中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標(biāo)準DD2014

16第四紀沉積物中粘土礦物分離及含量分析方法中國地質(zhì)調(diào)查局2014XX/T

XXXXX—XXXX 前言

...............................................................................

III1

范圍

..............................................................................

12

規(guī)范性引用文件

....................................................................

13

粘土礦物分離方法

..................................................................

13.1

方法要點

......................................................................

13.2

設(shè)備與器材

....................................................................

13.3

試劑

..........................................................................

23.4

粘土預(yù)處理

....................................................................

23.5

黏土的分離步驟。

..............................................................

34

定向片制備方法

....................................................................

34.1 儀器設(shè)備

......................................................................

34.2 試劑

..........................................................................

44.3 自然定向片（N）制備

...........................................................

44.3.1 干樣法

....................................................................

44.3.2 懸浮液法

..................................................................

44.3.3 抽濾法

....................................................................

44.4 自然定向片處理

................................................................

54.4.1 乙二醇飽和片（）

........................................................

54.4.2 加熱片(550℃)

.............................................................

54.5 特殊片制備

....................................................................

54.5.1 鹽酸片（HC1）

.............................................................

54.5.2 聯(lián)氨片（NH2·NH2）

.........................................................

54.5.3 鉀離子飽和片（）

.......................................................

55 定性分析

..........................................................................

66 定量分析

..........................................................................

76.1 儀器

..........................................................................

76.2 測試條件

......................................................................

76.3 基線

..........................................................................

76.4 衍射峰

........................................................................

76.4.1 衍射強度表示法

............................................................

76.4.2 積分強度測定方法

..........................................................

86.5 定量方法

......................................................................

86.6 誤差

.........................................................................

107 推薦利用多功能粘土礦物定量分析軟件進行定量分析

...................................

117.1 主要功能

.....................................................................

11XX/T

XXXXX—XXXX7.2

數(shù)據(jù)文件...................................................................... 117.3

樣品分析過程.................................................................. 117.4

粘土礦物的特征峰及峰值范圍.................................................... 117.5

礦物組合類型.................................................................. 11附錄

A（規(guī)范性附錄） 粘土礦物

X

射線衍射譜圖..........................................13IIXX/T

XXXXX—XXXX本標(biāo)準依據(jù)GB/T

《標(biāo)準化工作導(dǎo)則

第1部分：標(biāo)準的結(jié)構(gòu)和編寫》給出的規(guī)則編寫。本標(biāo)準由中國地質(zhì)調(diào)查局提出和歸口管理。本標(biāo)準起草單位：天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所。本標(biāo)準主要起草人：安樹清、徐鐵民、鄧世琨、趙仁方。本標(biāo)準由中國地質(zhì)調(diào)查局負責(zé)解釋。IIIXX/T

XXXXX—XXXX1 范圍本標(biāo)準規(guī)定了第四紀沉積物粘土礦物（以下簡稱粘土礦物）分離、定向片制備和蒙皂石、伊利石/蒙皂石混層(I/S)(It)(Kao)(C)和綠泥石/蒙皂石混層(C/S)的相對含量分析方法。本標(biāo)準適用于第四紀沉積物粘土礦物X射線衍射定性和相對含量分析。2 規(guī)范性引用文件準。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本標(biāo)準。SY/T

碎屑巖成巖階段劃分規(guī)范SY/T

伊利石/蒙皂石間層礦物X射線衍射鑒定方法LY/T1252—1999 森林土壤粘土（）的提取JJG

多晶X射線衍射儀3 粘土礦物分離方法3.1 方法要點散劑使其成為懸液，按斯托克斯定律控制粘土礦物（0.002mm）沉降時間，用虹吸管反復(fù)吸取粘土礦物懸液層，經(jīng)60℃烘干備用。3.2 設(shè)備與器材設(shè)備與器材主要包括：a)

離心機；b)

碎樣機；c)

電熱干燥箱；d)

電熱水浴鍋；e)

超聲波清洗器；f)

瓷研缽；g)

銅研缽；h)

瑪瑙研缽；i)

高型燒杯；j)

低型燒杯；k)

虹吸管；XX/T

XXXXX—XXXXl)

注射器；m)

標(biāo)準篩；n)

天平，感量，0.0001g；o)

pH計；p)

電導(dǎo)率儀；q)

濕篩：0.1mm，目；r)

秒表：分度值為；s)

溫度計：0～100℃，分度值1℃；t)

蒸發(fā)皿：50，75ml；u)

漏斗；v)

廣泛pH試紙。3.3 試劑試劑主要有：a)

鹽酸：化學(xué)純；b)

雙氧水：化學(xué)純；c)

乙醇：化學(xué)純；d)

氨水：化學(xué)純；e)

六偏磷酸鈉：分析純；f)

乙二胺四乙酸鈉：分析純；g)

pH

精密試紙；h)

三氯甲烷：二化學(xué)純；i)

硝酸，分析純；j)

蒸餾水（<4μS/cm）。3.4 粘土預(yù)處理3.4.1 碎樣。嚴禁利用機械和重錘破碎樣品，粘土樣品應(yīng)以木棒輕擊搓揉，以盡量保持其第四紀粘土的原始粒度。3.4.2

～100g400mL）中，加水潤濕，滴加

1：4

過氧化氫溶液，其用量視有機質(zhì)多少而定，小心用帶橡皮頭的玻璃棒隨時攪除泡沫，然后繼續(xù)滴加

1﹕4

過氧化氫溶液，直至有機物完全被除去為止，殘留的過氧化氫應(yīng)通過加熱法去除（溫度

℃）。3.4.3 碳酸鹽去除法。含碳酸鹽粘土應(yīng)去除碳酸鹽，稱取風(fēng)干土樣

，置于高型燒杯（400mL）中，加水潤濕，先滴加

鹽酸溶液，為避免燒杯中鹽酸濃度降低，需要不斷傾去上部清液，然后繼續(xù)滴加

0.2mol/L

鹽酸溶液，直至無氣泡發(fā)生，再繼續(xù)用

0.05mol/L

鹽酸洗至無鈣離子，每次用少量

0.05mol/L

鹽酸加至燒杯內(nèi)的土樣中，攪動靜止后將上部清液傾入漏斗中。3.4.4 5mL

1：4

1：9

乙酸酸化，使其成為酸性，然后加幾滴草酸銨（微加熱），若無白色沉淀產(chǎn)生，則表明已無鈣離子。3.4.5 巖鹽去除方法。含易溶鹽高的樣品應(yīng)去除鹽。方法是用大量蒸餾水反復(fù)沖洗樣品直到電導(dǎo)率值小于

1000μS/cm

以下為止。Pa10cm

Pa?10cm

-11.519×10

20-11.009×10

-11.473×10

219.84×10-2

48-11.429×10

229.16×10-2

37-11.387×10

239.38×10-2

26-11.348×10

249.16×10-2

1610-11.310×10

258.95×10-2

11-11.273×10

268.75×10-2

5612-11.239×10

278.55×10-2

4713-11.206×10

28-28.369×10

3814-11.175×10

298.18×10-2

2915-11.145×10

308.00×10-2

2116-11.116×10

317.83×10-2

1217-11.087×10

327.67×10-2

18-11.036×10

337.51×10-2

5719-11.034×10

347.36×10-2

50XX/T

XXXXX—XXXX3.5 黏土的分離步驟3.5.1 將全部預(yù)處理過的土樣倒入

1L

燒杯中，在燒杯中加入

100ml

蒸餾水和

的六偏磷酸鈉

小時使其粘土粒級自然分散并利用磁力攪拌器攪拌

20min

后倒入

1000ml

量筒中加蒸餾水至

1000ml。吸取粒徑小于

0.002mm

的懸浮液，在不同溫度下吸取

10cm

懸浮液采樣時間見表

1。表1 粘粒沉降時間與溫度關(guān)系表3.5.2 1min（約

表1 粘粒沉降時間與溫度關(guān)系表時器。在規(guī)定粒級時間到達前

平穩(wěn)地將吸液管下至預(yù)定深度處用真空泵按時吸取

10cm

懸濁液至試

處以上的液體幾乎全部澄清為止。3.5.3 將吸取的懸浮液用離心機分離，使粘粒沉降，3.5.4 將分離出的粘粒放入低于

50℃的電熱干燥箱中烘干。3.5.5 將烘干的粘粒研磨過

篩，裝瓶，標(biāo)明樣品編號。4定向片制備方法4.1 儀器設(shè)備儀器設(shè)備主要包括：a)

離心機；b)

真空泵；c)

超聲波清洗器；d)

分析天平：感量0.1mg；XX/T

XXXXX—XXXXe)

馬福爐；f)

載玻片：75.5mm×25.5mm×1.2mm；g)

玻璃試管：10mL；h)

干燥器；i)

抽濾漏斗；l)

抽濾瓶；k)

微孔濾膜

孔徑μm；l)

定性濾紙。4.2 試劑使用的試劑有：a)

乙二

醇：化學(xué)純；b)

氯化鉀：化學(xué)純；c)

鹽酸；化學(xué)純；d)

水合聯(lián)氨：化學(xué)純。4.3 自然定向片（N）制備4.3.1 干樣法稱取50

mg干燥樣品放入1.0mL懸浮液倒在玻璃載片上，風(fēng)干備用。4.3.2 懸浮液法的懸浮液于玻璃載片上，風(fēng)干備用。4.3.3 抽濾法裝置如圖1、圖2所示。啟動真空泵，將浸泡過的微孔濾膜放在漏斗上。分幾次倒人懸浮液，每次倒人的懸浮液內(nèi)抽完。待粘土膜達30～40μm厚時取下濾膜，將濾膜反貼在玻璃載片上，然后置于培養(yǎng)皿中自然風(fēng)干。圖1 抽濾漏斗XX/T

XXXXX—XXXX圖2抽濾裝置4.4 自然定向片處理4.4.1 乙二醇飽和片（EG）～50℃條件下將自然定向片恒溫7h溫。4.4.2加熱片(550℃)(550℃士℃)溫度下恒溫經(jīng)處理后若伊利石的1.0nm峰強度下降太大，則應(yīng)通過實驗確定加熱溫度與恒溫時間。4.5特殊片制備4.5.1 鹽酸片（）稱取50mg樣品，放入10mL試管中，加入1+1的鹽酸，在水浴堝上加熱處理15min，取下冷卻，用離心機離心洗滌至無氯離子。然后加1.0mL蒸餾水，攪勻，用超聲波使粘粒充分分散，迅速將懸浮液倒在玻璃載片上，風(fēng)干備用。4.5.2 聯(lián)氨片（NH2·NH2）稱取200mg樣品于10mL離，將濕樣均勻地涂在玻璃載片上，立即上機分析。4.5.3 鉀離子飽和片（KCl）稱取50mg樣品放人試管中，加人的氯化鉀溶液8mL,

攪勻，用超聲波使粘土充分分散，放置301.0mL迅速將懸浮液倒在玻璃載片上，風(fēng)干備用。

5500.72nm0.3580.72nm0.358

1.42nm,0.71nm,0.48nm

0.353nm0.71nm0.353nm

0.48nm0.353nm1.42nm

強度大大減弱以至501.50nm1.25nm1.70nm0.852nm0.562nm1.70nm

1.00nm1.00nm0.500nm0.333nm0.500nm1.00nm1/31.00nm

0.500nm

0.333nm1.00nm強度不變或略有變I/SSY/T

5983SY/T5477C/S1.50nm1.42nm之間有峰；綠泥石納蒙皂1.42nm1.25

1.70nm

1.42nm

0.852nm0.71nm有一射峰，見

1.42nm

1.00nm

S.

001/001002/0020010021001.700.852901.670.840801.650.827701.630.812601.600.7971.590.794501.5750.7801.550.783401.550.7611.530.769301.520.740201.500.725101.460.7181.420.714XX/T

XXXXX—XXXX5定性分析粘土礦物高嶺石、蒙皂石、伊利石、綠泥石、伊利石/蒙脫石混層和綠泥石/蒙脫石混層的X射線鑒定特征見表2、表3，典型X射線譜圖見附錄A。表2 粘土礦物X射線鑒定表表3 C/S

混層的

X

射線鑒定表nmnmXX/T

XXXXX—XXXX6 定量分析6.1 儀器多晶X0.02°60%1%定方法按

進行。6.2測試條件測試條件如下：a)

C

u—

Kα輻射；b)

發(fā)散狹縫與散射狹縫均為

1°，接收狹縫為

0.3m

m；c)

掃描速度：根據(jù)衍射峰的強度，采用

2°(2θ)/min

或

4°(2θ)/min；d)

采樣步寬：根據(jù)衍射峰的寬度，采用

0.02°(2θ)或

0.04°(2θ)；e)

工作電壓：30～45kV；f)

工作電流：25～60mA；g)

掃描范圍：1)

N

片：302.5°(2θ)；2)

EG

片

：30o～θ)；3)

550℃片：o～3°(2θ)；4)

HCl

片：30o～3°(2θ);6.3 基線在譜圖上確定最低的背景點B與相應(yīng)的位置2θ02θ>2θ0范圍作過B點并與2θ2θ＜2θ0范圍作過B點的弧線，二者構(gòu)成了基線見圖3。圖3 譜圖的基線6.4 衍射峰6.4.1 衍射強度表示法XX/T

XXXXX—XXXX用積分強度（簡稱強度）或峰高表示，其單位分別為總記數(shù)（n）與記數(shù)/秒（cps）。6.4.2 積分強度測定方法應(yīng)用曲線擬合原理，采用計算機進行分峰求得見圖4。當(dāng)峰分立時，也可以采用相應(yīng)程序，直接計算。圖4 分峰結(jié)果6.5 定量方法6.5.1 礦物組合為

S，I

/

S,

Kao

和

C

時的百分含量計算公式如下：（Ｋａｏ＋Ｃ）＝

×

.....................

(1)Ｋａｏ＝

×

.......................

(2)Ｃ＝（Ｋａｏ＋Ｃ）－Ｋａｏ

...............................

(3)Ｓ＝

×［１００－（Ｋａｏ＋Ｃ）］

......................

(4)Ｉｔ＝

I×I1.0nm(550°C)

×[100(+C)

.................

(5)Ｉ／Ｓ＝１００－（Ｓ＋Ｉｔ＋Ｋａｏ＋Ｃ）

........................

(6)XX/T

XXXXX—XXXX式中：I0.7nm(N)——N譜圖上0.7nm衍射峰強度；I1.0nm(550℃)——550℃譜圖上1.0nm衍射峰強度；h0.358nm(EG)——EG譜圖上0.358nm衍射峰高度；h0.353(EG)——EG譜圖上0.353nm衍射峰高度；I1.7nm(EG)——EG譜圖上蒙皂石1.7nm衍射峰強度；I1.0nm(EG)——EG譜圖上1.0nm衍射峰強度；h0.7nm(N)——N譜圖上0.7nm衍射峰高度；h0.7nm(EG)——EG譜圖上0.7nm衍射峰高度；Kao——高嶺石含量，%；C——綠泥石含量，%；S——蒙皂石含量，%；It——伊利石含量，%；I/

S——伊利石/蒙皂石混層含量，%.當(dāng)只有Kao而無C或只有C而無Kao時，其百分含量按式（7）計算：Kao或C

=

×

........................

(7)當(dāng)只有S而無I/S或只有I/

S而無S時，其百分含量必須按式（8）計算：S

或

I

/

S

=

-

(

+

Kao

+

C

)

..........................

(8)6.5.2礦物組合為

S，C/S，It，Kao

和

C

時的百分含量計算公式如下：在EG譜圖上測得相應(yīng)衍射峰強度，其百分含量按下列公式計算：當(dāng)只有Kao而無C或只有C而無Kao時，直接按下式計算。（Ｋａｏ＋Ｃ）＝

?

×

.............................

(9)Ｋａｏ＝

×

..........................

(10)Ｃ＝

×

............................

(11)Ｓ＝

?

×

...................................

(12)Ｃ／Ｓ＝Ｃ／Ｓ＝

?

.................................

(13)Ｉｔ＝Ｉｔ＝

×

...................................

(14)??

........................

(15)KC/S

=22.23.5×(2)

.................................

(16)5010501520201050XX/T

XXXXX—XXXX式中：I0.7nm——0.7nm衍射峰強度；h0.358nm衍射峰高度；h0.353——0.353nm衍射峰高度；I1.7nm——1.7nm衍射峰強度；I1.0nm——1.0nm衍射峰強度；Ic/s——C/S001/001衍射峰高度；C/S——C/S

001/001衍射峰高度；C/S——綠泥石與蒙皂石混層含量

%;式（16）中的2θ為

衍射峰位置，單位為度(o)6.5.3 6.5.3

礦物組合為

，，It，

和

C

時的百分含量計算公式如下：（Ｋａｏ＋Ｃ）＝

IC/S(EG)/KC/S

I0.7nm(N)/1.5+

I1.0nm(550°C)+

I0.7nm(N)/1.5

×100

............

(17)Ｋａｏ＝

×.......................

(18)Ｃ＝

×.........................

(19)Ｃ／Ｓ＝

IC/S(EG)/KC/SIC/S(EG)/KC/S

+

I1.0nm(550°C)+

I0.7nm(N)/1.5

×100

................

(20)Ｉｔ＝

×

×

.............

(21)Ｉ／Ｓ＝１００－（Ｃ／Ｓ＋Ｉｔ＋Ｋａｏ＋Ｃ）

.....................

(22)式中符號意義見本標(biāo)準的6.5.1。當(dāng)只有Kao而無C或只有C而無Kao時，直接用式計算。6.6 誤差平行樣品分析結(jié)果之相對誤差應(yīng)符合表4要求。表4表4 誤差要求序號礦物名稱符號特征峰及

d

值范圍說明1蒙皂石S1.7nm(1.68～1.87)；；

2伊/蒙混層I/S1）有

1.7nm(1.68～1.87)無序；2）無

17nm，有序混層比計算方法不同3伊利石It1.0nm(0.995～；；0.333nm4高嶺石Kao0.715nm(0.701～0.725)；0.358nm(0.356～0.36)5綠泥石C0.71nm(0.701～0.725)；0.353nm(0.351～0.356)6綠/蒙混層C/S1.445～1.68nm；0.726～0.84nmXX/T

XXXXX—XXXX7 推薦利用多功能粘土礦物定量分析軟件進行定量分析7.1 主要功能、7