专利名称：古生物化石围岩的化学剥离方法
技术领域：
本发明专利涉及一种古生物研究中的化石处理方法，主要是用化学方法除去化石研究中不需要的围岩部分，以利于更好的观察和研究化石。
背景技术：
古生物学的研究对象是地质历史时期各种生物的埋藏在石头中的实体或遗迹，因此自然界的古生物化石经常是与其周围的普通岩石紧密地连接在一起，并且被岩石包裹覆盖。这些包裹化石的岩石通常被称为“围岩”。古生物研究工作进行之前，一般需要将这些围岩剥离。现有技术中普通的化石修理办法是使用小刀等坚硬的工具，轻轻切割或挑开化石周围的岩石，使化石的主要部分暴露，也有用带有振荡的小刀或尖状硬器小心挑开化石周围的围岩，从而使化石的细节暴露，以便对化石进行研究。这种方法非常容易破坏化石，特别在硬器碰到化石时非常容易使化石的较软部分发生损坏，影响对化石的研究和观察的可靠性和完整性。
发明内容
针对常见的物理方法切割或挑开化石周围的岩石的方法容易伤害到化石的问题，本发明提出了利用化学膨胀剂剥离古生物化石围岩的方法，即先使化学膨胀剂渗透进化石和围岩的缝隙，利用其后期的膨胀力使原来的不需要的围岩同化石剥离、分裂，以使最终去除不需要的围岩。这个方法不仅不会对化石本体产生危害，就可以将化石完好的与围岩分离。
完成上述发明任务的技术方案是古生物化石围岩的化学剥离方法，包括以下步骤根据岩石性质确定化学膨胀剂的种类；将化学膨胀剂滴加到化石与围岩之间的缝隙处；在空气中放置一段时间；手工剥离已经涨开的围岩。
其原理是化学膨胀剂是一种具有渗透性的液体，或是在一定时间内会变成具有渗透性的液体的其他材料，在初期可以渗透到化石和围岩的细小裂缝中去，由于毛细作用的原理，各种液体渗入岩石缝隙较容易，而流出缝隙很难。随后，由于内部的化学物理变化，或者与空气中有关成分的反应，或者同化石周围的围岩或原始填充物等非化石部分发生反应，使原来为液体的膨胀剂相对固结并膨胀，以使化石和围岩间的裂缝扩张。这种扩张如果程度较小，就可以使原来较小并不宜用物理方法分离间隙变大，以协助用传统方法处理。如果间隙足够大并使围岩与化石完全分离，则可以使化石和围岩直接分裂。这种膨胀剂在完成膨胀并使围岩与化石分离后，可以用水或其他试剂将其完全清理，以使化石不因为膨胀剂的影响而影响其长期完整的保存。
以上所述的化学膨胀剂一般是与围岩的化学酸碱性质相似的，或其他基本不会与化石本身发生化学反应的化学试剂例如，围岩偏碱性时采用碱性溶液；围岩与化石之间的缝隙中有少量黏土时，采用可以使黏土膨胀的铵盐溶液；特别需要防止发生化学反应而破坏古生物化石的细微构造时，采用具有缓慢发泡固结能力的(即可以发生膨胀反应的)有机溶液。
所述的碱性溶液有氢氧化钠或氢氧化钾溶液，特别推荐采用较高浓度的氢氧化钠溶液。采用碱性溶液时，该溶液渗入古生物化石与围岩之间的缝隙以后，会与空气中的酸性物质(例如二氧化碳等)发生反应，反应产物(如碳酸钠)的体积大于原来的溶液，而且基本固结成粉末状，并产生膨胀。
所述的铵盐溶液选自氯化铵或硫酸铵。
所述的具有缓慢发泡固结能力的有机溶液选自1、铬腐殖酸9233，由高纯腐殖酸和高价铬酸盐络合和鳌合而成，能在间隙膨胀；2、异氰酸酯和组合聚醚，滴入标本缝隙后生成聚氨酯发泡膨胀(比例及操作可以参照“保温材料”领域公开的现有技术中异氰酸酯和组合聚醚的使用方法)。
以上方案中化学膨胀剂的用量，是以滴到缝隙处的溶液不再下渗为止；对于有些体积较大或形状较复杂的标本，可以每间隔数分钟多次滴加膨胀剂的方法。
所述的在空气中放置一段时间，一般为数小时到数天。时间的长短不是影响膨胀与剥离的主要因素。
所述各种溶液的浓度较大时作用更明显，所以碱液可采用70％～90％溶液；铵盐溶液可采用75％以上的或饱和的溶液；有机溶液可采用其饱和溶液。
本发明利用化学溶液的后期膨胀力使原来的不需要的围岩同化石剥离、分裂，以使最终去除不需要的围岩。这个方法不仅不会对化石本体产生危害，就可以将化石完好的与围岩分离，而且即使膨胀剂没有将围岩完全分离，由于膨胀剂的作用加大围岩与化石本体的裂缝，从而使围岩更容易与化石剥离。另外，膨胀剂以及反应产物容易被清洗或去除不会影响化石成分或结构的性质。
具体实施例方式
实施例1，对于大多数岩性的化石标本，由于其围岩主要为海相的碳酸盐岩，在处理时采用浓度为75％以上的氢氧化钠溶液作为膨胀剂，或者利用氢氧化钠的固体颗粒在空气中的潮解所生成的溶液，以及该溶液具有亲水的渗透性，或者说同水相似可以渗透到细小的裂缝中，同时，这种溶液可以同空气中的二氧化碳反应生成基本固结的粉末状的碳酸钠，同时体积比原来的要膨胀。这种溶液和它所生成的固体粉末不会同一般化石，特别是海相以碳酸盐为主的化石发生反应，并且容易溶解在水中而容易被清除。使用方法是将化学膨胀剂氢氧化钠溶液滴到化石与围岩之间的缝隙处；在空气中放置一段时间后，手工剥离已经涨开的围岩。
实施例2，与实施例1基本相同，但膨胀剂采用75％～90％的氯化铵溶液，氯化铵溶液与填充在化石和围岩之间的粘土矿物发生反应，使粘土矿物发生膨胀。
实施例3，与实施例1基本相同，但膨胀剂采用饱和的铬腐殖酸9233溶液。
实施例4，与实施例1基本相同，但膨胀剂采用75％～90％的氢氧化钾溶液。
实施例5，与实施例1基本相同，但膨胀剂采用75％～90％的硫酸铵溶液。
实施例6，与实施例1基本相同，但膨胀剂采用饱和的氯化铵溶液。
实施例7，与实施例1基本相同，但膨胀剂采用异氰酸酯和组合聚醚，滴入标本缝隙后生成聚氨酯发泡膨胀。
权利要求
1.一种古生物化石围岩的化学剥离方法，包括以下步骤根据岩石性质确定化学膨胀剂的种类；将化学膨胀剂滴到化石与围岩之间的缝隙处；在空气中放置一段时间；所述的放置时间为数小时到数天；然后，手工剥离已经涨开的围岩。
2.按照权利要求1所述的古生物化石围岩的化学剥离方法，其特征在于，所述的化学膨胀剂是围岩偏碱性时采用碱性溶液；围岩与化石之间的缝隙中有少量黏土时，采用可以使黏土膨胀的铵盐溶液；需要防止发生化学反应而破坏古生物化石的细微构造时，采用具有缓慢发泡固结能力的有机溶液。
3.按照权利要求2所述的古生物化石围岩的化学剥离方法，其特征在于，所述的碱性溶液选自氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液；所述的铵盐溶液选自氯化铵溶液或硫酸铵溶液；所述的具有缓慢发泡固结能力的有机溶液选自铬腐殖酸9233溶液或异氰酸酯和组合聚醚。
全文摘要
古生物化石围岩的化学剥离方法，包括以下步骤根据岩石性质确定化学膨胀剂的种类；将化学膨胀剂滴到化石与围岩之间的缝隙处；在空气中放置数小时到数天；然后，手工剥离已经涨开的围岩。所述的化学膨胀剂是围岩偏碱性时采用氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液等碱性溶液；围岩与化石之间的缝隙中有少量黏土时，采用氯化铵或硫酸铵等可以使黏土膨胀的铵盐溶液；需要防止发生化学反应而破坏古生物化石的细微构造时，采用铬腐殖酸9233等具有缓慢发泡固结能力的有机溶液。本发明不会对化石本体产生危害，就可以将化石完好的与围岩分离，而且即使膨胀剂没有将围岩完全分离，由于膨胀剂的作用加大围岩与化石本体的裂缝，从而使围岩更容易与化石剥离。
文档编号C04B41/45GK1810725SQ20061003843
公开日2006年8月2日 申请日期2006年2月22日 优先权日2006年2月22日
发明者王伟 申请人:中国科学院南京地质古生物研究所