案例一:金鉴实验室氩离子抛光油页岩 客户送测有页岩样品,要求观察页岩内部孔隙。委托金鉴实验室进行氩离子抛光切割截面后电镜观察。由于机械抛光时油页岩很容易受到损伤,金鉴实验室氩离子切割/抛光技术可制备无应力损伤的油页岩平整断面,所以金鉴工程师利用氩离子抛光/CP抛光制备出的页岩样品能完整保留原来的内部,样品内部无损。 样品背景:油页岩是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩,被列为21世纪非常重要的接替能源。通过扫描电镜对油页岩的成分、形态和微空隙进行观察分析,可以为勘探开发提供重要的依据。油页岩为一种细粒岩石,表面凹凸不平,且呈薄纹层片状结构。油页岩颜色多样,从黑色到淡竭色,随有机物含量而变。 送测油页岩样品实物图 抛光前,客户送测油页岩样品在电镜下观察的形貌图: 抛光前不同放大倍数下的油页岩电镜图 下图是在金鉴高分辨场发射电镜下,观察经过氩离子抛光后的送测油页岩样品截面结构图,截面清晰显示了碳酸盐、硅酸盐、黄铁矿等有机物的分布情况。 案例二: 四川某大学的学生诉说自己用研磨机打磨的样品在电镜上观察划痕多,难以测量孔隙大小,内部材质分布情况难以分辨, 特委托金鉴实验室制备页岩电镜样品,收到样品后,金鉴工程师采取了对于页岩的氩离子抛光参数设置,对客户送测样品进去氩离子抛光。 金鉴工程师表示鉴于页岩结构致密,孔隙微小,自然断面样品表面粗糙,还常常有脱落的碎屑覆盖,很难观察到纳米级孔隙(尤其是小于100nm的孔隙),及测量其孔隙大小、形状、分布特征等,所以需要采取氩离子抛光的方法。 案例三: 页岩中蕴含着丰富的微孔隙、微裂缝是页岩气页岩气重要的储存空间与流通通道。这些孔隙有微米级别的,还有纳米级别的,孔隙的分布状况及存在形式多种多样,主要有以下3种: 颗粒间孔隙、矿物颗粒表面溶蚀孔隙、有机质内部孔隙。 (一) 颗粒间孔隙 颗粒间孔隙见下图a、b 图a中孔隙为片状菱铁矿(颜色较亮)与粘土矿物之间孔隙和粘土矿物颗粒间孔隙,孔隙直径100nm—800nm。 (二)矿物颗粒表面溶蚀孔隙 矿物颗粒表面溶蚀孔隙见图c、d,图c为白云石边缘溶蚀孔隙,白云石有的呈规则的四边形,有的形状不规则,许多孔隙相连续,形成一条裂缝,孔隙直径40-200nm;图d为石英表面溶蚀孔隙,孔隙形态有圆形、三角形及一些不规则孔隙,直径50-200nm。 (三)有机质内部孔隙 有机质内部孔隙见下图,多为圆形,孔隙丰富,孔径分布范围广,在30-700nm间;有机质内部孔隙是在有机质演化过程中形成,多为排气(油)孔,是页岩中特有的孔隙。
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