美国岩心样品库选介（之一）[1]
周秋梅 张 晶
美国是世界上实物地质资料管理利用水平最高的国家之一。其突出特点主要有以下几方面。
第一，美国建有大量不同类型的岩心样品库——从隶属关系看，有属于美国地质调查局、国家石油天然气委员会，以及国家科学基金会的，还有属于州地质调查所以及大学和公司的；从管理的实物地质资料类型看，除了固体矿产岩心库外，更重要的是石油与天然气岩心岩屑库以及冰心样品库。
第二，实物来源广泛而又充足——多数岩心样品库采取主动收集的方式，不仅把国内的实物收入库中，而且广泛收集国外的重要实物，特别是油气资源勘察、深海地质调查、极地勘察的实物地质资料都收到库中保存利用。例如，美国地质调查所岩心研究中心管理的岩心样品库的实物来源于31个州，大部分是由各石油采矿公司和地质调查所、大学等机构捐赠的，还有一部分是从其他国家收集的。
第三，保管技术先进——特别是需要冷冻的松软沉积物岩心样品和冰心、冰样都能得到很好的保管。
第四，利用服务便捷——各岩心样品库欢迎国内和国外专家访问，尽可能提供条件，满足来访者的需求。例如位于丹佛联邦中心的美国地质调查局岩心样品库，每年接待2000多位来自世界各国的科学家访问，岩心研究中心为来访者提供多种检测设备，并备有会议室、演讲室等。
为了解美国实物地质资料管理状况，现将美国的部分岩心样品库，主要是石油天然气以及深海地质调查、极地勘察等方面的岩心样品保管与利用情况有选择性的进行介绍，希望对我国实物地质资料管理工作有所裨益。
一、美国地调局CMG Menb Park冷冻岩心及样品档案库
1、岩心档案库位置
校内的MP档案库 美国地调局西区总部1号楼l层、1号楼2层、2号楼1层、2号楼2层、4号楼1层、15号楼1层、15号楼3层。
校外的MP档案库 美国地调局海洋岩心库(MARFAC)、岩心冷藏库、Marfac集装箱(shipping containner)。
2、岩心来源
美国地调局Menb Park(USGCMP)海洋地质样品库是由美国政府出资兴建的档案岩心库，库内保存了西部地区海岸及海洋(CMG)大队办事处中的国家海底样品档案。这个岩心档案库由2个独立的能使样品保存在380F±20F的环境下的岩心库组成。这里的冷冻岩心库有一个900平方英尺的岩屑实验室 (它位于Park西区总部15号楼)，专门负责收集正在进行的各个项目的实物资料，即采取所谓“主动收集”的方式运作。该冷冻岩心库还配有1500平方英尺的接待室(位于Redwood城海洋岩心库)，收集的样品为正在实施项目的样品实物。经协商，该冷冻岩心库还可以为其它地质和水资源勘查机构收集的样品提供暂时性的冷冻贮存。
3、设备与技术
虽然CMG收集的岩心是世界级的，但大多数样品是来自太平洋及邻区的。收集的岩心样包括了12000多盒(箱)岩心、活塞岩心、重力岩心以及挖掘和采集的沉积样品，它们是自1972年以来在许多海洋及沿海勘探工作中，以及在湖泊、湿地和水库环境中采集的样品。联合岩心库(在Park)的库存量为66％。根据目前计划的收集进度来看，岩心库至少能满足未来10～15年的贮存需要。
几乎所有的海洋样品的贮存都需要特殊的设施，它们对岩心库的存储环境的要求相当苛刻。为了妥善保管各类样品，美国地调局专门建设了两个冷冻岩心库。一个位于岩心实验室附近，能使用户直接访问最近及目前正在研究的岩心及样品；另一个则位于加州的Redwood城的CMG海洋岩心库中。后者比前者大2倍多。样品贮藏温度保持在380F±20F，所有这些档案及劈分的岩心都贮存在特殊保存环境下的容器中，我们将它称之为D型管。
4、管理人员及主要工作内容
岩心库的工作人员包括1名岩心保管员(指导研究的地质学家)，一名助手和一名监督员；这个助手(全天合同制员工)负责日常的岩心保管及维护工作。
对于这个岩心库而言，总的保管目标是维护、整理及编录这些收集的岩心及样品，挽救在搬运过程中以及在1989年Loma Prieta地震中损坏的岩心物品。另外，工作人员还可以与CMG的数据索取贮存(DAPS)机构一起来完成相关子数据(即关于岩心位置、描述、采集历史和实物出版史的数据库)的编制工作，而且将获取的信息传递给NOAA的国家地球物理数据中心(NGDC)。有关国家及国家科学委员会的收集物信息可以通过与NODC的“海洋地质样品索引”有关的互联网查讯工具获得。
二、美国佛罗里达大学南极勘探岩心库
附属于佛罗里达大学的南极勘探岩心库，是一个贮存极地地质实物的国家级岩心库。这个岩心库收集了25,000m长的深海地质岩心样品，它们主要是来自南极大陆的岩心。
1、位置
南极勘查岩心库位于佛罗里达的佛罗里达大学校园的Garraway楼（位于南极圈和Woodward大道拐角处）。驾车路线南极勘查岩心库靠近州际间第29出口；如果你乘飞机的话，塔拉哈西飞机场离校园仅几英里。在南极勘查岩心库的步行区域内可以乘坐各种价格的摩托车。
2、岩心库的管理服务工作
（1）对现有收集物品的保管。
（2）接收及处理新岩心。
（3）岩心的描述及发行出版物。
（4）将收集样品分配给经许可的研究人员使用。
（5）管理及维护：
——岩心及样品数据库。
——南极地质和海洋地质图书室。
——超微化石和硅藻的卫星海洋钻探计划微体古生物参考资料中心。
3、岩心库的发展史
1960年，美国国家科学基金会(NSF)，通过它的极地计划办公室建立了一个岩心保管研究中心，用来收集海洋沉积岩心，目前它己成为世界收藏量最大的岩心库之一。这个南极勘探岩心库，附属于佛罗里达大学地球物理系，特别被指定为国家级收集极地实物的岩心库。最初在美国国家科学基金会(NSF)的资助下开展了南极大陆架沉积物的分析研究工作，在通过处理及研究由这些船采集到的海洋岩心沉积物及挖掘样获得了经验之后，这个岩心库开始负责利用研究船USNS Eltanin进行船上海洋地质取心计划。这项系统的多学科研究计划覆盖了南海350S和南极大陆之间80％的地区，面积超过了650,000km2。
1975年E1tanin被重新命名为Islas Orcadas，并被转送到阿根廷海军舰队，在这里，直到1978年它一直作为阿根廷共和国和美国政府之间共同的国际性合作计划中的组成部份，一直进行着海洋调查活动。在这项计划开展的过程中，岩心库进行着船上的取心工作。在1960年末期至1987年间，美国作为国际韦德尔海洋地理勘探及开展深部冷冻计划的组成部分，送给岩心库几千米长的深海沉积岩心。取心工作在上世纪80年代末和90年代初完成，而且这些岩心都已归入岩心库中。
4、样品来源及储存条件
这些收集物被放置在一个专门用来处理及贮存海洋沉积物的单层建筑物内。大多数岩心贮存区都是由一个温度保持在2℃的500m2的园顶房屋组成。还有一个单独的50m2的园顶屋专门用来贮存需要冷冻的实物(－23℃)这个岩心库收藏了20,000多米的南极及附近的海洋地质岩石样品，它们最初是由下面的海洋地质研究船获取的：
˙USNS Eltanin／ARA Orcadas群岛极地周围科考船；
˙深部冷冻(USCGC破冰船)勘探76，78～83，85～87号；
˙国际韦德尔海海洋地理勘探船(IWS0E)；
˙R／V Polar Duke勘探86，88～93，95号；
˙R/V Nathaniel B.Palmer勘探93号；
˙R/V Laurence M.Gould勘探98号；
˙USCG破冰船Northwind，Eastwind和Edisto Kara Sea勘探号；
˙从事各种科学研究的Anton Brun，Her0，Vema和Robert conrad勘探号。
岩心库还收藏了包括下列计划的各种钻探岩心和其它样品：
˙干谷钻探计划(DVDP)；
˙东泰勒谷(ETV)计划；
˙玫瑰冰架计划(RISP)；
˙西玫瑰海新生代勘探计划(CIROS 1＆2)；
˙Feather山脉计划；
˙Roberts海角计划(CRP)1～3。
三、美国亚拉巴马州岩心库
1、岩心、岩屑来源
美国国家石油天然气委员会／亚拉巴马州地调所岩心库是美国拥有的最大及最完整的岩心及钻井岩屑库之一。总收集物中包括了从10,000多口钻井中获取的34,000,000英尺的钻探岩心和代表亚拉巴马1700个石油测试钻井获得的100,000英尺钻探岩心的岩心样品。这些收集物包括了为工业矿产、煤炭勘探进行的305口钻井中获取的岩石样品，以及在800多口水井钻探过程中收集的样品，放置在与国家石油天然气委员会和地调所办公主楼相邻的科学收藏楼中。这些岩石样品为石油界、独立的石油公司，以及为开发本国石油和天然气及其它矿产的新勘探远景区都提供了一个有价值的资源。
国家石油天然气委员会的法规中要求勘探公司在钻井完成之后提交岩心及钻井岩屑。亚拉巴马州法规(1975)的400-1-3-10条例中规定“一套完整的岩屑(根据深度正确地贴上新标签加以确认)应该在钻井完成之日起的30天之内交与委员会进行归档，除非有特许。如果获取了岩心，那么一套岩心(全岩心或至少为四分之一的岩心)根据深度正确进行确认并贴上标签；任何一口钻井完成之日起6个月之内由油气委员会归档，除非得到特许……”。
2、保存条件
国家石油天然气委员会岩心及岩屑库，于1993年夏天完工，占地面积为28,000平方英尺，房屋地面到天花板的高度为16英尺。除储存区外，这个岩心库还配备了方便的岩心观测区，小型教学区、计算机以及包括专门用来分析岩石样品的科学仪器和技术性显微镜的实验室。为了对收集物提供最大程度的保护，岩心库有一套特殊的环境控制系统，包括一个恒定湿度仪。
3、服务
提供给参观者及员工使用的宽敞的观测室与岩心及岩屑储存区相邻。岩心库的员工负责搬运岩心及样品箱，并提供参观者所需的其他帮助。
石油天然气的经营者、研究学者及公众，可以访问国家最大和最完整的岩心及钻井岩屑储存库。在亚拉巴马1700个石油测井中获得的岩心以及从10,000口钻井中获得的钻探岩屑放置在与国家石油天然气委员会办公主楼相邻的科学收集物大楼内。
四、美国北达科他州Wilson M Laird岩心样品库
1、位置及实物来源
北达科他地质调查所的Wilson M Laird岩心样品库位于北达科他人福克斯的北达科他大学校园内。地址：
North Dakota Geological Survey
Wilson M Laird Core&Sample Library
P O Box 8156(ailing)
Campus Rd．&Coruell(hipping)
University Station
Grand Forks,North Dakota 58202—8156
e-mail：core!lab@state．nd.us
或：jlefever@state.nd.us。
电话：(701)777-2231
传真:(701)777-2857
这个受气候(温度)控制的岩心库包括3，200平方英尺的办公区和实验室，以及18,000平方英尺岩心贮存区。目前，它拥有大约80万英尺的岩心及大约40,000盒的钻探岩屑。这些岩心中约80％是在北达科他的一些盆地中取出的，95％样品是靠收集得到的。这个岩心库还收集了大量的水井样品和岩心。
2、内部使用规定
开放时间：星期一～星期五，8:00～5:00。
收集的物品可以根据需要在岩心库内进行观察，但用户必须事先提出申请，这一点是必要的，因为测区是有限的。同时这也保证了所需岩心及样品的有效供应。岩心库的使用是免费的。
岩心库提供工作台、双目显微镜、样品托盘、黑色的灯箱和一个照像系统，胶卷由用户提供，建议采用ASAl00。用户可以使用岩心，但用完后须将它放回货架上。样品采集在得到管理者的许可后，根据岩心的条件由岩心库工人进行。为了避免复制，并保存剩余的岩心，所有从国家级收藏物中制作的薄片或进行过特殊处理分析的样品都必须归还给岩心库。
国家石油天然气数据库可以提供样品及钻井方面的信息。有关钻井及钻井记录的显微照相卡片及显微胶卷的文档以及石油勘探卡片也可以提供使用。
3、外部使用规定
岩心和样品可以根据需要由用户出钱运送到用户所需地方。通常对于运送的岩心和样品来说，没有时间上的限制。用户希望在一个合适的时间或岩心库管理者需要的时候归还给岩心库。不收取借用岩心、样品或薄片的费用。
岩心只能运到政府管理(州和联邦)的岩心库中。用户承担所有运输费用。在管理者的允许下，岩心可运送到某个岩心测试中心，测试结果必须送还给岩心库。
如果岩心库的收藏物可以劈分为两部分的话，样品可以根据需要送给用户。用户负责所有运输费用。
用于薄片制作或将有可能对岩心和样品产生损坏的收集工作，在运输之前必须声明；薄片或其它资料在工作完成时必须退还给岩心库。
薄片适用于特定钻井的特定地层，这些薄片可以付费后拿出岩心库。用户负责全部的运输费用。用户必须按照规定将这些实物及时交还给岩心库。
五、美国深海样品库
1、位置及样品来源
Lamont-Doherly深海样品库位于纽约帕利塞Lamont-Doherty地球观测站的岩心库中，在哥伦比亚大学主校园北部约30英里处。来自世界各大洋中的沉积岩心归在此岩心库中。库中收藏了近7200M长的岩心，有近9700个活塞岩心，7000个脉冲重岩心(trigger weight cores)；以及1500种其它的岩心。有近4000个挖掘及采集样(dredge and grab sample)，其中包括了大量的锰结核收集物，以及许多由潜水器获得的样品。记录的信息有位置坐标、水深、地形、岩心长度或挖掘规模，样品设备、采集的日期及时问。库中还贮存了1000多个残留样品，而且这些残留样品对于在那些还需要投资采样的地方是有用的。
Lamont岩心收集数据库已经有近50年的历史。它所包含的信息涉及了每个采集点的地理位置、岩心长度、矿物学及古生物学特征、岩石学以及构造，和许多最近大篇幅报道的宏观描述性文章。有关LDED实物的出版物中提到的参考文献，对于岩心、作者及数据库来说都是重要的。有关岩心的数据资料对于位于克罗拉多的Boulder国家地球物理数据中心是非常有用的。
在档案库中，大量的岩心是由Maurice Ewing指导收集的，他认为Lamont岩心库应从尽可能多的地方来收集尽可能多的岩心，越来越多的大洋海底深部填塞物将会展现出我们这个地球的地质历史。虽然每个岩心都被详细归档保存，但是归入岩心库的成千上万米的岩心却从来都没有得到分析研究过。
全世界的科学家们使用的岩心实物来自广大的岩心采集点。这些岩心实物的使用，在过去5年中正以巨大的速度增长着，这与近期人们对于气候研究兴趣的不断增加有着直接的联系。而Lamont的收集物特别适用于这些研究，因为包含了近期历史的顶层部位在许多岩心中保存得非常完好。大量未被采样的岩心是全新世研究的重要资源，而且将会为多年来的研究提供实物。
2、实物存贮空间
这个岩心库在岩心实验室和地球科学楼中，所占面积约11,891平方英尺。它包括418.5平方英尺的一个主办公区和岩心库，一个279平方英尺的展厅，一个141平方英尺的样品切割室，2个宽敞的冷库（一个为672平方英尺，另一个为1913平方英尺），以及一个1750平方英尺的挖掘样存贮区。在主要的干岩心贮存区中有79个岩心样品架，其中包括总数为56，880个8英尺长的托盘。岩心库中冷冻贮存区有23个岩心架，保存了2,307个大直径的5英尺长的D型管，1,108个小直径的D型管，3个装小型副样的滚动样品架，以及大量仍末进行编录的大陆岩心。
3、样品的制作
岩心在取回的时候是直径为2.5～5英寸的长圆筒状。它们被切割成5英尺长，并按纵向劈分。利用一台装在滚动架上的Olympus 600DL数码相机给劈分的岩心进行照相。大部分贮存的岩心是干的，摆放在8英尺的镀锌钢性托盘上，其中一半用塑料制品密封起来。自1985年以来，岩心就已经被冷藏在湿润的5英尺的D型管中。挖掘物(由项目总投资人对大多数这样的样品进行描述)被储存在1×1×2英尺的木制箱内，而且最近将它们放在8″×14″×24″的玻璃纤维强化塑料箱内。
4、副样岩心库(用于分析和采样)
有几种非破坏性岩心分析法。用一台Radiflor 360x一射线检测系统可以在一张胶片上产生非破坏性岩心的x射线影像。一些地球物理检测方法也是非破坏性的，可以利用一台GEOTEK多道传感器岩心记录仪来完成。多道传感器包括了一个γ一射线衰减孔隙率评估仪(GRAPE)和挤压波(P波)记录仪，它们可以检测岩心密度、孔隙率，以及超生波速度、磁化率，以及色谱。岩心的数字成像对沉积物颜色的变化是有用的。而且使用一个微晶学Sedigraph 500颗粒大小分析仪、碳酸钙以及沉积物剪切应力法进行颗粒大小分析也是有用的。
深海样品库以及物理性质实验室提供这些仪器设备为科学机构开展深海沉积物的分析所用。有些分析项目是收费的。
对于采集岩心样品来说，可以提供采集湿岩心的标准工具，比如深入到实物中的勺子，以及装样品的玻璃瓶子。库内有一个手动的、带有一个齿状钻头的高速钻床，可以进行干燥岩心高分解(high-resolution)采样。采样可以在不将沉积物从架子上搬下来的情况下进行，这在过去是为了保持干燥沉积物的完整性而一直不能解决的问题。对于较长的样品，有一个涡卷状的锯子能够干净利索地将样品切割下来，而不浪费岩心物质。
对于全世界科学研究所需样品，LDEO有一个公开政策。在实物用于工作之前，或在副样送到其他的研究者手中之前，必须先提出申请，并获得批准。岩心库需要2份使用实物资料而产生的所有出版物的复印件，或者是1份未出版的数据的复印件。Lamont库可以提供有关样品及样品信息的分配政策。
5、数据处理
进入岩心库的每个岩心都须劈分、照像，并进行描述。有关沉积物的资料应根据岩性的间隔；岩石的性质如结构、颜色；构造，如层理；成分，包括碳酸盐的含量；古生物学及矿物学，以及与下一个间隔的基本接触特征记录下来。挖掘物的描述常常是由主管这些获取物的投资人来准备的。作为记录样品历史的岩心都有详细的记录，如投资人姓名、采集日期、目的、岩心或挖掘物、采样间隔，以及样品尺寸、使用这些实物产生的相应出版物。物理信息、宏观描述，以及关于岩心的出版物可以在Macintosh计算机上获取。所有Lamont数据库可以在岩心库中提供使用；岩心位置以及子数据库可在网上查询。所有归档的数据按常规应上交给Boulder国家地球物理中心以便汇入到国际地球物理信息数据库中。
LDEO收集物包括大量的大陆岩心。传统上来讲，大多数大陆岩心的保养是按照项目投资人的意见进行的。这些岩心对于近期气候研究将会是有益的，而且在不久的将来将会与海洋收集物一样具有相同的归档标准。
