CN108847112A - 一种科普岩心缩样柱及其制作方法 - Google Patents

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常晓军
宗开红
贾军元
雷廷
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余成
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Abstract

本发明公开了一种科普岩心缩样柱及其制作方法，其制作方法包括：1对钻探提取的岩心进行地质分层编录和取样；2对样品进行测试来确定各段岩心对应的地层年代、沉积环境、古气候，并制作对应地层的科普信息；3根据科普岩心缩样柱设计长度以及各地层厚度，按比例计算出各段岩心缩样厚度；4对各段岩心沿轴向平整切去部分岩心，然后选取岩性特征明显的部位进行截取；5给各段岩心缩样外表面涂刷或喷涂清漆；6根据地层序列将岩心缩样柱依次放入透明长管中；7然后将透明长管的两端密封后竖直放置，并在透明长管侧面设置对应地层的科普信息。本发明用于制作的地质科普观赏、教育素材，能够直观便捷地观察地层结构，普及地球科学知识。

Description

一种科普岩心缩样柱及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种科普岩心缩样柱及其制作方法。
背景技术
地球是人类生存的承载体，地质科学就是研究人类生存地质环境的科学，为了让人们了解自己生活的地球和自己身边的地质环境条件，地质学家们承担着不可推卸的责任，有义务向广大青少年学生和人民群众宣传地学知识。科普读物、科普试验等都不能让人们直观真实地观察地层的层序结构；通过参观科普基地的形式可以了解地层环境，但科普基地需要野外现实的层理清楚的地质剖面，局限性在于展示深度有限、占地较大、距离城市较远，不是一般的展示馆都具备建立天然地质剖面的条件。
发明内容
发明目的：针对上述现有技术，提出一种科普岩心缩样柱及其制作方法，制作地质科普教育素材，能够直观便捷地观察地层结构，普及地球科学知识。
技术方案：一种科普岩心缩样柱制作方法，包括如下步骤：
步骤1：对钻探提取的岩心按钻探回次进行地质分层编录并分别取样，然后对岩心进行密封保存；
步骤2：利用采取的岩心样品进行测试，根据测试结果和地质分层编录来确定各段岩心对应的地层年代、沉积环境及古气候条件，并制作对应地层的科普信息；
步骤3：根据科普岩心缩样柱设计长度以及各地层厚度，按比例计算出用于制作所述科普岩心缩样柱的各地层对应的岩心缩样厚度；
步骤4：对钻探提取的各段岩心，沿轴向平整切去部分岩心，然后根据各地层对应的所述岩心缩样厚度选取岩性特征明显的部位进行截取；其中，若钻探提取的岩心为松散粗颗粒岩心，则先利用模具和透明粘结剂对粗颗粒岩心固化塑形后再进行所述截取操作；
步骤5：给各段岩心缩样外表面涂刷或喷涂清漆，使各段岩心缩样表面形成漆膜；
步骤6：根据地层序列将表面形成漆膜的岩心缩样柱依次放入透明长管中，并使得各段岩心缩样的轴向切面位于同一平面；
步骤7：然后将所述透明长管的两端密封后竖直放置，并在所述透明长管侧面设置对应的地层的科普信息。
进一步的，所述步骤5中，所述清漆为氟碳清漆，涂刷或喷涂时氟碳清漆:硬化剂:稀释剂＝10:2:2～3，涂刷或喷涂2～4遍，每遍间隔时间不少于4小时。
进一步的，所述步骤1中，所述岩心采用塑料膜包裹密封保存。
进一步的，所述透明长管为有机玻璃圆管。
进一步的，在喷涂时，采用4～6mm喷嘴，喷涂厚度为0.3～1mm。
一种根据上述方法制作的科普岩心缩样柱。
有益效果：本发明是一种科普岩心缩样柱及其制作方法，将具有代表性的钻孔岩心按照时代和沉积特征、以一定比例加工制作成缩小的岩心柱，再装入透明的有机玻璃管，供人们观赏、学习。本方法制作出了美观大方的地质科普岩心缩样柱，观赏性、可读性、科学性等均较强，对人们了解地球知识、青少年地质启蒙等能够取得较好的地质科普教育效果。
附图说明
图1为一种科普岩心缩样柱制作方法的流程图；
图2为一种科普岩心缩样柱结构示意图；
其中，1-岩心缩样；2-透明长管；3-科普信息板；4底座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1所示，一种科普岩心缩样柱制作方法，包括如下步骤：
步骤1：对钻探提取的岩心按钻探回次进行地质分层编录并分别取样，然后将岩心逐段用塑料膜包好，并用胶带密封保存。在过程中，将各段岩心排列整齐，并注意岩心的两端方向性。
步骤2：利用采取的岩心样品进行测试，根据测试结果和地质分层编录来确定各段岩心对应的年代、沉积环境及古气候条件，并制作对应地层的科普信息。其中，样品测试包括对样品中采集的碳十四、光释光、孢粉、微体古生物地质样品进行实验室检测。制作对应地层的科普信息包括根据岩心地层划分和年代、沉积环境及古气候条件，编制钻孔的综合柱状图和区域岩相古地理图。
步骤3：根据科普岩心缩样柱设计长度和各地层厚度，按比例计算出用于制作科普岩心缩样柱的各地层对应的岩心缩样厚度。
步骤4：对钻探提取的各段岩心，取出后要先用刮刀将表面的泥浆或其他外来物刮干净，再沿轴向平整切去1/3直径的岩心，然后根据各地层对应的岩心缩样厚度选取岩性特征明显的部位进行截取。其中，若钻探提取的岩心为粗颗粒岩心，则先利用pvc管等模具和透明粘结剂对粗颗粒岩心固化塑形后再进行截取操作。
步骤5：给各段岩心缩样外表面涂刷或喷涂清漆，使各段岩心缩样表面形成漆膜，漆膜的作用为将岩心与空气隔绝，防止岩心失水、变色、开裂、掉块，使岩心能够长时间保持原样。其中，清漆为氟碳清漆，涂刷或喷涂时氟碳清漆:硬化剂:稀释剂＝10:2:2～3，涂刷或喷涂2～4遍，每遍间隔时间不少于4小时，完成涂刷或喷涂后，在温度20～27℃、湿度45～60％、风速<5m/s遮光处自然晾干。其中，在喷涂时采用4～6mm喷嘴，喷涂厚度为0.3～1mm。
步骤6：等岩心完全干后，根据地层序列将表面形成漆膜的岩心缩样柱依次放入透明长管中，并使得各段岩心缩样的轴向切面位于同一平面。放置岩心要主要对照记录，不能颠倒或错放，透明长管为有机玻璃圆管，其长度、直径根据设计要求选择。
步骤7：然后将透明长管的两端密封后竖直放置，并在透明长管侧面设置对应的地层的科普信息，即综合柱状图和区域岩相古地理图。钻孔综合柱状图包括地层岩心说明，每个层位地质年代、古生物、古植被、古气候等特征。通过上述步骤即得到了科普岩心缩样柱，如图2所示，将整个科普岩心缩样柱竖直固定在底座上。对于一个地区或一个城市的沉积单元较多，可以在每个沉积单元选择一个典型钻孔，按同样比例制作岩心柱，然后依次按照地质特征连接形成剖面展示，这样比较能全面的反映一个地区的地质情况，便于人们较全面的了解自己身边的地球。
上步骤4中的透明粘结剂可以为清漆或由以下方法制备得到：
步骤A：将15份六甲基二硅氮烷、100份端羟基聚二甲基硅氧烷、2份蒸馏水、30份白炭黑加入到真空捏合机中，加热至120℃后真空捏合处理5小时。
步骤B：将真空捏合后的物料加热至160℃，抽真空4小时，脱去低分子、水份以及多余的六甲基二硅氮烷，冷却后备用。
步骤C：将步骤B制得的产物400份和端羟基聚二甲基硅氧烷600份加入反应釜，以400转/分搅拌，设置反应釜温度为150摄氏度，搅拌升温，当温度到达设定后恒温搅拌2小时。
步骤D：进行抽真空脱水处理，真空压力值为-0.1MPa，在真空下搅拌脱水2小时，然后物料冷却至室温。
步骤E：在常温无水状态下，加入甲基三乙酰氧基硅烷和乙基三乙酰氧基硅烷的混合物72份于步骤D制的混合物中，在真空值为-0.1MPa、转速为120转/分的条件下搅拌0.5小时。
步骤F：通入氮气消除反应釜中的压力，加入二月桂酸二丁基锡1份于步骤E制得的混合物种，在真空值为-0.1MPa、转速为120转/分的条件下搅拌0.5小时，制得透明粘结剂。通过上述方法制得的粘结剂可达95％以上，可实现透明性粘结，不影响被粘结物品的透明效果，且能够用于砂砾粘结。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种科普岩心缩样柱制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：对钻探提取的岩心按钻探回次进行地质分层编录并分别取样，然后对岩心进行密封保存；
步骤2：利用采取的岩心样品进行测试，根据测试结果和地质分层编录来确定各段岩心对应的地层年代、沉积环境及古气候条件，并制作对应地层的科普信息；
步骤3：根据科普岩心缩样柱设计长度以及各地层厚度，按比例计算出用于制作所述科普岩心缩样柱的各地层对应的岩心缩样厚度；
步骤4：对钻探提取的各段岩心，沿轴向平整切去部分岩心，然后根据各地层对应的所述岩心缩样厚度选取岩性特征明显的部位进行截取；其中，若钻探提取的岩心为松散粗颗粒岩心，则先利用模具和透明粘结剂对粗颗粒岩心固化塑形后再进行所述截取操作；
步骤5：给各段岩心缩样外表面涂刷或喷涂清漆，使各段岩心缩样表面形成漆膜；
步骤6：根据地层序列将表面形成漆膜的岩心缩样柱依次放入透明长管中，并使得各段岩心缩样的轴向切面位于同一平面；
步骤7：然后将所述透明长管的两端密封后竖直放置，并在所述透明长管侧面设置对应的地层的科普信息。
2.根据权利要求1所述的科普岩心缩样柱制作方法，其特征在于，所述步骤5中，所述清漆为氟碳清漆，涂刷或喷涂时氟碳清漆:硬化剂:稀释剂＝10:2:2～3，涂刷或喷涂2～4遍，每遍间隔时间不少于4小时。
3.根据权利要求1所述的科普岩心缩样柱制作方法，其特征在于，所述步骤1中，所述岩心采用塑料膜包裹密封保存。
4.根据权利要求1所述的科普岩心缩样柱制作方法，其特征在于，所述透明长管为有机玻璃圆管。
5.根据权利要求2所述的科普岩心缩样柱制作方法，其特征在于，在喷涂时，采用4～6mm喷嘴，喷涂厚度为0.3～1mm。
6.一种根据权利要求1至5任一所述方法制作的科普岩心缩样柱。
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