岩心描述和取样

岩心描述和取样岩心编录描述和取样（讲课提纲）引言长期以来，浅海地区都是利用表层取样和柱状取样进行海洋地质调查和研究，研究深度有限。

20世纪80年代，我国开始在近海海域进行钻探取样，使海域第四纪研究深度大大增加。

到目前为止，研究陆架区海洋第四纪沉积和地层的最深钻孔是渤海BC1孔（孔深240.5m），时间跨度最长的钻孔是南黄海QC2孔，达到古地磁Olduvai亚时顶界以下（约1.70Ma）。

海域超过100个全取心的浅钻为研究我国陆架海域中更新世以来的沉积和地层奠定了基础。

不容讳言,海区的多数钻孔还不能在整个钻孔中采取未经扰动的岩心,加上岩心保管及地质编录和取样中仍然存在着不少问题,从而大大地降低了原始地质资料的可靠性。

作为课题人员，尚无力改变钻探取心的落后状态，但通过地质编录确认岩心的可靠度则是责无旁贷的。

地质观察是基础这是地质工作的至理名言。

是以探索发现、解释自然为目标的地质科学的性质所决定的。

它曾经是20世纪60年代，地质部门在“设计革命化”中提出的最重要的要求之一。

它针对了当时出现的地质观察薄弱，原始资料质量降低而提出来的。

对于海洋地质工作而言，“地质观察是基础”也是颠扑不破的真理。

海洋地质学的发展历史说明，它的任何进展都是由于技术进步——人的手和眼的延长，使观察能够更加深入细致。

发展新技术，谋求长柱状样和合格的钻孔岩心一直是近年来我国海洋科学技术发展的重点项目。

可惜至今未取得突破性进展。

大多数海洋地质调查仍然袭用着陈旧的取样设备。

目前为止，海洋地质调查中最常规的可以直接观察到地质现象的只有各种取样器采取的样品——表层取样、柱状岩心、钻孔岩心。

浅海钻孔岩心，按现行的工程承包价，每进尺一米，获得的岩心靠港价格大概是10000-20000元/米（意味着用100元的人民币来裱糊岩心切面，可以裱糊15－30层）。

国家每年耗费大量资金在浅海打钻，所获得的有限岩心是弥足珍贵的。

1 岩心地质编录1.1岩心地质编录的目的：岩心的地质编录，是将岩心所固有的原始数据进行科学的、客观的记录和编排；使用规范化的地质术语描述岩心的观察结果；登记所有的样品编号、采取位置、分析目的。

这应该是一份岩心处理过程最完整的原始科学记录和数据，具体要求如下：1.1.1核对钻探施工及现场描述记录；在核对钻探记录与岩心保存状况无虞的情况下才能剖开岩心，核对钻探过程的重要原始数据，如扫孔记录及残留岩心。

提取岩心次数，目的在于确认该回次岩心在钻孔中的位置。

并评价岩心可能丢失部位。

当岩心剖开以后，必须重新丈量每个回次，每管岩心的实际长度，并记录在案。

认真查看每回次岩心头尾是否是真岩心，以便决定取舍。

确认一个回次多个岩心管中岩心是否连接。

1.1.2确认岩心的扰动程度，以评价取样的可靠性对岩心进行地质编录，首先是鉴别岩心的扰动程度。

当岩心修平之后，第一件事是确认岩心的扰动程度，我们将岩心扰动分为3级：第一级——轻微扰动的，沉积构造基本未遭破坏，岩心的边缘受钻具压力，呈现轻微的上凸弯曲，但岩心的中心部分保持了原状，未变形（完全未扰动的岩心，在当前钻探技术条件下，几乎不存在。

）；第二级——严重扰动的，沉积构造已遭受破坏，但层理构造中的细层还清晰可见，然而沿层理已产生拉伸和流动变形，但是尚未遭受穿越层理面的碎屑的混合。

表示沉积物尚未混杂；第三级——混杂的，混杂岩心比较容易鉴定，它呈现出不同的土块，颜色、结构、构造混杂，非正常状态沉积；或有泥浆混入；或下部软弱层液化，沿压力薄弱处穿刺灌入，它常常处于岩心的中心位置，类似变形构造的“火焰构造”。

岩心混杂可能由于孔壁坍塌或清孔不干净，或套管跟进不及时，或钻进压力过大等原因造成的。

从钻孔岩心获取资料，主要取自扰动程度为第一级的岩心；扰动程度第二级岩心只能作为参考，它仅允许应用于在有限的较薄层位中的混合样品采集；扰动程度第三级岩心——混杂岩心，绝对不能使用，禁止在其中采取任何样品。

哪怕是稍做参考，也只会带来混乱和假象1.1.3为岩心描述和取样做好准备修平岩心是一项必要的，然而是目前最被忽视的步骤。

以自然断面或仅仅是钢丝拉平的表面作为岩心描述和照相的基面，都不足以全面细致地展现沉积构造和沉积物的变化，因此看似简单的修平岩心，是不可忽略的重要步骤（图1）。

修平使用的工具是刀刃锋利平整，极薄的优质钢刀，我们试验过多种刀具，最后采用了修鞋厂手工削皮子用的刀。

岩芯剖开后，在岩芯管上岩芯起始位置刻一个零点标志，以便成为今后观测岩芯的标志点。

做好固定标尺。

在丈量岩芯、描述素描岩芯和取样都要使用同一标尺，因此每剖开一管岩芯都必须安放固定标尺，从一开始到这管岩芯封存，都要避免移动标尺。

另外还需要准备多种带有各种颜色标记的牙签，以备取样时使用。

图1 修平的QC2孔岩芯表面，展现了沉积层的细微特征1.1.4按规定格式记录岩芯描述的全过程和观察结果；记录全部样品的位置、数量、分析目的和要求；记录样品的现场观察描述。

我们在岩心的地质编录过程中自定了几种记录格式来规范自己的编录过程。

曾经使用过以下两种编录表格（图2、3）：①岩芯描述卡片钻孔岩芯描述卡片，是为了记录最原始的岩芯地质资料而设计的。

它除了记录岩芯保存状况，地质描述和素描之外，只记录与观察岩芯直接相关的位置和涂片编号等数据，不记录其它取样数据（图2）××钻孔岩芯描述卡片年 月 日图2 岩心描述卡片 ①②③为分层编号② 岩心地质综合编录表以下是钻孔岩芯地质综合编录表的格式（图3）。

由主要钻探参数，地质描述记录和取样记录孔号 孔 深 岩芯管号 AB 管 回次 第 管m 至 mcm30标 尺401050素描图存状况岩芯保涂片编号岩心描述：① ………………………………………………………………………… ② ………………………………………………………………………… ③ …………………………………………………………………………及深度分层编号20三部分组成。

××钻孔岩芯地质综合编录表孔号位置孔深开孔日期终孔日期地层单元孔深m分层深度m分层序号回次编号回次深度m回次采取率分层采取率岩芯管编号岩性柱状图岩芯扰动状态沉积构造岩芯描述（此列宽度按实际需要加宽）（接下表）（接上表）片编片编X 取样记录透射样品古地磁样品14C测年样品ESR测年样品其它测年样品沉积物粒度分析碎屑矿物黏土矿物结核和砾石化学分析样品微体古生物孢粉分析样品软体动物化石其它备注※图3 岩心地质综合编录表※取样记录的格式：划一横线，横线上为样品编号横线下为取样位置。

式样如下：样品编号取样位置（××m－××m）我们记录的样品位置是该样品在岩芯管中实际测到的位置,而不是换算后的深度。

这样做避免了在取样过程中花时间做换算工作。

多种样品在取样现场由不同的取样人员各自换算既耽误时间又容易出错，而在以后统一换算可以减少错误。

对于根据现场样品特征确定的某些样品分析的特殊要求或目的，应在备注栏予以注明，例如作为浊积层或韵律层的一组粒度分析样品，氧化间断面、古土壤、淋溶层、淀积层等要求做某些盐类分析的样品等等。

以备在送样单上注明，并作为后期整理资料的依据。

1.2岩心编录、观察、描述和取样流程1.2.1岩心编录、观察、描述和取样流程图处理岩心是最重要的地质观察和研究过程，是整个研究工作的基础。

它包括剖样、地质编录、取样及封存等几个大步骤。

制定一个科学的工作流程，是组织好一个协调的团队的重要步骤，每个项目科学技术负责人必须亲自完成这个步骤。

现将1985年以来我们曾经采用过的岩心编录、观察、描述和取样流程略加修改（图4），介绍如下，以供参考：图4 岩芯编录、观察、描述和取样流程图（椐杨子赓：《浅海及平原区第四纪地质钻孔原始资料可靠性的评价》。

海洋地质动态,1985年7期,3-6页修改。

）在这个流程中，还应该制定出详细的操作规程，以保证岩心处理的质量。

其中有些关键性的步骤，对提高整个钻孔原始资料的质量至关重要。

这些步骤是（见1·2·2）：1.2.2对流程图关键步骤的解释摘出流程图中若干关键步骤进行适当的说明：修平在（1·1·3）节中已经强调了修平岩芯的必要性和重要性。

现在，提供几点我们如何处理曽经遇到过的问题供大家参考。

i）保持刀刃的锋利和刀的正、背面清洁光滑，以免带起表面的泥；ii）对于流塑状态的岩芯，应当自然风干至软塑状态时再予修平，iii）遇到贝壳、砾石、结核等大颗粒物质时，必须避开，必要时先将表面大颗粒物取出，待岩芯修平后再置放于原位。

iv）修平岩芯应该沿层理方向修整，保持修整面清洁，禁止用粗毛刷清扫表面，不可在表面“抹稀泥”。

涂片及现场鉴定这是一种可以快速、简单、经济地获得很多地质信息的手段。

只需要取微量样品（一小挖耳勺）制成涂片（在载玻片上用蒸馏水化开，摊开，在酒精灯下烤干形成薄膜）。

在偏光显微镜下鉴定。

涂片鉴定可以获得如下信息：i）颗粒与基质组分；ii）颗粒组分的比例关系；iii）颗粒结构参数（可进一步区分不同矿物组分中的矿物结构参数，包括颗粒大小、颗粒形态、颗粒表面特征等）；iv) 颗粒的矿物组分及其目估含量。

不仅有常见矿物，还应确定常见重矿物；碳酸盐矿物中的自形晶体、碎屑状及泥晶状等；确定自生矿物及有指相意义矿物的种类；v）生物组分。

涂片法可以在处理岩心过程中广泛应用，并可以及时将所获得成果反馈到岩芯描述的内容中去。

涂片法获得的成果和数据，还可以用统计法和作图法加以归纳。

涂片鉴定的记录格式，原来我们是每个样品一张卡片，记录比较自由，后来根据整理资料和统计要求，认为做个表格规范一下要求还是必要的。

推荐一个参考表格如下（图5）：涂片鉴定的最后步骤是封片保存。

将已鉴定的涂片加上盖玻片，用加拿大树脂封片，用玻璃刀刻上编号，保存在玻片盒中。

××钻孔岩芯涂片鉴定记录卡片钻孔编号深度涂片编号颗粒与基质组分的比例关系项目①颗粒结构参数矿物组分目估含量颗粒与基常见轻矿物颗粒：常见重矿物颗粒：碳酸盐矿物：自生矿物：图5 岩芯涂片鉴定记录卡片素描与描述 描述岩芯并进行素描是对岩芯进行宏观研究的最重要步骤，其质量好坏取决于研究者的地质素养和观察能力。

在描述中应正确地使用地质术语。

由于素描是一个对岩芯细致观察的过程，建议先素描，后描述。

如实地作岩芯素描并与照片对照。

素描图首先要求真实可靠，并应反映出观察者对地质体的认识水平。

在素描时，容易出现两种倾向，一种是虽然真实，但缺乏对地质现象的明确认识；另一种倾向是只有对地质现象的主观概念化认识，而缺乏真实的形象。

两者都是不可取的（图6）。

质组分 有指相意义矿物： 岩屑 生物组分基质 黏土矿物胶体铁氧化物 泥晶碳酸盐其它注①项目中前5项应按矿物种类进一步划分。