岩石磨片方法与流程

本发明涉及地质勘探技术领域，特别涉及一种岩石磨片方法。

背景技术：

岩石磨片方法根据石油行业技术规范主要包括干砂磨法与水砂磨法两种。

在选择岩石不同的薄片磨制方法时，主要需要根据岩石的不同结构与矿物成分的要求进行。例如，对于西北地区多见松散砂岩(泥质充填)，碳酸盐岩与泥质页岩等岩石类型在薄片磨制时不能进行水砂磨制，因为水砂磨制会冲走松散砂岩颗粒间的泥质充填物、更会溶解盐岩矿物、将泥岩水泡膨胀，破坏泥质样品的结构，导致样品失去利用价值，从而造成磨片失败。

如果使用金刚砂干磨又会造成金刚砂镶嵌污染、矿物崩落等问题。具体的：对于松散砂岩，利用现有的金刚砂进行干磨时，干砂颗粒会直接镶嵌在松散岩石颗粒间隙中，代替松散岩石颗粒间的充填物，干扰样品本身的真实信息，造成薄片观察时的误判。若对脆性盐岩进行干砂磨制，当金刚砂接触盐岩时，极易造成盐类矿物崩落，从而改变盐类矿物原有的晶体结构，同样会造成观察结果的误判。

因此，有必要提出一种新的岩石薄片磨制方法，克服上述金刚砂干砂磨法的技术缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种岩石磨片方法，能够针对无法利用水砂磨法进行磨制的特殊岩石，在进行干砂磨制时，克服干砂磨法的缺陷，从而有效提高了岩石薄片中岩石矿物有效成分的存留，保证了成片的信息真实性。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种岩石磨片方法，包括：

将岩心样品切成与载玻片尺寸相匹配的预定尺寸的样块，所述样块具有相对的第一表面和第二表面；并自所述样块的第一表面渗入胶体对所述样块进行胶固；

将胶固好的样块利用选定第一干磨砂纸在所述第一表面上进行逐级打磨并抛光处理，至所述第一表面的光洁度达到载玻片的上片要求；并在打磨的同时自所述第一表面渗入胶体进行加固；

将第一表面满足载玻片粘合要求的所述样块与载玻片加压粘合；

将与载玻片粘合的样块进行切片处理，所述样块保留预定第一厚度；所述样块切片处理后获得与所述第一表面相对的切割面；

选定第二干磨砂纸在所述样块的切割面上进行逐级打磨减薄处理，使所述样块的厚度减薄至预定第二厚度；

选定第三干磨砂纸对所述厚度达到预定第二厚度的样块进行抛光处理，使所述样块的厚度减薄至最终留样厚度。

在优选的实施方式中，所述预定尺寸的样块为2.5厘米×2.5厘米的方形，厚度为5毫米至8毫米。

在优选的实施方式中，所述第一干磨砂纸的颗粒度分别为每平方英寸240、每平方英寸320、每平方英寸600和每平方英寸1000。

在优选的实施方式中，所述加压粘合中的压力不大于500克。

在优选的实施方式中，所述预定第一厚度为150微米至200微米之间。

在优选的实施方式中，所述第二干磨砂纸的颗粒度分别为每平方英寸320、每平方英寸600和每平方英寸1000。

在优选的实施方式中，所述预定第二厚度为35微米至50微米。

在优选的实施方式中，所述第三干磨砂纸的颗粒度分别为每平方英寸2000、每平方英寸3000和每平方英寸5000。

在优选的实施方式中，所述最终留样厚度为30微米至45微米，所述最终留样厚度小于所述预定第二厚度5微米。

在优选的实施方式中，在对切割面上进行逐级打磨减薄处理前，该方法还包括：将所述样块胶固在载玻片上。

本发明的特点和优点是：通过合理地逐级选择干磨砂纸并结合固化处理，利用干磨砂纸直接代替粉质金刚砂进行磨片，规避以上现有磨片技术的缺陷，大大提高了岩石矿物有效成分存留，保证了成片的信息真实性，同时节省了金刚石磨料的消耗，规避了金刚砂颗粒镶嵌污染的问题。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本申请的理解，并不是具体限定本申请各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本申请的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本申请。在附图中：

图1是本申请实施方式中一种岩石磨片方法的步骤流程图；

图2是本申请实施方式中又一种岩石磨片方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本发明提供一种岩石磨片方法，能够针对无法利用水砂磨法进行磨制的特殊岩石，在进行干砂磨制时，克服干砂磨法的缺陷，从而有效提高了岩石薄片中岩石矿物有效成分的存留，保证了成片的信息真实性。

本申请所述的岩石磨片方法主要适用于现有的水砂磨制技术根本无法磨制的松散砂岩类(泥质充填)，含盐矿物类、泥页岩类等禁止水磨的岩石样本，规避水磨造成的矿物成分流失，遇水膨胀，结构改变等问题。

请参阅图1，本申请实施方式中提供的一种岩石磨片方法，可以包括如下步骤。

步骤S10：将岩心样品切成与载玻片尺寸相匹配的预定尺寸的样块，所述样块具有相对的第一表面和第二表面；并自所述样块的第一表面渗入胶体对所述样块进行胶固。

在本实施方式中，可以先将岩芯样品进行切割，从而获得形状和尺寸满足载玻片尺寸要求的样块，也可将露头样品预先进行胶固后再切割成满足载玻片尺寸要求的样块。样品需要粘合在载玻片上，其切割的大小需要适应载玻片尺寸，具体，所述样品的尺寸需要小于载玻片的尺寸。例如，当载玻片为30×45mm(毫米)的玻璃载玻片时，所以样品切割为25×25mm的规格的方形样块，以与载玻片的规格相匹配。另外，所述样品的厚度可以切为5-8mm初始厚度，该厚度一方面是为了方便磨制过程中适应人手工抓握，另一方面该样品的厚度也保证后续样块的切割和打磨具有足够的厚度。

在一个具体的实施方式中，当载玻片为30×45mm的载玻片时，可以将样品切成2.5×2.5×0.5cm的块状。当然，当载玻片的尺寸发生变化时，该样品的尺寸也可以随着所述载玻片的变化而适用性地增大后减小，本申请在此并不作具体的限定。

当切割获得该样块后，可以对该样块进行胶固处理。其中，所述块状的样块具有相对的第一表面和第二表面。具体的胶固处理时，可以自需要和载玻片进行粘合的第一表面渗入胶体，待胶体与所述样块结合后，能够提高该样块的紧实度，加强样品结构的坚固度，降低打磨的难度同时保护样块内部结构。

在本实施方式中，所述加固处理具体可以为向所述样块的第一表面涂覆502胶，另外也可以使用松脂胶煮胶的方法进行加固，还可以使用环氧树脂浇铸套胶进行样品加固，此外，所述加固处理的方式并不限于上述举例，本申请在此并不作具体的限定。

步骤S12：将胶固好的样块利用选定的第一干磨砂纸在所述第一表面上进行逐级打磨并抛光处理，至所述第一表面达到载玻片的上片要求；并在打磨的同时自所述第一表面渗入胶体进行加固。

在本实施方式中，可以选择均一性和粘附性较佳的不同级别的磨砂纸对所述样块的第一表面进行打磨，打磨后进行相应的抛光处理，使得所述第一表面的光洁度满足载玻片的上片要求。在打磨的同时，还可以自所述第一表面渗入胶体对所述样块进行加固，以防止第一平面脱砂。其中，所述逐级打磨用的第一磨砂纸的颗粒度分别为每平方英寸240、每平方英寸320、每平方英寸600和每平方英寸1000，即分别为240#、320#、600#、1000#干磨砂纸。砂纸的标号代表了砂纸上颗粒的粗细，标号数字越小，砂纸上的金刚砂颗粒越粗，标号数字越大说明在一平方英寸的面积上颗粒越多,砂纸的颗粒就越细。具体的标号数字表示在一平方英寸的面积上有多少个颗粒，例如240表示每平方英寸有240颗金刚砂。在本实施方式中，所选用的各个级别的干磨砂纸，颗粒均一性好，颗粒喷涂排列均匀，颗粒在砂纸上的粘附性好，不会在打磨过程中产生脱砂，对薄片产生致命擦痕，影响观测效果。

具体打磨时，可以将胶固好的样块在240#干磨砂纸上进行平面初磨，为防止样块的第一平面脱砂，采用边打磨边用502胶加固的磨制技法。后续逐级选用320#、600#、1000#干磨砂纸对岩石样块的25×25mm的第一平面进行逐级平面磨制及抛光，使样品平面达到光滑如镜面，无任何划痕空洞为合格，这样的平面才能达到与载玻片粘合的上片要求。

步骤S14：将第一表面满足载玻片粘合要求的所述样块与载玻片加压粘合。

在本实施方式中，可以将上述经过打磨抛光处理后的样块的第一表面与所述载玻片进行粘合。具体的在进行粘合时，可以加压力辅助样块平面粘合。具体的，该压力一般不大于500g(克)，过大的压力容易使载玻片裂片。该压力可以通过专用的压片设备提供。

步骤S16：将与载玻片粘合的样块进行切片处理，使所述样块保留预定厚度；所述样块切片处理后获得与所述第一表面相对的切割面。

在本实施方式中，将粘合好样块的载玻片上切片机进行切片，切下来的薄片厚度一般保持样块厚度在预定厚度范围内，例如可以在150μm(微米)至200μm之间。这样的切片厚度一方面可以保证后续更加容易的减薄岩片厚度，切的太厚则会增加岩片减薄的时间，降低了成片的速度；另一方面可以使岩片上矿物的剥离程度不至于损伤岩片的最终保留厚度。所述样块在被切割后获得了与所述第一表面相对的切割表面。

步骤S18：选定第二干磨砂纸在所述样块的切割面上进行逐级打磨减薄处理，使所述样块的厚度减薄至预定第二厚度。

在本实施方式中，通过选定的第二干磨砂纸在所述样块的切割面上进行逐级打磨减薄处理，使得该样块的厚度接近最终所需的厚度。

所述选定的第二干磨砂纸的颗粒度可以比所述第一干磨砂纸的颗粒度更密一些，颗粒更小一些。具体的，所述第二干磨砂纸的颗粒度可以分别为每平方英寸320、每平方英寸600和每平方英寸1000。在本实施方式中，所选用的各个级别的干磨砂纸，颗粒均一性好，颗粒喷涂排列均匀，颗粒在砂纸上的粘附性好，不会在打磨过程中产生脱砂，对薄片产生致命擦痕，影响观测效果。

所述预定的第二厚度可以为35微米至50微米之间，具体的，第二厚度可以比最终的厚度大5微米左右，以便为后续抛光处理预留厚度。具体打磨时，可以将切好的薄片逐级用320#、600#、1000#干磨砂纸进行减薄。一般普通薄片磨至35-40μm左右，铸体薄片及多用途片磨制40-50μm左右。当然，所述薄片的第二厚度可以根据实验需求而作灵活的调整，本申请在此并不作具体的限定，只需保证所有的岩片厚度符合中国石油行业技术规范《SY/T 5913-2004岩石制片方法》内要求的技术标准。

步骤S20：选定第三干磨砂纸对所述厚度达到预定第二厚度的样块进行抛光处理，使所述样块的厚度减薄至最终留样厚度。

在本实施方式中，通过选定的第三干磨砂纸在所述样块打磨处理后的表面上进一步抛光处理，使得该样块的厚度达到最终的留样厚度。

所述选定的第三干磨砂纸的颗粒度可以比所述第二干磨砂纸的颗粒度更密一些，颗粒更小一些。具体的，所述第三干磨砂纸的颗粒度分别为每平方英寸2000、每平方英寸3000和每平方英寸5000。在本实施方式中，所选用的各个级别的干磨砂纸，颗粒均一性好，颗粒喷涂排列均匀，颗粒在砂纸上的粘附性好，不会在打磨过程中产生脱砂，对薄片产生致命擦痕，影响观测效果。

所述最终留样厚度为30微米至45微米，所述最终留样厚度小于所述预定第二厚度5微米。具体抛光时，可以将减薄打磨好的样块用2000#，3000#，5000#干磨砂纸进行抛光。在本实施方式中，所选用的各个级别的干磨砂纸，颗粒均一性好，颗粒喷涂排列均匀，颗粒在砂纸上的粘附性好，不会在打磨过程中产生脱砂，对薄片产生致命擦痕，影响观测效果。

在抛光过程中薄片进一步微减薄，最终要求普通薄片保留岩样厚度为30μm，铸体薄片与多用途片根据要求保留岩石样品厚度为40至45μm，保证最终的样品在显微镜下观察结构清晰，颗粒面平整无擦痕，矿物成分保留完整。

使用本申请所述的干磨砂纸进行磨制时，由于磨砂纸直接代替粉质金刚砂进行磨片，规避以上金刚砂磨片的缺陷，大大提高了岩石矿物有效成分存留，保证了成片的信息真实性，同时节省了金刚石磨料的消耗，规避了金刚砂颗粒镶嵌污染的问题。

请参阅图2，在一个实施方式中，在对切割面上进行逐级打磨减薄处理前，该方法还可以包括：

步骤S15：将所述样块胶固在载玻片上。

在本实施方式中，对容易剥落的岩石样品可以在载玻片平面上加502胶进行胶固或使用环氧树脂浇铸套胶进行注胶加固，对岩石样品成分进行固化保护。

本申请所述的岩石磨片方法主要适用于现有的水砂磨制技术根本无法磨制的松散砂岩类，含盐矿物类、泥页岩类等禁止水磨的岩石样本，规避水磨造成的矿物成分流失，遇水膨胀，结构改变等问题。

对于岩石成分软硬不均，硬矿物颗粒间隙充填松软泥质或松软基质等此类的压实不紧密的岩石中时，利用现有的干磨砂方法时，由于此类岩石样本中的硬矿物颗粒极易剥落，而且颗粒间的松软，因此岩石样品中的基质极易被金刚砂替代，而本申请所述的岩石磨片方法通过合理地逐级选择干磨砂纸并结合固化处理，使得此类岩石能最大程度保留样品真实信息，有效克服了现有的金刚砂磨制技术容易造成样品孔隙间的金刚砂镶嵌污染的问题。

对于盐岩，特别是大块的盐类矿物存在的样品，样品质脆，易崩裂，现有的干砂磨制时容易造成盐类矿物局部崩裂，脱落，改变盐类矿原有的矿物晶体性状，而当采用本申请所述的岩石磨片技术时，通过合理地逐级选择干磨砂纸并结合固化处理，能够有效保护盐石矿物的晶体结构，防止其被破坏。

对于压实不紧密的泥岩和泥页岩样品质地较软，现有的金刚砂干磨时极易造成金刚砂镶嵌在样品里，而且无法清除，造成人为污染，误导观察结果。而使用本申请所述的岩石磨片方法后，通过合理地逐级选择干磨砂纸并结合固化处理，能够有效防止金刚砂粒进入样品，造成污染，造成观察结果的误判。

整体上，使用干磨砂纸磨片技术进行磨制时，由干磨砂纸直接代替粉质金刚砂进行磨片，规避以上金刚砂磨片的缺陷，大大提高了岩石矿物有效成分存留，保证了成片的信息真实性，同时节省了金刚石磨料的消耗，规避了金刚砂颗粒镶嵌污染的问题。

本专利适用于国内外所有需要岩石薄片制备的领域，不仅在石油系统内进行岩矿鉴定、矿物成分分析、孔隙结构分析等方面需要使用，在地质矿产勘查系统内依然适用，甚至在金相制片方面依然可是使用。本技术过程可以作为岩石制片行业规范的补充部分，对行业规范内的技术范围进行拓展。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上所述仅为本发明的几个实施方式，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。