PDF《南极无冰区古海蚀龛石英颗粒表面结构 特征及其环境意义》

1 实验材料与分析方法 从9个沉积单元中分别称取

015 kg 土样, 浸泡 在蒸馏水中, 加入少量的N aC l, 用手轻轻研搓分离 样品, 反复数次直至样品颗粒完全分离. 将分离的样 品清洗、 烘干, 并筛选出

015 ~

0125 mm 粒级的样品

10 g.该粒级的石英砂可以比较灵敏和全面地记录 沉积成因信息, 表面结构特征组合发育最为齐 全[14 ] .筛分后的样品加入浓度为 38% 的H2O

2 溶液 静置

48 h, 消除表面粘土物质, 然后将样品置于浓 度为 15% 的盐酸中, 煮沸

20 m in, 除去矿物颗粒表 面粘附的碳酸盐矿物.化学处理后的样品用蒸馏水 反复冲洗、 烘干后, 在双目镜下挑选石英砂单矿物. 对每一沉积单元样品挑选

100 ~

200 粒石英砂, 先观 察它们的外形, 然后随机地挑选大约

20 粒石英砂, 均匀粘放在透明胶纸上, 置于标准真空镀膜机中, 镀 上一层导电的金膜, 在中国科技大学电镜扫描实验 室(SEM ) 进行详细的观察. 本文在总结前人研究的基础上[13,

15 ] , 提取

39 个 能代表各种成因环境的典型特征变量, 分别从颗粒 形状、 边缘特征、 起伏、 机械特征和化学特征等方面 加以分类(表1).需要指出的是, 颗粒形状中的多棱 角特征, 它的单个棱角既可能是尖棱角, 也可能是次 棱角.此外, 对于棱脊磨损、 次棱脊以及亚圆边缘的 划分, 可以在高倍镜下加以区分. 在电镜扫描实验观 察过程中, 对照事先已列出的实验记录表, 观察到的 特征标 1, 未出现珠特征标 0, 以便于实验后对实验 结果进行统计分析. 对石英砂全貌的观察, 一般在低 倍数下进行(放大倍数小于

150 倍) , 在高倍数条件 下(放大倍数大于

500 倍) 对典型的微结构特征进行 详细的观察, 并分别对全貌和典型特征拍照, 共拍得

400 余张照片.

2 实验结果 2.

1 石英砂表面结构主要特征 对实验结果进行半定量统计, 计算出各特征颗 粒出现频率, 根据N ew som e [16 ] 的观点, 特征出现频 率大于 75% 为大量出现, 25%~ 75% 的为正常出 现, 2%~ 25% 的为少量出现, 出现频率小于 2% 为 极少量出现甚至不出现, 从统计结果来看, 各沉积单 元中石英砂表面结构主要特征如下: 石英砂形状主要表现为次棱角状 (图版

2 L ) , 而尖棱角和圆形形状的石英砂少量、 极少量出现. 至 于边缘形状, 许多石英砂的棱脊遭到不同程度的磨 损, 以棱脊磨损和次棱脊(图版 2G) 为主要特征, 尖 棱脊和磨圆棱脊在所有的样品中很少出现.所有的 石英砂样品均表现出中高起伏特征, 而低起伏石英 砂极少量出现. 在所有的石英砂表面机械特征中, 撞击深坑(图版2B)、 机械V 形坑(图版

2 A、 F)、 直曲沟(图版

2 J )、 擦痕 (图版

2 D、 E)、 小撞击坑 (图版 2I)、 裂纹 (图版

2 C)、 粘附碎片(图版

2 A ) 等机械特征均表现 出大量出现和正常出现. 其中, 撞击深坑、 擦痕、 粘附 碎片被认为是冰川环境下的典型特征[4,

6 ] , 机械 V 型坑及直曲沟和水流作用有关[15 ] .贝壳状断口出现 频率较低, 为少量、 极少量甚至不出现, 即使在石英 砂表面上出现, 也仅为小型的贝壳状断口 (图版

2 I) , 而且因为表面的磨损和化学风化作用而变得较 为模糊.翻卷节理薄片特征(图版 2G) 只在 H S

28、 表1石英砂表面结构特征 Table 1. Characteristics of quartz grain surface textures 颗粒形状 边缘形状 起伏 机械特征 化学特征 1. 尖棱角 2. 多棱角 3. 次棱角 4. 次圆 5. 圆6. 很圆 7. 棱脊磨损 8. 尖棱脊 9. 次棱脊 10. 亚圆边缘 11. 磨圆边缘 12. 高起伏 13. 中起伏 14. 低起伏 15. 大贝壳状断口 16. 中贝壳状断口 17. 小贝壳状断口 18. 撞击深坑 19. 盘形凹面坑 20. 机械V 形坑 21. 平行节理面 22. 波曲脊 23. 直沟和曲沟 24. 擦痕 25. 水下磨光面 26. 小撞击坑 27. 裂隙(纹) 28. 翻卷节理薄片 29. 台阶 30. 粘附碎片 31. 蚀坑和蚀缝 32. 定向蚀坑 33. 蜂窝状溶蚀表面 34. 硅质球 35. 硅质鳞片 36. 硅质薄膜 37. 无定形硅沉淀 38. 二氧化硅结晶 39. 鳞片状剥落 注: 高起伏深度大于