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1、区域地质调查各类测试样品 采集目的及采样要求,内 容 一、概述 二、岩矿薄片、光片 三、定向薄片 四、岩石化学成分分析样品 五、稀土 六、同位素测年 七、人工重砂样品 八、电子探针 九、化石 十、孢粉样品,一、概述 在区域调查地质调查工作中，根据研究目的的不同，需要采集一系列的相关分析、测试及鉴定样品，（主要有岩石薄片、矿石光片、重砂样、岩石化学样、光谱分析样、稀土分析样、电子探针、单矿物样、岩组分析样、古生物化石、孢子花粉样、化学分析样、物性测试样、同位素年龄、古地磁等测试样品）。通过分析、测试及鉴定，获取相关的信息和数据，为全面提高区调工作成果质量提供重要依据。,测试鉴定是区域地质调查工作
2、的重要环节，其质量好坏直接影响基础地质资料的质量，工作效率直接影响野外基础地质调查和室内综合研究、成果编制的进展，必须切实加强，不断提高测试鉴定的质量和效果，及时提交鉴定分析结果。对前人在测区完成的岩矿、古生物等鉴定测试成果，应认真复查、筛选出可利用部分予以利用；重测、补测或新测的剖面，都应系统采集样品进行测试、鉴定。除常规测试样品外，应针对解决重要地质问题的必要性，选择先进的测试方法和技术手段采集相关测试样品。,对各类分析测试、鉴定样品应及时送交有关国家级或省部级地学实验室进行测试鉴定。要求样品分析测试鉴定单位必须经过国家质量认证，仪器设备先进，分析测试鉴定成果质量高，具有一定权威性。,二、
3、岩矿薄片、光片 1、采样目的 研究岩石和矿石的结构、构造，矿物成分，共生组合；研究岩石中矿物的变质、蚀变现象；确定岩石、矿物名称；测定矿物的部分光学参数、物理性质。薄片适于在普通光学显微镜下研究样品中的透明矿物的光学性质和光性参数。光片适于在光学显微镜下研究样品中的透明矿物、不透明矿物及其相互关系。,2、采样要求 沉积岩：在填图过程中对工作区内各时代地层中的主要岩石类型均应采集样品，测制剖面要对各时代地层的每一种代表性岩石均应按层序系统采样；有沉积矿产的地段和沉积韵律发育地段，应视研究的需要而加密采样。,岩浆岩：在每个岩体中按相带系统采集各种代表性岩石样品，在各相带间的过渡地段应加密采样；析离
4、体、捕虏体、同化混染带、脉岩、各类围岩、接触变质带、岩体冷凝边等均应采集样品；对各种类型的火山岩，按其层序及岩性，沿倾向系统采样。 变质岩：在填图中对不同主要岩石类型均要采样，测剖面要按照分层系统采样，并注意样品中应含有划分变质带的标志矿物；对不同夹层、残留体、各种混合岩应系统地分别采样。 样品规格，一般不小于369cm。,三、定向薄片 1、采样目的 岩组分析是凭借研究岩石定向薄片而实现的。通过对矿物颗粒形变向量进行测量和统计，测定应力大小和方向，结合宏观的塑性形变和脆性破裂资料，确定构造运动性质，进而较全面地研究构造形迹乃至构造体系的发生、发展以及彼此间的相互联系。,2、采样方法与要求 在野
5、外采集定向标本时，一般选择岩石片理面、断层面等与矿物定向排列有关的构造面作为定向面，确立岩组坐标轴与岩石构造面的关系（图1a）。采集定向标本时应注意：1所选择的采样的构造面应是朝上（或斜上）的平面。标注定向符号时，在该面走向线矢向上方标明走向方位角（图1b中的86），于倾向线旁侧标注其倾角（如50）；2定向标本上的小褶纹和线条，有时与构造面走向相一致，若不一致时，需细致度量并记录其产状，以在标本取回后，力求能准确地在室内恢复它的野外原始状态；3采样后，在室内将定向标本按其与所处构造位置的方位关系，将岩组坐标a、b、c分别标注在各平面上（图1c）。,图1 岩组标本定向 a 岩组坐标图；b 标本面
6、上定向标志；c 标本上标记符号，（001）面上的箭头指向+b端，（100）面上的卜字短线指向+b端，锐角指向+c端，（010面上半矢形指向+c端，短线指向+a端；d 垂直于b轴的定向薄片切制方式；e 垂直于b轴的定向薄片粘贴方式（外框为薄片的载片）,四、岩石化学成分分析样品 1、采样目的 为研究相关地质问题为目的，所需各类化学成分（元素或化合物）定性、定量分析，而采集具有代表性的岩石测试样品。 分析精确要求到小数点后第二位。分析结果百分数总和99.30100.70% 。最好在99.5-100.5%之间，总和大于101%不能用。为了计算标准矿物，应对FeO与Fe2O3进行调整。,四、岩石化学成分
7、分析样品 1、硅酸盐岩石全分析： 主要用途：标准矿物计算，目前常用的是“CIPW”标准矿物计算及巴尔特尼格里标准矿物计算。据标准矿物可判断岩石的硅铝饱和程度，计算岩石化学指数，确定岩浆岩系列、岩石类型、岩石分类命名、构造环境分析，物化参数确定、含矿性研究等。主要的参数如下：,四、岩石化学成分分析样品 1、硅酸盐岩石全分析： 钙碱指数（CA）：研究岩石碱性程度，CA值小反映岩系碱性程度高； 组合指数（里特曼指数）：也是反映岩石碱性程度的指数，据该指数可将岩石划分为钙碱性与碱性两大岩系，进一步确定岩石属太平洋型、大西洋型、地中海型。还可以研究岩石是否具有同源性等。 碱度率（AR）：AR值越大，表明
8、岩石（岩系）越碱性。,四、岩石化学成分分析样品 1、硅酸盐岩石全分析： 分异指数：（DI）：DI越大表明岩浆分异演化越彻底，酸性程度越高。DI越小表明岩浆分异演化程度，基性程度越高。 固结指数（SI）：反映岩浆结晶分异程度的参数，一般情况下，从基性岩到酸性岩固结指数由大变小。岩浆分异程度高，SI值小，岩石的酸性程度高。,四、岩石化学成分分析样品 1、硅酸盐岩石全分析： 结晶指数（CI）：是度量岩浆演化程度的参数。 长英指数（FL）和镁铁指数：是反映岩浆分离结晶作用程度的岩石化学参数。如岩浆分离结晶作用程度高，长英指数和镁铁指数值越大。 岩石的分类命名：火山岩现在主要用的是“硅（SiO2）-钾（
9、K2O）图”；侵入岩主要用的是QAPF图，Q、A、P、FJ是矿物含量。,四、岩石化学成分分析样品 1、 硅酸盐岩石全分析： 构造环境分析：不同的岩石类型有不同的投图方法。如花岗岩为常用的有：在R1R2多阳离子判断图解、I、S花岗岩辨别图解等。 分析项目一般为SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、Na2O、H2O、TiO2、P2O5、MnO、CO2、H2O、H2O，有时还要加上S、Cl、F，超基性岩还加上Cr2O3、CoO、NiO等。,2、其他类化学分析简介： 碳酸盐岩石化学分析：分析项目一般为CaO、MgO、MnO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O、H2O、TiO
10、2、P2O5、CO2、S、H2O、烧失量。 金属矿和非金属矿化学分析：分析项目根据矿石成分作基本分析和必要的组合分析，确定矿石中有益组分和伴生组分及有害元素的含量。 单矿物化学成分全分析：分析项目根据不同矿物理论化学式来确定，分析结果百分数总和99.30100.70% 。也可用电子探针等仪器测定，挑选单矿物10100g；用电子探针分析，采集薄片样即可。,3、岩石微量元素定量分析： 主要研究内容：岩石中微量元素总量、亲石元素、放射性元素、不活动元素丰度等与球粒陨石或原始地幔岩石对比，分析研究岩石微量元素特性等；研究微量元素特征参数，获取岩石成因信息； 微量元素比值蛛网图，主要用于研究岩石类型、形
11、成构造环境。 另外微量元素与岩石化学、稀土元素结合投图是研究岩浆成因、形成构造环境的重要方法。,3、岩石微量元素定量分析： 分析项目根据用途而定，经常分析的元素有：Li、Be、Nb、Sc、Ga、Zr、Th、Sr、Ba、V、Co、Cr、Ni、Cu、Pb、Zn、W、Mo、Au、As、Ag、Sn、Sb、Hg、Bi、F、Cl、B、Rb、Ta、U、Hf、P、Te，精度要求要比元素在该岩类中的丰度值高一个数量级，分析误差不得超过20%。样品重量500g。,采样原则： 一般岩石薄片、硅酸盐、微量元素定量分析及人工重砂、稀土、同位素等应同时采集，要尽可能采集套样，这样一致性强。 要求应采集新鲜、无蚀变的岩石，
12、尽量避开接触带、蚀变带、断裂破碎带等。层状岩石应垂直其走向采集，非层状岩石（岩浆岩等）可按不同相带、不同岩性分别采集。,矿床蚀变围岩样应从矿体（脉）近侧向远侧垂直围岩蚀变带的走向系统采集。 化学样和光谱全分析样，根据自然分层和矿化情况连续拣块系统取样，在一层内以样长0.5-1m垂直矿层连续刻槽采样，沿矿化走向至少布置两条以上采样线。,采样方法： 在新鲜露头上，尽量避开外貌、颜色、结构等异常的岩石。同时采集岩矿鉴定样品，在岩矿鉴定基础上选择具代表性的化学分析样品。 采样重量，一般2-3kg，对于十分不均匀的岩石，重量酌增。,五、稀土 主要用于研究岩浆起源、演化、岩石形成的条件等。主要研究内容：稀
13、土总量，轻、重稀土含量变化与比值，稀土分配型式，特征参数等。如：稀土总量反映岩石稀土含量的高低程度（富集程度）；轻、重稀土含量变化与比值揭示岩浆分异演化、分馏程度特点等。 稀土分配曲线型式反映轻重稀土分异程度、元素亏损程度及与标准曲线对比揭示岩石类型、岩浆形成的构造环境等。,稀土元素共有15种，La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y。稀土样品的测试，用仪器中子活化法和稳定同位素稀释法的测定效果较好，这两种方法的样品用量少、灵敏度高、准确度高，球粒陨石的稀土元素含量主要是用这两种方法测得的。此外，X射线荧光光谱法和电感耦合等离子矩发射光谱法在实际中
14、也常被采用。 分析要求精确到小数点后第二位。 采样重量：新鲜岩石12kg，拣块法。 单矿物微量元素定量分析：分析项目依用途而定。 采样：挑选单矿物2g 。,稀土元素的主要分析方法及其样品量,六、同位素测年 在地质学中，研究地质演化、地质事件，确定各类地质体的形成时代，除有化石记录的地质体外,同位素年代学占有重要地位。同位素测年早期主要为K-Ar法,之后有Rb-Sr法、Sm-Nd法和Ar-Ar法等。锆石U-Pb法一直是主要方法,但在锆石用量多少、具体测年方法等方面都有很大改进和发展。21世纪初,以SHRIMP为代表的锆石原位微区测年技术的应用,为我国同位素年代学研究解决实际地质问题作出了重要贡献
15、。,传统U-Pb法测年是将不同粒度、不同磁性的锆石组成不同的样品点,分别进行铀铅化学分离,然后用TIMS测定铀铅同位素组成。这一方法的结果,通常不落在谐和线上,而是与谐和线分别形成上交点和下交点,其最大缺点是忽略了锆石成因的复杂性。一个样品中的锆石群几乎都是复成因的,微量锆石测年可能给出没有地质意义的混合年龄,在这一背景下,锆石单颗粒U-Pb测年法应运而生。发展到目前，高精度的锆石U-Pb年龄测定可分为SHRIMP(高灵敏度离子探针)、LP-ICPMS(激光剥蚀分析)、TIMS法(化学法和蒸发法)3种,它们都应用了238U衰变为206Pb和235U衰变为207Pb的原理。,SHRIMP分析方法
16、可对锆石内部微区进行分析,一般情况下可以准确无误地获得各种成因锆石的年龄数据,了解锆石的生长历史,具有较高的可信度。LP-ICPMS分析方法亦可对锆石微区进行分析,但由于激光取样过程的U/Pb分馏,U/Pb同位素比值精度比SHRIMP分析结果差,但分析速度大大超过SHRIMP分析。TIMS分析方法可分为化学法和蒸发法,其优点是测年精度高,但花费费用高和测试时间长。,1、U-Pb SHRIMP法 SHRIMP法可将不同成因、不同世代的锆石在阴极发光CL图像中清晰可见,从而可有目的的选点进行年龄测定。利用U-Pb同位素体系进行测年,最为突出的是U具有两种放射性同位素238U和235U,分别衰变成206Pb和207Pb。通过对U-Pb同位素测定,对一个测年对象可以同时获得3组年龄,即206Pb/238U,207Pb/235U和207Pb/206Pb的表面年龄。这3个年龄值的差异可指示在同位素平衡之后,体系受到干扰的程度,从而可以进行体系内部的自检和校正(图1)。,图1 SHRIMP锆石U-Pb同位素测年流程图,野外取样： 要了解被
