信息的记录方法包括以下步骤：在采集砂岩样品时，测量砂岩样品所在呈倾斜状地层的倾向和倾角，或所在呈水平状地层的地理北极方向；测量砂岩样品周围发育的中、低角度裂缝的倾向和倾角信息以及高角度裂缝或近垂直裂缝的走向信息。
其中，所述中、低角度裂缝为倾角在70°以下的裂缝，所述高角度裂缝为倾角大于70°且小于90°的裂缝，所述近垂直裂缝为倾角接近90°的裂缝。
作为优选：取采集的砂岩样品经原始产状恢复的方法包括以下步骤：根据产状信息，结合砂岩样品的水平方位线、地理北极方向线、第一顶面和第一底面的信息，对砂岩样品进行野外原始产状恢复，如砂岩样品中含有层理时，原始产状恢复需考虑所述层理信息。
作为优选：所述首次切样的步骤中，切割的方法包括以下步骤：取切片机调节切样刀片转速至稳定后，先将切样刀片对准标定的水平切割方向线，均匀缓慢地向切样刀片方向匀速推进砂岩样品，将所述砂岩样品切割成两部分，取有所述步骤一标记的第一顶面的部分，将切样刀片对准标定的垂直切割方向线，均匀缓慢地向切样刀片方向匀速推进砂岩样品，得到切割后的砂岩样品。
作为优选：沿所述水平切割方向线切割后所得水平面的尺寸大于或等于长为48mm、宽为28mm的标准薄片的尺寸。
作为优选：所述呈长方体的制片样品块的长为40mm，宽为25mm，高为20mm。
作为优选：所述制片样品块的宽为制片样品块中铅垂面的长边，且与所述地理北极方向线相平行。
作为优选：对所述水平面进行粗磨、细磨、精磨和抛光的方法包括以下步骤：先取120目金刚砂作为研磨粉在磨片机的研磨盘上对所述水平面进行粗磨，待完成后取400目金刚砂作为研磨粉在研磨盘上对所述水平面进行细磨，然后取W5型号的碳化硼作为研磨粉在玻璃板上对所述水平面进行精磨，最后取分析纯氧化铬、水和W1型号金刚石抛光膏混合配制成混合液作为抛光液在抛光机的抛光盘上对所述水平面进行抛光，当所述粗磨、细磨、精磨与抛光各个阶段完成之后，均需要对所述制片样品块进行超声波清洗。
作为优选，所述二次切样的切割方法包括以下步骤：选择带有精密千分尺和载玻片夹具的精密切割机对粘接有载玻片的制片样品块进行二次切样，以凡士林作为粘合剂涂抹于载玻片与夹具的贴合面，并将所述载玻片固定在夹具中，手动调整千分尺以调节粘接有载玻片的制片样品块与切样刀片的距离，使切出的所述岩石薄片厚度为0.8mm～1mm。
作为优选：所述对薄片的切割面进行粗磨、细磨、精磨与抛光的方法包括以下步骤：先取120目金刚砂作为研磨粉在磨片机的研磨盘上对所述薄片的切割面进行粗磨，待完成后取400目金刚砂作为研磨粉在研磨盘上对所述薄片的切割面进行细磨至所述薄片呈透亮状，然后取W5型号的碳化硼作为研磨粉在玻璃板上对所述薄片的切割面进行精磨至薄片中的石英颗粒的最高干涉色呈现蓝色或紫色，最后取分析纯氧化铬、水和W1型号金刚石抛光膏混合配制成混合液作为抛光液在抛光机的抛光盘上对所述薄片的切割面进行抛光后得到野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片，当所述粗磨、细磨、精磨与抛光各个阶段完成之后，均需要对所述薄片进行超声波清洗。
作为优选：经精磨后的所述薄片的厚度为0.09mm～0.1mm；经抛光后的所述定向流体包裹体薄片的厚度为0.06mm-0.08mm。
作为优选：所述薄片的超声波清洗方法包括以下步骤：以蒸馏水为清洗液，在超声波清洗机中先装入1/3清洗槽体积的蒸馏水，然后选取高于超声波清洗槽的烧杯，在其中装入2/3烧杯体积的蒸馏水，并将所述烧杯置于所述超声波清洗机中，把待清洗的所述薄片斜靠于烧杯壁上，打开电源进行2～3分钟的超声波清洗，以去除二次切样后残留在薄片表面的岩屑。清洗时间不宜过长，以避免薄片因过度的超声波振荡而产生局部脱胶，从而影响薄片的质量。
作为优选：所述野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法还包括步骤九：质量检查：利用偏光显微镜对所述定向流体包裹体薄片进行观察，以单偏光下矿物颗粒表面是否洁净明亮、无刀片划痕，是否清楚地看到捕获在矿物颗粒或胶结物中的流体包裹体的形态以及包裹体中气、液、固相界线为准评价定向流体包裹体薄片的质量；如果上述某一方面不达标，则视为定向流体包裹体薄片质量不合格，需要再次对定向流体包裹体薄片进行抛光直至合格，合格所述定向流体包裹体薄片的厚度为0.06mm～0.08mm。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
1、本发明提供的野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法，从最初的野外砂岩样品的定向采集、室内对砂岩样品原始产状的恢复、样品切割方向的标定到样品的首次切样，粘样及粘样之后在载玻片上标定样品的方向等一系列制片环节，均有效保留露头砂岩样品的原始方向性，使砂岩样品的方向信息在制作的流体包裹体薄片中得以准确呈现。
2、利用本发明制作的野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片，兼有定向岩石薄片和普通流体包裹体薄片的双重用途，一方面不仅可以有效地保留砂岩样品在野外的原始方向信息，另一方面又可以完整地保存样品中的流体包裹体信息，从而使砂岩样品中发育的流体包裹体面所蕴含的构造和地壳流体的双重属性得以完整体现。
3、利用本发明制作出的野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片，因具有方向性，可为在偏光显微镜下系统地对流体包裹体面的岩相学特征、展布方向、发育期次等方面进行正确的分析提供前提保障，也为后续对流体包裹体面进行各项构造和流体地球化学实验分析提供更加准确、可靠的数据，进而有利于深化认识裂缝的成因、形成环境、后期充填演化、分布与发育规律等裂缝属性。
附图说明
图1为本发明的野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法流程示意图；
图2为本发明具体实施例采集的砂岩样品的结构示意图；
图3为本发明具体实施例所述砂岩样品沿水平切割方向线切割后的结构示意图；
图4为本发明具体实施例图3所示砂岩样品沿垂直切割方向线切割后的结构示意图；
图5为本发明具体实施例图4所示砂岩样品中预设制片样品块的结构示意图；
图6为本发明具体实施例所述制片样品块的结构示意图。
1、水平方位线；2、地理北极方向线；3、第一顶面；4、第一底面；5、水平切割方向线；6、垂直切割方向线；7、水平面；8、铅垂面；9、线性开槽；10、制片样品块；11、第二顶面。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
一种野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一：定向采集露头砂岩样品：如图2所示，采集砂岩样品，记录所述砂岩样品所在砂岩地层及其周围发育的裂缝的产状信息，在所述砂岩样品上标出方位信息，所述方位信息包括水平方位线1、地理北极方向线2、第一顶面3和第一底面4；
步骤二：恢复砂岩样品原始产状并标定切割方向：在室内，根据所述产状信息和所述方位信息对砂岩样品进行野外原始产状恢复，在此基础上，标定样品的切割方向，如图2所示，所述切割方向包括水平切割方向和垂直切割方向，沿所述水平切割方向标定水平切割方向线5，沿所述垂直切割方向标定垂直切割方向线6，所述水平切割方向线5与所述水平方位线1相平行，所述垂直切割方向线6与地理北极方向线2相平行；
步骤三：首次切样：如图3和图4所示，先沿所述水平切割方向线5将所述砂岩样品切割成两部分，沿所述水平切割方向线5切割的面为水平面7，所述水平面即为第二底面，取有所述步骤一标记的第一顶面3的部分沿所述垂直切割方向线6切割，沿垂直切割方向线6切割的面为铅垂面8，如图5和图6所示，取切割后的砂岩样品进行修边处理并经超声波清洗、烘干得到呈长方体的制片样品块，所述制片样品块10中与水平面7相对的面为第二顶面11，所述第二顶面11上开设有与地理北极方向线2相平行且靠近所述铅垂面8的线性开槽9，所述线性开槽9的开口指向所述地理北极方向；
步骤四：对所述水平面7进行粗磨、细磨、精磨和抛光；
步骤五：制片样品块10粘片：对经粗磨、细磨、精磨和抛光的水平面7上涂覆粘片胶并粘接载玻片；
步骤六：载玻片上标定制片样品块10的编号和方向：在所述载玻片的背面靠近与铅垂面8相接的侧边处刻画有与所述侧边相平行的指示线，且所述指示线在靠近线性开槽9的开口的一端刻画有箭头，所述箭头指向地理北极方向，同时在载玻片的背面刻画所述制片样品块10的编号；
步骤七：二次切样：针对所述制片样品块10切割出厚度为0.8mm-1mm的岩石薄片；
步骤八：经超声波清洗后对薄片的切割面进行粗磨、细磨、精磨与抛光得到野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片。
需要具体说明的是，上述步骤中所述的地理北极方向为砂岩样品在野外的地理北极方向，地理北极方向线2为带有指向箭头即指向地理北极方向的直线。本发明中的线性开槽9具有以下三个指示作用：(1)能够指示出离线性开槽9近且与其平行的面为铅垂面8，即与地理北极方向线2平行的面；(2)线性开槽9所在的直线位于开口处的端部指示了地理北极方向；(3)线性开槽9所在的面指示了制片样品块10的第二顶面11，以利于后续对薄片的方向，也就是刻画指示线进行准确快速地标定；
所述载玻片背面刻画的指示线具有以下两个指示作用：(1)与指示线紧邻的铅垂面8与载玻片相交的侧边代表制片样品块10在野外的地理北极方向线2；(2)指示线的箭头指向砂岩样品在野外的地理北极方向。
所述砂岩样品首次切样结束后，需要将取得的制片样品块10直接放入超声波清洗机中进行约2～3分钟的超声波清洗，以去除残留在样品表面及颗粒孔隙中的细小岩石碎屑，选取蒸馏水为超声波清洗液。清洗完毕后，将切割的制片样品块10及切割剩余的残样按制片样品清单的顺序摆放在样品托盘中，并将其放入干燥箱进行烘干，干燥箱对制片样品块10及残样进行烘干时的温度应不超过50℃，以免温度过高造成对制片样品块10及残样中流体包裹体所具有的原始热力学性质的破坏。待制片样品块10及残样烘干之后，选用油漆笔在制片样品块的第二顶面11写上样品编号。该步操作完成之后，将其按顺序放置在样品托盘上，并把剩余的残样密封保存在之前的样品袋中收回。
在一可选实施例中，如所述砂岩样品包含裂缝面或岩层面，则在所述步骤一中还需在砂岩样品上标出裂缝面或岩层面。
在一可选实施例中，所述采集砂岩样品包括以下步骤：采集的所述砂岩样品应包含裂缝面或在裂缝的附近区域，并位于砂岩露头的新鲜面。
在一可选实施例中，所述产状信息的记录方法包括以下步骤：在采集砂岩样品时，测量砂岩样品所在呈倾斜状地层的倾向和倾角，或所在呈水平状地层的地理北极方向；测量砂岩样品周围发育的中、低角度裂缝的倾向和倾角信息以及高角度裂缝或近垂直裂缝的走向信息。
需要进一步说明的是，所述中、低角度裂缝为倾角在70°以下的裂缝，所述高角度裂缝为倾角大于70°且小于90°的裂缝，所述近垂直裂缝为倾角接近90°的裂缝。
在一可选实施例中，取采集的砂岩样品经原始产状恢复的方法包括以下步骤：根据所述产状信息，结合砂岩样品的水平方位线1、地理北极方向线2、第一顶面3和第一底面4的信息，对砂岩样品进行野外原始产状恢复，如砂岩样品中含有层理时，原始产状恢复需考虑所述层理信息。
在一可选实施例中，所述首次切样的步骤中，切割的方法包括以下步骤：取切片机调节切样刀片转速至稳定后，先将切样刀片对准标定的水平切割方向线5，均匀缓慢地向切样刀片方向匀速推进砂岩样品，将所述砂岩样品切割成两部分，取有所述步骤一标记的第一顶面3的部分，将切样刀片对准标定的垂直切割方向线6，均匀缓慢地向切样刀片方向匀速推进砂岩样品，得到切割后的砂岩样品。
需要具体说明的是，所述切样刀片的转速应选用可对砂岩样品进行顺利切割的转速为宜。切样刀片的转速不能太慢，以避免切样耗时长，效率低；同时其转速也不能太快，以免引起刀片的振动幅度过大而在切样时造成刀片的变形破损，而降低刀片的使用寿命。
在一可选实施例中，沿所述水平切割方向线5切割后所得水平面7的尺寸大于或等于长为48mm、宽为28mm的标准薄片的尺寸。
在一可选实施例中，所述呈长方体的制片样品块10的长为40mm，宽为25mm，高为20mm。
在一可选实施例中，所述制片样品块10的宽为制片样品块10中铅垂面8的长边，且与所述地理北极方向线2相平行。
需要具体说明的是，选择铅垂面8的长边作为制片样品块10的宽，以便后续对薄片中样品的方向进行标定。
在一可选实施例中，对所述水平面7进行粗磨、细磨、精磨和抛光的方法包括以下步骤：先取120目金刚砂作为研磨粉在磨片机的研磨盘上对所述水平面7进行粗磨，待完成后取400目金刚砂作为研磨粉在研磨盘上对所述水平面7进行细磨，然后取W5型号的碳化硼作为研磨粉在玻璃板上对所述水平面7进行精磨，最后取分析纯氧化铬、水和W1型号金刚石抛光膏混合配制成混合液作为抛光液在抛光机的抛光盘上对所述水平面7进行抛光，当所述粗磨、细磨、精磨与抛光各个阶段完成之后，均需要对所述制片样品块10进行超声波清洗。
需要进一步说明的是，上述120目金刚砂研磨粉的粒度为125μm，400目金刚砂研磨粉的粒度为38μm，W5型号的碳化硼研磨粉的粒度为5～3.5μm，W1型号金刚石抛光膏的粒度为1～0.9μm。
在一可选实施例中，所述每一个磨片机的研磨盘上只能固定用一种粒度的金刚砂研磨粉，不能将不同粒度的金刚砂研磨粉混到同一研磨盘中使用；所述金刚砂研磨粉和碳化硼研磨粉在使用之前，需要分别与蒸馏水混合搅匀以制成研磨液，在使用时用药匙取适量研磨液洒在研磨盘或玻璃板上即可；所述对制片样品块10的水平面7进行精磨时，将样品放在洒有碳化硼研磨液的玻璃板上按走“8”字路线对水平面7进行精磨，以确保水平面7各个部位精磨均匀；所述抛光机的抛光盘上需要覆盖一层抛光布，抛光布的材质以选用带有绒毛的平绒或丝绒的抛光布为最佳；所述分析纯氧化铬、蒸馏水和W1型号金刚石抛光膏需按照使用说明规定的比例混合，以制成抛光液，并将其装入洗瓶中，在进行抛光操作时，将抛光液均匀喷洒在抛光布上以润湿抛光布；
所述对制片样品块10的水平面7进行抛光时，需要将样品放在喷洒有抛光液的抛光布上并沿抛光盘转动的反方向按压移动样品进行抛光，手指按压制片样品块10的力度要适中均匀，并且在抛光过程中多次对调样品的左右方向进行按压，以保证对制片样品块10的水平面7各个部位抛光均匀一致，进而制作出高质量的抛光表面；所述高质量的抛光表面应该以在日光灯下抛光面光亮如镜，且反光相对较强为准。
在一可选实施例中，所述制片样品块10粘片具体包括以下步骤：将制片样品块10中经抛光后的水平面7朝上，将粘片胶沿着水平面7的一条长边进行涂胶，为防止胶水固化，立刻用载玻片中毛玻璃面的一端与涂抹有粘片胶的水平面7长边相接触，并缓慢地将载玻片放下盖在水平面7上，并用镊子轻轻按压载玻片使水平面7的胶水涂匀，以避免粘片胶中带有气泡而影响制片效果。
需要具体说明的是，所述粘片胶为不发荧光或荧光性很弱的粘片胶，优选的，所述粘片胶为T～1型502粘合剂。所述载玻片中毛玻璃面的制作方法如下：选取400目的金刚砂作为研磨粉在研磨盘上对载玻片的一面进行研磨，以研磨成毛玻璃面。然后将载玻片放入超声波清洗机进行清洗，以蒸馏水为清洗液，以去除载玻片表面的金刚砂研磨粉等杂质。将清洗之后的载玻片放入干燥箱进行烘干以备待用，烘干温度设定为60℃。所述对制片样品块10进行粘片后，需要按制片样品清单的顺序将其摆放在样品托盘中，并放入干燥箱对样品进行烘干，以使粘片胶迅速固化并保障粘合面粘结牢固，烘干温度以不超过50℃为宜。
在一可选实施例中，所述二次切样的切割方法包括以下步骤：选择带有精密千分尺和载玻片夹具的精密切割机对粘接有载玻片的制片样品块10进行二次切样。以凡士林作为粘合剂涂抹于载玻片与夹具的贴合面，并将所述载玻片固定在夹具中，同时，手动调整千分尺以调节粘接有载玻片的制片样品块10与切样刀片的距离，使切出的所述岩石薄片厚度为0.8mm-1mm；
在一可选实施例中，对所述薄片的切割面进行粗磨、细磨、精磨与抛光的方法包括以下步骤：先取120目金刚砂作为研磨粉在磨片机的研磨盘上对所述薄片的切割面进行粗磨，待完成后取400目金刚砂作为研磨粉在研磨盘上对所述薄片的切割面进行细磨至所述薄片呈透亮状，然后取W5型号的碳化硼作为研磨粉在玻璃板上对所述薄片的切割面进行精磨至薄片中的石英颗粒的最高干涉色呈现蓝色或紫色，最后取分析纯氧化铬、水和W1型号金刚石抛光膏混合配制成混合液作为抛光液在抛光机的抛光盘上对所述薄片的切割面进行抛光后得到野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片，当所述粗磨、细磨、精磨与抛光各个阶段完成之后，均需要对所述薄片进行超声波清洗。
需要进一步说明的是，所述对薄片的切割面进行抛光时，需要将薄片放入固定尺寸的薄片卡槽中对其在抛光布上进行抛光。
在一可选实施例中，经精磨后的所述薄片的厚度为0.09mm～0.1mm；经抛光后的所述定向流体包裹体薄片的厚度为0.06mm-0.08mm。
在一可选实施例中，所述薄片的超声波清洗方法包括以下步骤：以蒸馏水为清洗液，在超声波清洗机中先装入1/3清洗槽体积的蒸馏水，然后选取一个高度高于超声波清洗槽的小烧杯，在其中装入2/3烧杯体积的蒸馏水，并将所述烧杯置于所述超声波清洗机中，随后把待清洗的薄片用镊子夹住将其斜靠放在烧杯壁上，打开电源进行2～3分钟的超声波清洗，以去除二次切样后残留在薄片表面的岩屑。清洗时间不宜过长，以避免薄片因过度的超声波振荡而产生局部脱胶，从而影响薄片的质量。
在一可选实施例中，所述野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法还包括步骤九：质量检查：利用偏光显微镜对所述定向流体包裹体薄片进行观察，以单偏光下矿物颗粒表面是否洁净明亮、无刀片划痕，是否清楚地看到捕获在矿物颗粒或胶结物中的流体包裹体的形态以及包裹体中气、液、固相界线为准来综合评价定向流体包裹体薄片的质量；如果上述某一方面不达标，则视为定向流体包裹体薄片质量不合格，需要再次对定向流体包裹体薄片进行抛光直至合格，合格所述定向流体包裹体薄片的厚度为0.06mm-0.08mm。
实施例：为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的一种野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法，下面将结合具体实施例进行描述。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
一种野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一：定向采集露头砂岩样品：首先对野外砂岩露头进行整体踏勘，明确研究区砂岩地层和其中裂缝的宏观展布特征，通过对比分析，选取典型的裂缝发育区进行砂岩样品的定向采集；所述定向采集的砂岩样品应尽量包含裂缝面，或在裂缝的附近区域采样，并且选取的采样位置位于砂岩露头的新鲜面；记录砂岩样品所在砂岩地层及其周围发育的裂缝的产状信息，对于倾斜地层，需要测量出地层的倾向和倾角；对于近水平及水平地层，仅需明确地层的地理北极方向；针对倾角小于70°的中、低角度裂缝，需要测量出裂缝的倾向和倾角；对于倾角大于70°且小于90°的高角度裂缝或者倾角接近90°的近垂直裂缝，仅测量裂缝的走向信息即可；如图2所示，所述定向采集的砂岩样品上需要标出方位信息，包括：水平方位线1、地理北极方向线2、第一顶面3和第一底面4；若采集到的样品包含有裂缝面或岩层面时，还需在砂岩样品上对裂缝面或岩层面进行标明；对采集的砂岩样品进行装袋密封保存，并在样品袋上按照“采样地点+采样次序”的形式注明样品编号，例如，在X区域采集的第N块样品，其编号为：X～N。
步骤二：恢复砂岩样品原始产状：在室内，根据野外测量的对应的地层产状和相关裂缝的产状，结合砂岩样品的水平方位线1、地理北极方向线2、第一顶面3和第一底面4的方位信息，对定向砂岩样品进行野外原始产状的复原。若砂岩样品中含有层理时，可将层理特征作为样品原始产状恢复时的附加参考信息。
步骤三：标定切割方向：如图2所示，根据所述产状信息和所述方位信息对砂岩样品进行原始产状恢复后，标定样品的切割方向，所述切割方向包括水平切割方向和垂直切割方向，沿所述水平切割方向标定水平切割方向线5，保证沿水平切割方向线5切出的水平面7有足够的面积用来制作薄片；沿所述垂直切割方向标定垂直切割方向线6，沿垂直切割方向线6切出的平面应该是一个铅垂面8，所述水平切割方向线5与所述水平方位线1相平行，所述垂直切割方向线6与地理北极方向线2相平行。
步骤四：按序排列砂岩样品：按照制片样品清单的顺序，从上至下，从左至右将标定好切割方向的定向砂岩样品按顺序摆放在样品托盘中，以避免后续制片过程中将不同制片样品混淆。
步骤五：按标定的切割方向首次切样：如图3和图4所示，选用能调节切样刀片转速的大型切片机进行切样，待切样刀片在设定的转速下运转稳定后，双手加持砂岩样品，首先将标定的水平切割方向线5对准切样刀片，均匀缓慢地向切样刀片方向匀速推进以切出一个水平面7，将样品分为两块。然后依据砂岩样品第一顶面3和第一底面4位置，选取有所述步骤一标记的第一顶面3且可以将沿水平切割方向线5切出的水平面7作为第二底面的那一块砂岩样品进行沿垂直切割方向线6的进一步切样，其切样操作方式与沿水平切割方向线5切样的操作方式一致，但必须保证切出的平面为铅垂面8；所述对砂岩样品沿水平切割方向线5和垂直切割方向线6切样后，需对取得的砂岩样品进行修边处理，如图5和图6所示，具体方法如下：除了沿水平切割方向线5和垂直切割方向线6切样得到的水平面7和铅垂面8不做修边处理外，样品其它不规则的面都需要用切样刀片进行修边处理，使通过首次切样程序最终切出的制片样品大致为40mm(长)×25mm×(宽)×20mm(高)的小长方体的制片样品块10，进行修边处理时，尽量使经垂直切割方向线6切割砂岩样品所得到的铅垂面8的长边，作为小长方体的制片样品块10的宽，且该宽边与地理北极方向线2相平行；修边处理结束后，如图6所示，在所述制片样品块10的第二顶面11开设有与地理北极方向线2相平行且靠近所述铅垂面8的线性开槽9，所述线性开槽9的开口指向所述地理北极方向；所述砂岩样品首次切样结束后，将所述制片样品块10直接放入超声波清洗机中进行约2～3分钟的超声波清洗，以去除残留在样品表面及颗粒孔隙中的细小岩石碎屑，选取蒸馏水为超声波清洗液；清洗完毕后，将制片样品块10及切割剩余的残样按序摆放在样品托盘中，并将其放入干燥箱进行烘干；干燥箱对制片样品块10及残样进行烘干时的温度以不超过50℃为宜，以免温度过高造成对制片样品块10及残样中流体包裹体所具有的原始热力学性质的破坏。
步骤六：制片样品块10标号：待制片样品块10烘干之后，选用油漆笔在制片样品块10的第二顶面11写上制片样品块10的编号；该步操作完成之后，将其按顺序放置在样品托盘上，并把剩余的残样密封保存在之前的样品袋中收回。
步骤七：对制片样品块10的水平面7进行粗磨、细磨、精磨和抛光：首先，选用120目粒度为125μm的金刚砂作为研磨粉在磨片机的研磨盘上对水平面7进行粗磨；待粗磨完成之后，选择400目粒度为38μm的金刚砂作为研磨粉在研磨盘上对水平面7进行细磨；然后，选择W5型号粒度为5～3.5μm的碳化硼作为研磨粉对水平面7进行精磨，该步操作需要将碳化硼研磨粉均匀洒在玻璃板上对样品进行精磨；在经过三道研磨程序之后，选用由分析纯氧化铬、水和W1型号粒度为1～0.9μm的金刚石抛光膏配成的混合液作为抛光液在抛光机的抛光盘上对水平面7进行抛光；在每一道粗磨、细磨、精磨及抛光之后，都需要用超声波清洗机对制片样品块10进行清洗，选取蒸馏水为清洗液，以去除制片样品块10上残留的细小岩屑、粘连的金刚砂、碳化硼研磨粉以及抛光粉等杂质；
所述每一个磨片机的研磨盘上只能固定用一种粒度的金刚砂研磨粉，不能将不同粒度的金刚砂研磨粉混到同一研磨盘中使用；
所述金刚砂研磨粉和碳化硼研磨粉在使用之前，需要分别与蒸馏水混合搅匀以制成研磨液，在使用时用药匙取适量研磨液洒在研磨盘或玻璃板上即可；
所述对制片样品块10的水平面7进行精磨时，将样品放在洒有碳化硼研磨液的玻璃板上按走“8”字路线对水平面7进行精磨，以确保水平面7各个部位精磨均匀；
所述抛光机的抛光盘上需要覆盖一层抛光布，抛光布的材质以选用带有绒毛的平绒或丝绒的抛光布为最佳；
所述分析纯氧化铬、蒸馏水和W1型号粒度为1～0.9μm的金刚石抛光膏需按照使用说明规定的比例混合，以制成抛光液，并将其装入洗瓶中，在进行抛光操作时，将抛光液均匀喷洒在抛光布上以润湿抛光布；
所述对制片样品块10的水平面7进行抛光时，需要将制片样品块10放在喷洒有抛光液的抛光布上并沿抛光盘转动的反方向按压移动样品进行抛光，手指按压样品的力度要适中均匀，并且在抛光过程中多次对调样品的左右方向进行按压，以保证对制片样品块10的水平面7各个部位抛光均匀一致，进而制作出高质量的抛光表面；
高质量的抛光表面应该以在日光灯下抛光面光亮如镜，且反光相对较强为准；
所述对水平面7的粗磨、细磨、精磨和抛光过程中，应在按压制片样品的手指上缠上创可贴，对手指皮肤进行保护，避免皮肤因过度摩擦而损伤。
步骤八：制片样品块10粘片：将制片样品块10抛光后的水平面7朝上，用粘片胶沿着水平面7的一条长边进行涂胶，为防止胶水固化，然后立刻用载玻片中毛玻璃面的一端与涂抹有粘片胶的水平面7长边相接触，并缓慢地将载玻片放下盖在水平面7上，并用镊子轻轻按压载玻片使水平面7的胶水涂匀，以避免粘片胶中带有气泡而影响制片效果；所述粘片胶为不发荧光或荧光性很弱的粘片胶，优选所述粘片胶为T～1型502粘合剂；
所述载玻片中毛玻璃面的制作方法如下：选取400目粒度为38μm的金刚砂作为研磨粉在研磨盘上对载玻片的一面进行研磨，以研磨成毛玻璃面；然后将载玻片放入超声波清洗机进行清洗，以蒸馏水为清洗液，以去除载玻片表面的金刚砂研磨粉等杂质。将清洗之后的载玻片放入干燥箱进行烘干以备待用，烘干温度设定为60℃；
所述对制片样品块10进行粘片后，需要按序将其摆放在样品托盘中，并放入干燥箱对样品进行烘干，以使粘片胶迅速固化并保障粘合面粘结牢固，烘干温度以不超过50℃为宜。
步骤九：载玻片上标定制片样品块10的编号和方向：在所述载玻片的背面靠近与铅垂面8相接的侧边处用金刚石笔刻画与所述侧边相平行的指示线，且所述指示线靠近线性开槽9的开口的一端刻画有箭头，所述箭头指向地理北极方向，同时利用金刚石笔将制片样品块10的第二顶面11用油漆笔写的制片样品块10的编号刻画在载玻片的背面；
步骤十：二次切样：选择带有精密千分尺和载玻片夹具的精密切割机对粘样后的制片样品块10进行二次切样，以凡士林作为粘合剂涂抹于载玻片与夹具的贴合面，并将载玻片固定在夹具中，同时，手动调整千分尺以调节制片样品块10与切样刀片的距离，使切出的样品厚度为0.8mm-1mm；
所述二次切样时的切割刀片要比首次切样时所用的切割刀片要薄，可选用厚度为0.25mm的薄切片，同时，二次切样时的切割刀片转速不易太快，以避免因刀片振动幅度过大而导致样品从载玻片上脱落，造成对制片样品的损坏；
所述二次切样后取得的薄片需要进行超声波清洗，具体方法如下：以蒸馏水为清洗液，在超声波清洗机中先装入1/3清洗槽体积的蒸馏水，然后选取一个高度高于超声波清洗槽的小烧杯，在其中装入2/3烧杯体积的蒸馏水，并将该烧杯置于超声波清洗机中，随后把待清洗的岩石薄片用镊子夹住将其斜靠放在烧杯壁上，打开电源进行2～3分钟的超声波清洗，以去除二次切样后残留在薄片表面的岩屑；清洗时间不宜过长，以避免薄片因过度的超声波振荡而产生局部脱胶，从而影响薄片的质量。
步骤十一：对薄片的切割面进行粗磨、细磨、精磨与抛光：先取120目粒度为125μm的金刚砂在磨片机的研磨盘上对所述薄片的切割面进行粗磨，待完成后取400目粒度为38μm的金刚砂在研磨盘上对所述薄片的切割面进行细磨，在细磨过程中，需要不断地透过日光灯观察砂岩薄片的透亮程度，当砂岩薄片达到透亮时，即可停止细磨并进入精磨阶段，然后取W5型号粒度为5-3.5μm的碳化硼作为研磨粉在玻璃板上对所述薄片的切割面进行精磨至薄片中的石英颗粒的最高干涉色呈现蓝色或紫色且所述薄片的厚度为0.09mm-0.1mm，最后取分析纯氧化铬、水和W1型号粒度为1-0.9μm的金刚石抛光膏混合配制成混合液作为抛光液在抛光机的抛光盘上对所述薄片的切割面进行抛光后得到野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片，当所述粗磨、细磨、精磨与抛光各个阶段完成之后，均需要对所述薄片进行超声波清洗。
步骤十二：定向流体包裹体薄片质量检查：利用偏光显微镜对成品野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片进行观察，以单偏光下矿物颗粒表面是否洁净明亮、无刀片划痕，是否清楚地看到捕获在矿物颗粒或胶结物中的流体包裹体的形态以及包裹体中气、液、固相界线等多个方面为准来综合评价成品薄片的质量。如果某一方面不达标，则视为成品薄片质量不合格，需要再次对薄片进行抛光直至合格。同时，合格的成品薄片，其厚度也应该达到0.06mm-0.08mm；将制备好的野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片按照制片样品清单的顺序摆放在薄片盒中保存。
本发明提供的野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法，从最初的野外砂岩样品的定向采集、室内对砂岩样品原始产状的恢复、样品切割方向的标定到样品的首次切样，粘样及粘样之后在载玻片上标定样品的方向等一系列制片环节，均有效保留露头砂岩样品的原始方向性，使砂岩样品的方向信息在制作的流体包裹体薄片中得以准确呈现。其可为在偏光显微镜下系统地对砂岩样品中发育的流体包裹体面的岩相学特征、展布方向、发育期次等方面进行正确的分析提供前提保障，也为后续对流体包裹体面进行各项构造和流体地球化学实验分析提供更加准确、可靠的数据，进而有利于深化认识裂缝的成因、形成环境、后期充填演化、分布与发育规律等裂缝属性。

Claims (10)

1.一种野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：定向采集露头砂岩样品：采集砂岩样品，记录所述砂岩样品所在砂岩地层及其周围发育的裂缝的产状信息，在所述砂岩样品上标出方位信息，所述方位信息包括水平方位线、地理北极方向线、第一顶面和第一底面；
步骤二：恢复砂岩样品原始产状并标定切割方向：根据所述产状信息和所述方位信息对所述砂岩样品进行野外原始产状恢复，标定样品的切割方向，所述切割方向包括水平切割方向和垂直切割方向，沿所述水平切割方向标定水平切割方向线，沿所述垂直切割方向标定垂直切割方向线，所述水平切割方向线与所述水平方位线相平行，所述垂直切割方向线与地理北极方向线相平行；
步骤三：首次切样：先沿所述水平切割方向线将所述砂岩样品切割成两部分，沿水平切割方向线切割的面为水平面，取有所述步骤一标记的第一顶面的部分沿所述垂直切割方向线切割，沿垂直切割方向线切割的面为铅垂面，取切割后的砂岩样品进行修边处理并经超声波清洗、烘干得到呈长方体的制片样品块，所述制片样品块中与水平面相对的面为第二顶面，所述第二顶面上开设有与地理北极方向线相平行且靠近所述铅垂面的线性开槽，所述线性开槽的开口指向所述地理北极方向；
步骤四：对所述水平面进行粗磨、细磨、精磨和抛光；
步骤五：制片样品块粘片：对经粗磨、细磨、精磨和抛光的水平面上涂覆粘片胶并粘接载玻片；
步骤六：载玻片上标定制片样品块的编号和方向：在所述载玻片的背面靠近与铅垂面相接的侧边处刻画有与所述侧边相平行的指示线，且所述指示线在靠近线性开槽的开口的一端刻画有箭头，所述箭头指向地理北极方向，同时在载玻片的背面刻画所述制片样品块的编号；
步骤七：二次切样：针对所述制片样品块切割出厚度为0.8mm～1mm的岩石薄片；
步骤八：经超声波清洗后对薄片的切割面进行粗磨、细磨、精磨与抛光得到野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片。
2.根据权利要求1所述的野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法，其特征在于：所述产状信息的记录方法包括以下步骤：在采集砂岩样品时，测量砂岩样品所在呈倾斜状地层的倾向和倾角，或所在呈水平状地层的地理北极方向；测量砂岩样品周围发育的中、低角度裂缝的倾向和倾角信息以及高角度裂缝或近垂直裂缝的走向信息。
3.根据权利要求2所述的野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法，其特征在于：取采集的砂岩样品经原始产状恢复的方法包括以下步骤：根据产状信息，结合砂岩样品的水平方位线、地理北极方向线、第一顶面和第一底面的信息，对砂岩样品进行野外原始产状恢复，如砂岩样品中含有层理时，原始产状恢复需考虑层理信息。
4.根据权利要求1所述的野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法，其特征在于：所述首次切样的步骤中，切割的方法包括以下步骤：取切片机调节切样刀片转速至稳定后，先将切样刀片对准标定的水平切割方向线，均匀缓慢地向切样刀片方向匀速推进砂岩样品，将所述砂岩样品切割成两部分，取有所述步骤一标记的第一顶面的部分，将切样刀片对准标定的垂直切割方向线，均匀缓慢地向切样刀片方向匀速推进砂岩样品，得到切割后的砂岩样品。
5.根据权利要求1所述的野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法，其特征在于：所述制片样品块的宽为制片样品块中铅垂面的长边，且与所述地理北极方向线相平行。
6.根据权利要求1所述的野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法，其特征在于：对所述水平面进行粗磨、细磨、精磨和抛光的方法包括以下步骤：先取120目金刚砂作为研磨粉在磨片机的研磨盘上对所述水平面进行粗磨，待完成后取400目金刚砂作为研磨粉在研磨盘上对所述水平面进行细磨，然后取W5型号的碳化硼作为研磨粉在玻璃板上对所述水平面进行精磨，最后取分析纯氧化铬、水和W1型号金刚石抛光膏混合配制成混合液作为抛光液在抛光机的抛光盘上对所述水平面进行抛光，当所述粗磨、细磨、精磨与抛光各个阶段完成之后，均需要对所述制片样品块进行超声波清洗。
7.根据权利要求1所述的野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法，其特征在于：所述二次切样的切割方法包括以下步骤：选择带有精密千分尺和载玻片夹具的精密切割机对粘接有载玻片的制片样品块进行二次切样，以凡士林作为粘合剂涂抹于载玻片与夹具的贴合面，并将所述载玻片固定在夹具中，手动调整千分尺以调节粘接有载玻片的制片样品块与切样刀片的距离，使切出的所述岩石薄片的厚度为0.8mm～1mm。
8.根据权利要求1所述的野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法，其特征在于：所述对薄片的切割面进行粗磨、细磨、精磨与抛光的方法包括以下步骤：先取120目金刚砂作为研磨粉在磨片机的研磨盘上对所述薄片的切割面进行粗磨，待完成后取400目金刚砂作为研磨粉在研磨盘上对所述薄片的切割面进行细磨至所述薄片呈透亮状，然后取W5型号的碳化硼作为研磨粉在玻璃板上对所述薄片的切割面进行精磨至薄片中的石英颗粒的最高干涉色呈现蓝色或紫色且所述薄片的厚度为0.09mm～0.1mm，最后取分析纯氧化铬、水和W1型号金刚石抛光膏混合配制成混合液作为抛光液在抛光机的抛光盘上对所述薄片的切割面进行抛光后得到野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片，当所述粗磨、细磨、精磨与抛光各个阶段完成之后，均需要对所述薄片进行超声波清洗。
9.根据权利要求8所述的野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法，其特征在于：所述薄片的超声波清洗方法包括以下步骤：以蒸馏水为清洗液，在超声波清洗机中先装入1/3清洗槽体积的蒸馏水，然后选取高于超声波清洗槽的烧杯，在其中装入2/3烧杯体积的蒸馏水，并将所述烧杯置于所述超声波清洗机中，将待清洗的所述薄片斜靠于烧杯壁上，进行2～3分钟的超声波清洗。
10.根据权利要求1所述的野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法，其特征在于：所述野外露头砂岩样品定向流体包裹体薄片的制作方法还包括步骤九：质量检查：利用偏光显微镜对所述定向流体包裹体薄片进行观察，以单偏光下矿物颗粒表面是否洁净明亮、无刀片划痕，以及是否看到捕获在矿物颗粒或胶结物中的流体包裹体的形态以及包裹体中气、液、固相界线为准评价所述定向流体包裹体薄片的质量；如果上述某一方面不达标，则视为定向流体包裹体薄片质量不合格，需再次对定向流体包裹体薄片进行抛光直至合格，合格所述定向流体包裹体薄片的厚度为0.06mm～0.08mm。
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