GB T 17361-1998 沉积岩中自生粘土矿物扫描电子显微镜及X射线能谱鉴定方法.pdf

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1、ICS 37.020 N 33 f岳2-,. X G/T 17361二1998Identification method of authigenic clay mineral in sedimentary rock by SE岛1:and XEDS 1998- 05-08发布1998 -12 -01实施国家质量技术监督局发布次目17361-1998 GB/T ;1!ly -l、IJE . . . . . . . . . . . . . . 前言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 范围1 1 . . . . . . . . . . . . .

2、 . . . . . . . . 引用标准2 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . 鉴定原理3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 仪器设备及材料4 2 . . . . . . . . . . . . . . 试样制备5 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 标佯6 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 分析条件的选择7 3 . . . . . . . . . . . . . . . 分析前的准备工作8 3 . . .

3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . 分析步骤9 4 自生粘土矿物鉴定. 10 5 分析结果发布. . 11 6 . . . . . 几种常见粘土矿物元素成分特征参考表附录A(提示的附录)6 . . . . . . . . . . . 至图版MI 图版附录B(提示的附录)I G/T 17361-1998 前垦fI=t 扫描电子显微镜和X射线能谱仪相结合作为材料显微结构和化学成分分析的重要手段，近年来已广泛应用于金属、矿业、地质、材料、生物等领域。目前，石油系统引进此类仪器二十余台，己广泛应用于石油勘探开发研究中，并相应建立了各种造岩矿物和自生矿物鉴定方法。本标准

4、主要规定了扫描电镜和能谱仪对沉积岩中自生粘土矿物的晶体形态和化学成分的鉴定方法。本标准附录A和附录B为提示的附录。本标准由全国微束分析标准化技术委员会提出并负责技术归口。本标准由中国石油天然气总公司石油勘探开发科学研究院负责起草。本标准主要起草人g魏宝和、何锦发、周文宝、朱德，升、朱毅秀。 E 范围中华人民共和国国家标准沉积岩中自生粘土矿物扫描电子显微镜及X射线能谱鉴定方法Identification method of authigenic cIay mineral in sedimentary rock by SEM and XEDS GB/T 17361-1998 本标准规定了用扫描电子

5、显微镜及X射线能谱仪对沉积岩自生粘土矿物的晶体形态及化学成分进行鉴定的方法。本标准主要适用于石油地质沉积岩中常见自生粘土矿物鉴定分析。其他自生粘土矿物鉴定分析可参照执行。2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。3 GB/T 4930-93 电子探针分析标准样品通用技术条件GB/T 15074-94 电子探针定量分析方法通则JJG 550 扫描电子显微镜试行检定规程鉴定原理粘土矿物鉴定原理是利用扫描电子显微镜的二次电子像、背散射电子像分析粘土矿物的形态特征以确

6、定其类型。而对于形态特征相似、难以区分的粘土矿物要利用能谱仪进行成分分析确定其类型。4 仪器设备及材料4. 1 仪器设备主要设备包括2a)扫描电子显微镜pbl能谱仪gc)偏光显微镜gdl真空镀膜仪，el干燥器;f)超声波清洗器。4.2 材料主要材料包括ga)镀膜专用碳棒或碳纤维gb)导电胶，国家质量技术监督局199B-05-OB批准1998-12-01实施1 1 e飞5 c)双商胶带gd)乳胶se)三氯甲:院(分析纯) f)纯钻或纯钢。试样如l备G/T 17361-1998 5. 1 取祥从岩样上取一块直径不大于10mm的块状试祥。5.2 洗泊含油试样需用三氯甲烧抽提24h以上。5.3 选择分

7、析面把有代表性的、平整的新鲜断面作为分析面。5.4 装样用乳胶或导电胶把试样粘在试样桩上，分析面与试样桩上表团保持平行.5.5 干燥试祥在室温下自然干燥.5.6 除尘用洗耳球吹掉试样表面灰尘。5.7镀膜岩石试样镀膜，在观察粘土形态特征时镀金，如需进一步作成分分析时镀碳.6 标样6. 1 标样要求优先选择国家标准化行政部门批准的标样，这类标样没有或不能满足需要时，要按照GB/T15074 关于标准样品选择方法选择其他标样.6.2 标样种类气用于常见的沉积岩自生粘土矿物进行能谱成分分析时标样有z6.2.1 国标a)石英(SiO，)GSBA70068-92. b)刚玉(Al，O，)GSBA 7001

8、3-86. c)方续石(MgO)GSBA70077-93. d)钦氧磷酸何单品(KTiOPO，)GSBA 70030-88; e)方销石(Na，(A1SiO，)(CD，)GSBA70023-87 , 0方短矿(MnO，)GSBA70040-89 , g)硅灰石(CaSiO，)GSBA70015-86; h)氧化格(Cr，O，)GSBA7004L 6.2.2 研究标样2 在元国标的情况下，推荐采用全国微束分析标准化技术委员会的下列研究标样zu赤铁矿(Fe，O，); b)金红石(TiO，), d重晶石(BaSO，); d)天青石(SrSO，); e)硬石膏(CaSO，)等标样。 GB/T 1736

9、1-1998 7 分析条件的选择7.1 扫描电子显微镜7. 1. 1 加速电压的选择扫描电子显微镜加速电压选择为20kV或15kV, 7. 1. 2放大倍数的选择根据粘土的形态特征，通常选择放大倍数为5001000倍。7.2 能谱分析7.2. 1 电子束流的选择采用纯铜上的样品电流进行监测。选择样品电流1.01. 5 nA，使计数率达到IJ1 OOO 3 000 cps , 7.2.2 采集时间的选择采集时间选择活时间为50s或100s , 7.2.3 束斑的选择电子束束斑直径通常选择约为1ffi，对含K、Na可迁移离子的矿物，电子束斑可适当放大。8 分析前的准备工作8. 1 扫描电子显微镜的

10、准备扫描电子显微镜开机后，按JJG550检测仪器稳定性。8.2 能谱仪的准备能谱仪开机后，稳定30min以上。8.3 能谱仪校正8.3.1 能谱仪的自动校正采用计算机的校正程序进行自动校正。8. 3. 2 能谱仪的手动校正无自动校正功能的能谱仪，用纯钻或纯铜等样品校正能谱仪的零峰和增益，校正计数率大于2000 cps，死时间保证在20%以下。8.4 建立标梓数据库在确定某一类样品分析条件后，建立一个相应的标佯X射线谱数据库。B. 4. 1 向数据库输入加速电压、工作距离、样品电流、X射线出射角等工作参数，8.4.2 收集标样的X射线能谱图。8.4.3 编辑标样中的元素的标准X射线能谱图。8.4

11、.4 编辑标样的元素数据库。9 分析步骤9. 1 扫描电子显微镜观察，确定要分析粘土矿物晶体的位置，通常要选择较平坦的聚合体。9.1.1 在300500倍下观察粘土矿物的赋存特征。9. 1.2 在50010000倍下，观察粘土矿物集合体形态特征或单个晶体特征并照相。9.2 能谱分析g9. 2. 1 采集试样X射线能谱图。9.2.2 选择激发效率最高、无干扰的谱线作为各元素能谱的分析线。9.2.3 鉴别各元素的谱峰。9.2.4 确定成分分析元素清单.9.2.5 选用所分析元素的标祥数据库。3 GB!T 17361-1998 9.2.6扣除背底。9.2.7 根据分析原理，用ZAF法进行校正计算，得

12、到粘土矿物成分分析数据。9.3 分析结果的判断:. 9. 3. 1 .被测元素与标样元素X射线能谱图拟合良好。9.3.2 能谱分析结果与附录A中相应矿物组分的量相近。10 自生粘土矿物鉴定根据矿物的形态特征和成分特点进行鉴定。10. 1 高岭石10. 1. 1 形态特征用扫描电子显微镜观察，沉积岩中自生高岭石呈黯虫状(图版1-b)、书页状图版1-c)集合体赋存于粒间。其单品为六方板状图版1-a) ，常与自生石英、方解石等自生矿物共生。10. 1. 2 成分特征用能谱测定高岭石的化学成分，主要元素为硅(Si)、铝(AD，其SiO，/AI，O，的比值为1.11.3o10.2 蒙皂石10.2. 1

13、形态特征用扫描电子显微镜观察，沉积岩中自生蒙皂石呈蜂窝状(图版-a, b、c)赋存于粒表，呈棉絮状、片状赋存于粒间。10.2.2 成分特征用能i普!tl定其成分，主要成分为硅(Si)、铝(AD、钙(Ca)、销(Na).氧化梆(K，)含量低，通常小于1.5%。10.3 伊利石10. 3. 1 形态特征用扫描电子显微镜观察，自生伊利石呈片状图版m-a、c)或丝状(图版Dr-b)集合体，赋存于粒表和粒间。10.3.2 成分特征用能谱测定伊利石成分，主要元素为硅(Si)、铝(AD、何(K).其氧化何(K，O)值通常大于7.5%。10.4 绿泥石10.4. 1 形态特征用扫描电子显微镜观察，自生绿泥石呈

14、绒球状图版N-a)赋存于粒间，或以针叶状(图版N-b)赋存于粒表。其单品结构为叶片状(图版N-c)。10.4.2 成分特征用能谱测定绿泥石成分，主要元素为硅(Si)、铝(AD、铁(Fe)、续(Mg)。除硅、铝外，富含铁、楼是其主要特征。10.5 伊/蒙混层10. 5. 1 形态特征用扫描电子显微镜观察，伊/蒙混层呈丝状图版V-a、b、c).是蒙皂石向伊利有过渡期的粘土矿物.形态特征是蒙皂石特征逐渐消失，伊利石特征逐渐增强，赋存于粒表和粒间。10.5.2 成分特征用能i普测定伊/蒙混层成分，主要元素为硅(Si)、铝(AD、梆(K)、钙(Ca)、纳(Na)。其成分特征主要反映在氧化何(K，)含量为

15、1.5%7. 5%。确定为过渡期的混层粘土矿物。10.6 绿/蒙混层10. 6. 1 形态特征4 飞GB/T 17361-1998 用扫描电子显微镜观察，绿/蒙混层粘土矿物呈蜂窝状(图版Vl-a，b)和丝状结构(图版Vl-c)，是蒙皂石向绿泥石过渡期的粘土矿物，具有蒙皂石和绿泥石的形态特征。10.6.2 成分特征用能谱测定绿/蒙混层成分，主要元素为硅(Si)、铝(All、铁(Fe)、筷(Mg)、钙(Ca)。其铁、钱含量较高是主要特征。11 11. 1 11. 2 11.3 11.4 11. 5 分析结果发布鉴定粘土矿物的名称。对于石油地质样品，要说明样品相应的地区、井号、层位、岩性。说明粘土矿

16、物的赋存状态及形态特征。说明粘土矿物的元素成分特征及标样编号、名称。使用标样说明。5 G/T 17361-1998 附录A 提示的附录)几种常见粘土矿物元素成分特征参考表矿物类型NazO MgO Al,O, SiOz K,O CaO Mn02 FeO TiO 可测总量值，%高岭石0.14 39.55 45.80 0.03 0.41 O. 75 86-88 十蒙皂石1. 44 3. 10 24.41 59.75 3. 36 3. 79 78-95 伊利石1. 06 2.74 31. 36 45.24 9. 12 0.36 0.09 2.03 O. 19 90-95 伊/蒙混层O. 55 1. 4

17、3 18.57 61.96 2. 58 O. 64 4.57 0.50 89-95 绿/蒙混层1. 27 11. 13 21. 99 37.26 2.34 0.53 17. 54 0.49 84-93 绿泥石0.12 16.84 20.88 26.45 O. 32 1. 54 18.83 87-90 6 7斗级20000 _叫Al 。15000 10000 5000 l a.粒间书页状高岭石X3 000, b.粒间蠕虫状高岭石X1 500, C.粒表六方板状高岭石X2 500, 高岭石能i普图。d. GB/T 17361-1998 Si 、附录B (提示的附录)图版I至图版M图版I高岭石9 E

18、avz c, 3 生能哇keV加速电压20 kV 7 升级8000 6000 4000 2000 。a. b. C. d. 自Si 。Al Na Mg K 2 粒表蜂窝状蒙脱石X2 200, 粒表蜂窝状蒙脱石X1 300; 粒表蜂窝状蒙脱石X1 500; 蒙脱石能谱图。GB/T 17361-1998 图版E蒙脱石F, d 4 6 8 10 能量，keV加速电压20 kV 一气升级8000 6000 2000 。a. b. C. d. AI 。Na Mg l 粒表片状伊利石X4 010 , 粒问丝状伊利石X2 000 , 粒表片状伊利石X2 500, 伊利石能i普图。Si 一GB!T 17361

19、-1998 图版E伊利石句b K d 2 3 4 能量叮keV加速电压20 kV 9 升级10000 5000 。a. b. C. d. 10 。Si K Ca 位问绒球状绿泥石X800;粒间针叶状绿泥石X1 000; 粒表叶片状绿泥石X5 000; 绿泥石能谱图。 G/T 17361-1998 图版N绿泥石Ti d 5 10 能量.keV加速电压20 kV 17361 1998 GB/T 南-hm一泞，伊/蒙混层因版Vfj/ t/、ill-开级t7Ill-Illi-!|lllj 51 10000 Al 。5000 d Fe 。能量，keV10 8 6 4 2 20 kV 加速电压a.粒表丝状

20、I/SI昆层X3 500, b.粒间丝状I!Sj昆层X3 000, c.粒间丝状I!S混层X2500，d. I/S混层能谱图。11 一升级8000 。600C 目民，1.OOO 2000 。2 4 a.粒表蜂窝状C/S混层X500，b.粒问蜂窝状C/SI昆层X2 000, C.粒问丝状C/S混层X1 000 , d. C/S I!I.层能谱图。12 G/T 17361-1998 图版M绿/蒙混层6 8 10 加速电压20 kV d 能量，keV 82ls口H筒。华人民共和国家标准沉积岩中自生粘土矿物扫描电子显微镜及X射线能谱鉴定方法GB/T 17361-1998 国中 中国标准出版社出版北京复兴门外三里河北街16号邮政编码，100045电话，68522112中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售版权专有不得翻印* 开本880X1230 1/16 印张l)i字数26千字1998年10月第一版1998年10月第一次印刷印数1一1000* 书号，155066. 1-15246 351-41 标目二