沉积范文10篇

沉积范文篇1

肺泡蛋白沉积症（PAP）是一种以肺泡内大量沉积磷脂蛋白样物为特点的肺部弥漫性疾病，是一种病因与发病机制尚未明确的罕见慢性肺部疾病［1］。现将经病理学确诊的13例PAP患者的临床资料作回顾性分析，报告如下。

1临床资料

1.1一般资料

本组13例，均为北京协和医院呼吸内科住院病例。其中男9例，女4例，年龄35～65岁(平均52.2岁)，发病（发现）至确诊时间1.5～48个月，平均13.2个月。首发症状：干咳活动后胸闷、气短最多见11例，无症状于体检发现“两肺弥漫性阴影”2例。粉尘等长期接触史：7例有长期吸烟史（6男1女），石棉1例（11年），滑石粉、金属粉尘2例（分别8年和11年）。体征：发钳7例，杵状指5例。肺部听诊：爆裂音9例。

1.2诊断方法

血气分析低氧血症7例。肺功能限制性通气功能障碍、弥散功能障碍11例，正常2例（均为无症状体检发现者）。13例经支气管肺泡灌洗（BAL）检查，支气管肺泡灌洗液（BALF）多呈淘米水样或牛奶状，静置后有沉淀，仅1例BALF无混蚀(PAP病理检查仍确诊为PAP)。13例均经支气管镜肺活检（TBLB），病理结果均符合PAP病理特点。影像学检查：X线胸片均示两肺广泛浸润灶，以两中下肺野为主，肺门周围浸润较显著，对称性见多；浸润灶呈弥漫斑片状、羽毛状、小结节状、网状，边缘模糊，部分呈融合状大片实变影。其中呈网状、线状、结节状间质纤维化表现3列，均无心影增大，无胸腔积液，无气胸表现。胸部CT/HRCT检查，均有多种不同病变共存，呈弥漫性分布；两肺弥漫或部分毛玻璃样改变9例；地图样改变5例；实变影4例；网状影3例。病理：13例BALF和TBLB均经病理确诊，BALF典型所见为片状嗜伊红细颗粒状蛋白物及针状裂隙，TBLB所得标本可见肺泡腔红染无结构蛋白物，PAS染色阳性。

1.3治疗及预后

10例多次麻醉下肺灌洗(左/右全肺灌洗6例，单肺灌洗4例)，临床症状均有明显改变，另3例由于病情轻，肺功能尚可，作观察治疗。2例肺部继发感染致急性呼衰，针对呼衰积极治疗，临床好转，1例并发肺结核，抗结核治疗后，肺结核治愈。病程中使用皮质激素治疗8例（均为外院时治疗），其中确诊PAP后使用皮质激素治疗2例，另6例外院考虑间质性肺炎（4例无病理诊断，2例病理错误）予皮质激素治疗，后来本院确诊PAP，其中1例激素治疗中并发真菌感染致厚壁空洞，8例使用激素期间均无明显临床改善。所有病例均未使用粒细胞单核集落刺激因子(GM-CSF)治疗。

2讨论

PAP为少见病。病理特征：BALF典型所见为片状嗜伊红细颗粒状蛋白物及针状裂隙；TBLB所得标本肺泡腔内可见红染无结构蛋白物，PAS染色阳性。发病机制：尚不明确，从粉尘吸入异常反应学至近来认为原发PAP可能与GM-CSF受体基因突变或自身GM-CSF抗体产生导致GM-CSF体内功能缺陷有关［2，3］,继发性多与血液系统疾病和感染等有关。本文资料中，有多例不良刺激物（吸烟、粉尘、化合物等）长期吸入，但不良刺激物在发病中具体作用尚需观察。PAP临床表现变化大，起病隐匿，典型症状多为活动后气促至渐进性呼吸困难，常伴咳嗽、胸闷、乏力、体重减轻等。可以体检发现，也有因呼衰入院后确诊；可自发缓解，也可因肺部感染和呼吸衰竭死亡［4］。体征中，有与较长时间低氧血症有关的紫绀、杵状指和肺部听诊的爆裂音。

PAP的诊断，病理是金标准。本资料中有2例外院经TBLB（支气管镜肺活检）和VATS（电视辅助胸腔镜），病理误诊为非特异性间质性肺炎（NSIP），予激素治疗而无效。通常绝大多数NSIP对激素治疗有效，故病理标本处理和诊断极重要。强调支气管肺泡灌洗液送检时，一定要加入95%的酒精固定，使脂蛋白凝集，在取沉淀物离心时切忌搅拌，以免凝集的脂蛋白被搅碎，影响诊断。

目前，BALF、TBLB在PAP诊断时作为首选，有时需多次检查。影像学上的表现较临床症状显著，故X线应作为诊断本病初筛，以利于早期发现。本资料中2例无症状体检发现两肺弥漫阴影确诊时，血气分析和肺功能均正常。胸部CT/HRCT检查能提示这一病症，其中“铺路石样改变”被认为是PAP较特征性改变［5］。目前认为，PAP的治疗，肺灌洗为唯一有效方法，全肺灌洗对低氧血症相关症状改善较明显。激素治疗对PAP患者肺功能改善无益，且易使肺部感染致急性呼衰发生。GM-CSF尚待更多临床研究［6］。

鉴别诊断中尤须注意肺孢子虫感染（PCP）和黏液性细支气管肺泡癌。曾有1例外院误诊为PAP后行全肺灌洗致病情恶化而转来本院治疗，入院后病理诊断为黏液性细支气管肺泡癌，予相应治疗后好转出院。

【参考文献】

1ClaypoolWD，RogersRM，MatuschakGM，Updateontheclinicaldiagnosismanagentandpathogenesisofpulmonaryalveolarproteinosis（phospholipidosis）.Chest，1984，85（4）：8.

2WangX，LiuF，BewigB.AnalysisoftheGM-CSFandGM-CSF/IL-3/IL-5receptorcommonbetachaininapatientwithpulmonaryalveolarproteinosis.ChainMedJ（Engl），2002，115（1）：76.

3SeymourJF，DoyleIR，NakataK，etal.Relationshipofanti-GM-CSFantibodyconcentration，surfactantproteinAandBlevels，andserumLDHtopulmonaryparametersandresponsetoGM-CSFtherapyinpatientswithidiopathicalveolarproteinosis.Thorax，2003，58（3）：7.

4SeymourJF，PresneillJJ，Pulmonaryalveolarproteinosis：progressinthefirst44years，AmJRespirCritCareMed，2002，166：215.

沉积范文篇2

随着全球能源的日趋紧张，太阳能电池以无污染、无机械转动部件，维护简便、无人值守、建设周期短、规模大小随意，可以方便地与建筑物相结合，市场空间大等独有的优势而受到世界各国的广泛重视，国际上已有众多大公司投入到太阳能电池的研发和生产中。当前，硅太阳能电池的制造面临的挑战是提高太阳能电池的效率以增加单位面积的发电量以及进一步降低制造成本，使其能够广泛应用。在晶体硅太阳能电池中，硅片上电极列阵的制备是非常关键的技术，电极阵列是收集太阳能电池发出电流的必要部件，其性能的好坏直接影响电池的能量转换效率。作为电镀技术的一个分支，光诱导沉积技术成为可以代替传统丝网印刷技术，能够提高太阳能转换效率的新兴金属化技术。在制造业迅速发展的时代，光诱导沉积技术的加工生产并逐步商业化，吸引了太阳能仪器制造公司的注意。传统电镀已经取得优异的成绩，例如在良好的金属底层上，通过恒电位或者恒电流都可以得到优良的金属导线。但是，如何在太阳能电池的硅表面上得到优异的沉积层，却没有得到很好地解决。光诱导沉积技术能够解决传统电镀无法解决的部分问题。作为电沉积的一个分支，光诱导沉积的发展将进一步促进光伏和微电子制造工业的飞速发展。为了系统整理和集中反映光诱导沉积技术及其应用研究的学术进展和科技成就，增进交叉学科领域之间的学术交流，加强科学技术研究与经济建设的联系，促进科技成果的转化，笔者撰写了本文。目的是为了帮助电镀工作者了解新技术的机理以及发展方向。有关光诱导沉积技术的研究在国外已经开展很多，而国内才刚刚起步。而且到目前为止，并没有关于光诱导沉积研究现状及水平的系统总结。该文将对这方面进行综述。

2光诱导沉积分类及其原理

光诱导沉积按反应类型可分为两大类：光诱导分解型和光生电子型。

2.1光诱导分解型

根据Grotthuss–Draper定律，只有吸收辐射(以光子的形式)的分子才会进行光化学转化。但是光诱导分解型沉积可以细分为两类：第一类称为直接光解，是化合物本身直接吸收了太阳能而进行分解反应，即利用一些对光敏感的化合物，使其在光的照射区域分解出金属单质并且沉积出来；第二类为光转化为热，利用一些对热敏感的化合物，采用激光加热使这类化合物在基体表面分解产生金属，从而形成沉积层。

2.2光生电子型

光生电子型则利用具有p–n结的半导体的光伏效应，于外光源照射下在半导体的p–n结两侧的p区域产生空穴和n区域产生电子，并用来还原金属离子。溶液中金属离子的还原过程为：MeMnn++→溶液还原(Mn+为金属离子；e为光生电子；M为金属)。光诱导沉积过程与电镀相似，只不过前者是靠外部光源照射到基体上贡献出电子，基体本身产生提供化学反应的电位，而后者是靠外电源提供。光诱导电沉积的过程可用图1表示。图1光诱导电沉积示意图Figure1Schematicdiagramoflight-inducedelectrodeposition这种利用光生电子来还原电镀液中金属离子的技术叫做光诱导电镀技术。光诱导沉积法由于其特殊性，常用在半导体以及光伏电子工业领域。该工艺异于化学镀和置换镀，它不需要镀液中的还原剂来还原金属离子。这类技术不会因为基体被完全覆盖而停止反应。

3光诱导沉积技术的发展

3.1光分解型光诱导沉积技术的发展

1987年，J.Michael等[1]在美国专利上介绍了一种光诱导沉积技术，即在光敏电镀液(PdCl2–SnCl2–HCl)中直接采用激光引发金属离子在工件上进行沉积。这种方法是利用激光的能量，诱导溶液中金属离子发生自动催化反应，从而在基体上的光照射区域中产生金属沉积。其反应为：Sn2++Pd2+=Sn4++Pd。可以看到，在这种新方法中光敏电镀液中的氯化亚锡(SnCl2)有较强的还原性。实验中激光光源没有间接或者直接提供金属还原的电子，而只是破坏了被照射区域混合光敏电镀液的稳定性，使光敏电镀液中Sn2+促使Pd2+还原为金属Pd，并沉积下来。由于该方法能使金属离子按照光斑的形状在非金属材料上沉积出各种图案，并且不需要屏蔽或遮盖基体，使其更适合应用在微电子领域中的选择性或者图案化沉积金属，曾一度引起了相关研究人员的关注。但是这种方法由于存在光敏电镀液稳定性不好、抗杂质能力差、激光光源选择难且设备昂贵等一系列难以解决的问题而无法得到广泛应用。进入20世纪90年代，为了解决光敏电镀液的稳定性问题，M.Schlesinger[2]在其书中介绍Zhou等人在1991年开发的一种光分解型光诱导沉积电镀液──H2PtCl6乙醇溶液，并在实验中把经过丙酮和蒸馏水清洗过的基体置于盛满上述溶液的玻璃容器中，通过激光束照射大约20min，使金属铂离子在基体表面沉积。这是聚焦光束使乙醇中的[PtCl6]2发生了光化学反应，从而使Pt沉积在基体中受到光照的区域。这种新的电镀液利用了H2PtCl6在一定温度下即分解生成金属铂的特性，在激光照射下，这种新电镀液中被照射区域的温度局部升高，从而使H2PtCl6分解。其反应如下：264HPtCl←→PtCl+2HCl热，422PtCl←→PtCl+Cl热，22PtCl←→Pt+Cl热。这种电镀液虽然较稳定，但是需要的激光功率大，照射时间长，并且难以得到连续的沉积层。为了进一步提高光敏电镀液的稳定性，解决光源难找并且得到连续的金属沉积层等众多问题，固态电解质的应用和低功率的光源随之出现。H.Esrom等[3-4]采用红外光照射诱导掺杂醋酸钯的聚酰亚胺高分子膜进行分解，然后按照图案把多余的金属沉积层通过激光进行切除，再通过化学镀铜工艺在钯金属上沉积得到所要的图案。在实验中，金属有机膜被红外光照射1~2s即分解，然后采用ArF源的激光在不破坏基底的情况下把钯金属层根据图案切割出来，再采用化学镀法在图案相应的区域上沉积一层金属铜。这种新型的方法没有采用传统的电镀液，而是采用掺有醋酸钯的聚酰亚胺高分子膜作为固态电解液覆盖在基体上，解决了由于电镀液的不稳定性而带来的一系列问题。更重要的是，常见的红外光源也能够在短时间内引发金属沉积。但是这种方法只能应用在经过特殊处理的高分子薄膜上，使用局限性明显，成本昂贵，制备工艺复杂，沉积层与基底的结合强度没有得到保证。面对如此多的问题，在之后的几年中人们对于光诱导方法的研究进入了一个相对的“冷淡期”，期间鲜见介绍光诱导沉积方法的文献资料。直到2000年后，凭借着光诱导沉积具有选择或者图案沉积金属镀层的优点，相关的研究学者又开始在该领域开展了研究，国内外相关文献开始涌现。国内有关光诱导沉积技术的文献最早追溯到2006年。国内的研究学者Chen等[5]研究了激光直接沉积金属银镀层。在实验中，他们采用了非溶液方法──使用一种银离子掺杂的聚酰亚胺薄膜，在激光的照射区域，Ag+离子被还原出来，沉积在基体上。他们还研究了激光的扫描速度对镀层连通性的影响，认为当激光扫描速度过快，难以得到连通性好的沉积层。这个研究改良了H.Esrom等[3]的工艺，直接采用激光在基体上根据图案诱导沉积，免去了根据图形采用激光切除多余沉积层的工序。但是对于这种预先把容易光分解的物质掺杂在高分子薄膜中的方案，使用起来还是存在着固态电镀液的明显局限性。以至于光诱导沉积技术在相当长的一段时间内难以发展。从过渡期的文献可以看出，人们对光诱导沉积的研究主要集中在第二类光诱导沉积技术。这类技术利用的是镀液中相对不稳定的化合物能发生光化学反应而被还原的特性，但是在实际应用中能发生光化学反应的金属离子种类稀少，而且都是昂贵的金属，沉积镀层与基底的结合强度不佳，这些缺陷严重制约了这类光诱导沉积技术的进一步发展。

3.2光生电子型光诱导沉积技术的发展

随着微电子和光伏工业的发展，人们希望这种不用光敏胶保护就能够选择性沉积的技术可以应用在半导体工业上。于是，研究人员把光诱导沉积技术的应用转移到半导体上。1975年，德国的W.Spth[6]在他的专利中首次介绍了外置光源照射到具有p–n结的半导体上，利用半导体的光伏特性，在其表面提供金属离子还原所需要的电子，并利用这些电子在半导体表面上沉积金属。这种技术需要具备以下特点：(1)基体为具有p–n结的半导体；(2)外部光源的照射。由于该技术的应用面相对狭窄，只能应用在半导体的沉积上。所以在相当长的时间内没有引起电镀研究人员的注意。随着科技的发展和器件性能的提高，人们对器件的制备工艺要求越来越精细。由于光诱导沉积技术具有在精密图案上选择性沉积金属镀层的优点，特别适合在微电子工业领域的应用，人们又把目光投到该技术上。A.Matte[7]和E.Wefringhaus[8]等人分别在2006年的文章和2007年的报告中指出，在丝网印刷技术制备前电极连线的时候由于存在极线断裂，导致电流下降、废品率增多等现象(见图2a)，而采用光诱导沉积技术作为丝网印刷技术的后续工艺，则可改善单独采用印刷银电极线的厚度及连接性问题，能很好地降低电极的串联电阻，有效提高太阳能转换效率，增加成品合格率，如图2b所示。这样光诱导沉积技术又重回到半导体器件的应用上。但文献中并没有对其工艺进行具体的讨论，同时用这种光诱导沉积技术方法来解决电极连线断裂的现象还存在一个很大的局限性，就是极线在断裂的地方间距要很小，如果印刷导线断裂间距过大，那么采用这种方法仍然不能使已经断裂的极线重新连接上。因此，光诱导沉积技术只是作为制备前电极线、提高成品率的一种辅助方法。但光诱导沉积技术既可以提高太阳能的转换效率，还可以增加成品率的特点，重新引起人们的关注，随后相关的文章也多了起来。S.W.Glunz等[9]在2008年第33届光伏会议上介绍了光诱导沉积技术用作增加太阳能电池的电压以提高其转换效率的的方法，认为采用光诱导沉积获取金属沉积的方法(底层+光诱导沉积)比太阳能电池标准金属化(丝网印刷银浆+银浆的烧结)具有更高的效率。另外，由于丝网印刷的金属浆料中含有不可忽视的胶粘剂，在烧结过程中不可避免地会产生气泡，减少了银层与底层的接触面积，增加了导线与硅基体的串联电阻。而采用光诱导沉积获取的银层能与底层之间产生很好的接触面。可以看出，光诱导沉积尤其适用于太阳能电池，特别适用于准电极的微细极线。但是他们还是把光诱导沉积技术作为丝网印刷技术的后续工艺。而在印刷金属Ni浆作为底层的太阳能电池的基底上，采用光诱导沉积的方法在底层上加厚镀银层，虽然可以减少昂贵的金属银浆的使用，但是还摆脱不了金属浆料带来的副作用──金属浆料底层存在有机浆料，在烧结过程中会产生气体，因此不能与硅表面产生很好的接触面积，增加了前电极与硅基体的串联电阻。为了增加电极与基底的接触面积，进一步得到更好的太阳能转换效率，M.Alemán[10]，A.Fioramonti[11]等人重点研究了硅太阳能电池的前电极制备，指出与其他方法相比，传统的丝网印刷技术因存在金属银浆而降低了电导率，使导线粗大，并占有大的阴影面积等缺点。提出采用气溶胶印刷、热溶墨水、喷涂印刷法结合光诱导沉积法等技术能提高太阳能的转换效率。后者只是通过减少电极线所占的面积来获取转换效率的提升，但它仍然摆脱不了使用价格不菲的导电墨水及气溶胶，故仍然存在丝网印刷的缺点，即金属底层与硅表面的接触面不够充分。

与此同时，台湾的陈智杨[12]研究了光诱导沉积结合化学镀镍在硅太阳能电池上的应用状况，以便改善网印太阳能电池在制造过程中网印金属电极因高温烧结所产生的缺陷，并进一步减少前电极与太阳能基体之间因串联电阻所带来的转换效率损失。但是由于把光诱导沉积技术作为丝网印刷技术的后期修补，只能改善金属导线与硅基体以及断口处导线之间的连接性，并没能克服太阳能电池在制造过程中丝网印刷银电极与底层之间产生接触面不充分的问题，而且金属镀层与基体表面的结合度还没有得到很好地解决。随着研究的深入，人们不再满足于单一光诱导沉积银的现状。S.Tutashkonko等[13]在2010年第25届欧洲光伏太阳能会议中介绍了在商用酸铜镀液中采用的光诱导电沉积铜技术，认为沉积铜层在2μm的时候可以增加太阳能电池的效率，在5μm厚度的时候可以减少引线的电阻。因此，可以减少贵金属的应用，进一步降低太阳能电池的成本。但是对于金属底层的选择、金属铜在硅片上扩散而带来的太阳能硅片的失效以及如何解决金属底层的物理性能等问题，仍无实质性进展。铜是快扩散杂质，铜原子不但很容易扩散进入氧化物或者介质材料，造成互连线的低击穿，而且铜块扩散到硅中形成深能级陷阱，或者与硅在较低温度下反应而生成Cu3Si，使有源区沾污而引起结漏电和Vt漂移。所以需要在铜与氧化物及介质之间加入一层阻挡层。适合的阻挡层材料要能够阻挡铜原子扩散，具有低的薄层电阻和很好的热稳定性。光诱导沉积过程很适合制备高转换效率的太阳能电池。以往着重进行光诱导沉积溶液和光源的研究，一般是固定电极的位置，即每一种方法的光源都是在前电极的对面，而沉积液置于电池与光源中间。随着研究的深入，已有研究者把光源直接安排在电极表面的前面，也有研究者把光源分布在沉积槽中，所取得的效果相当显著。由于人们对光诱导沉积技术的关注，相关的专利也随之出现。2010年，AndreasKrause等[14]在其专利上介绍了一种适用于半导体器件的采用光辅助电镀导线的仪器设备，如图3所示。在这个装置中，采用LED(发光二极管)灯作为辅助沉积光源，通过光度调节器调节光源的亮度来控制硅器件上的光电流。但由于采用上下电极水平放置的方法，光源从电极背面入射，当硅半导体器件背面印刷电极被覆盖的时候就阻挡了光源，导致硅半导体器件不能产生光电流。这时候就不能起到光辅助沉积的作用。同年，GaryHamm[15]在其专利上介绍了一种在太阳能半导体上光引发沉积镍的方法，即分别采用Ni电镀液和化学镀镍液在单晶硅和多晶硅太阳能电池上沉积前电极。J.Bartsch等[16]在银镀液中研究了不同光照强度和不同多电极放置位置对光诱导沉积银金属过程的影响，同时考察了电极电位和电流对沉积过程的影响，确定了沉积参数。由于采用印刷金属银浆作为底层，从而避免了金属镀层与基体结合强度差等问题。

3.3光诱导沉积技术在光伏行业中的应用现状

从文献年份的分布来看，人们对光诱导沉积技术的研究是断续的。这主要是由于以往的光诱导沉积技术难以给工业带来革新性的发展，因此相应的文献不多。随着科技的发展，精细器件的出现，光诱导沉积技术可以进一步提高太阳能电池的转换效率，降低生产成本。但是总体来看，光诱导沉积技术的应用仍然面临着诸多问题，如电镀液的稳定性、镀层性能、清洁生产以及提高生产效率和经济效益等。主要体现在以下方面：

(1)底层与防扩散层的制备。因为底层与防扩散层的好坏决定着后期镀层的性能。

(2)新型电镀液和新镀种的开发。我国的镀液性能与国外相比还有很大差距，随着对镀液性能的要求越来越高，电镀行业迎来了机遇和挑战。

(3)提高镀层性能。继续新技术、新工艺、新材料的研究与开发，更好地解决防扩散层与基体结合力的问题，提高镀层的机械性能和电气性能，减少贵金属的应用，延长产品的使用年限，以达到大幅度降低生产成本的目的。

沉积范文篇3

关键词：工程教育认证；沉积岩石学；实验教学；多媒体无线互动教学系统

工程质量教育以学生的毕业要求为出发点，动态跟踪改进教学内容、方式方法，以学生基本素质和专业能力培养为核心[1]。长江大学资源勘查工程专业2016年通过教育部“国际工程教育认证”，2019年入选第一批国家一流本科专业建设点，在工程教育认证和“双一流”建设的背景下，面向高等地质教育的国际化发展新趋势，社会对地质专业人才综合素质提出了更高要求[2]。《沉积岩石学》是该专业本科教育的一门核心课程。该课程于2008年被批准为部级精品课程，2016年获批部级精品资源共享课。根据学校办学定位及油气勘探的专业特色和优势，《沉积岩石学》课程的教学目标为培养地学基础扎实、综合素质高、社会责任感强，具有国际视野和创新精神，从事油气资源勘探相关的高级工程技术及科研人才[3]。为达到这一目标，《沉积岩石学》课程组不断进行教学内容、授课方式、教育方法等课程建设和教学模式改革创新[3-5]。实践教学是本课程重要的教学改革部分。本文主要介绍课程组近年来基于新型多媒体无线互动教学系统在实验教学中的实践经验。

一、《沉积岩石学》实验教学框架设计更新

《沉积岩石学》实验要求学生在掌握沉积岩课堂基本理论知识的基础上，能够学会并熟练使用偏光显微镜，并借用肉眼、小刀、放大镜等其他鉴定工具，对常见碎屑岩和碳酸盐岩进行系统鉴定，掌握沉积岩的研究、观察和描述方法，沉积岩的分类和命名原则，掌握沉积相的相标志及各种沉积相类型的主要特征[1，4]。沉积岩薄片鉴定是一项综合性很强的基本技能，此前需要进行多门地学类基础课程的学习，所涉课程包括普通地质学、晶体光学、岩浆岩与变质岩、古生物地史学等，这些基础课程学习质量的好坏直接影响到沉积岩薄片鉴定教学的进行和效果[6]，因此在课程设置上，我院将以上课程设为《沉积岩石学》的前置课程。针对本校的资源勘查工程专业，共设有24学时，12次课堂实验课（表1），除实验1外，其余实验均需在偏光显微镜下观察沉积岩薄片。在重新修订实验教学大纲时，精简了验证性实验项目的数量，增加了综合性实验占比。在验证性实验项目中设置了实验1、2和7三次实验内容；其他9次实验内容均为综合性实验。而其他专业的实验内容只有8次，内容不包括实验2、8、10、12四次实验。而综合性实验12是结合生产和科研单位的实际情况，检验学生应用于油气资源勘探与开发中复杂地质体的综合分析能力。

二、多媒体无线互动教学系统应用及效果

沉积岩实验教学在近二十年的不断改革摸索中，由二十世纪八九十年代的板书——照片式教学，逐渐改革为多媒体课件+教师显微镜实时放映教学[7，8]，到如今的显微镜师生实时互动教学模式[9]。我院的实验设备也从XPT-7单目偏光显微镜到莱卡及宁波永新XP-213偏光显微镜，再到引进多媒体无线互动教学系统，教学设备不断更新，有效推动了显微镜实验课教学的发展。2021年5月，我院投资近70万元建设设备先进的数码显微镜无线互动教室，将过去功能单一的普通光学显微镜，升级更新为多媒体无线互动教学系统。其中，数码显微镜无线互动教室为南京江南永新光学有限公司独立开发的多媒体无线互动教学系统，能够全面的协助教师进行显微形态互动教学，大大提高教学效率及品质。采用无线传输方式，一个无线AP可以同时连接60多个学生端和一个教师端，且快速、稳定、可靠。教师端和学生端均采用高清数码显微镜，各个端点都是功能强大的显微形态处理单元，通过无线网络实现互联互通。该教学系统由1个教师操作控制平台和40个学生端组成，教师操作控制平台采用1套NP-800TRF型偏光显微镜，NEXCAM-T20数字摄像机，Dell高端主机；学生端采用40套BM2100POL型偏光显微镜，Lenovo平板电脑。该互动教学系统在软件方面具有10个方面的功能：1.教师端可以完全控制学生端电脑，包括显微图像；2.广播教学功能强大，教师端图像一键广播给每一个学生，也可以将随身携带的笔记本电脑内容广播给学生；3.学生演示，可以将某个学生的图像演示给其他任意学生；4.教师端可以灵活地限制U盘使用、光盘播放、打印机使用、网页浏览、程序使用等；5.教师端可以实时监控学生端图像，也可以监听学生端声音；6.屏幕笔可以进行丰富多彩的图文形式教学，可以对显微图像进行动态实时讨论；7.共享白板功能，教师与学生可以在同一个虚拟桌面内共同完成一项任务；8.通过彩信等可以实现师生间丰富多彩的互动交流；9.数字图像分析系统具有图像采集、处理、测量分析等功能；10.全面教学测评功能，随时监测教学效果。该系统在使用过程中，教师端能将其镜下图像传输给全体学生，其电脑屏幕既可以显示实验室内任意1台学生显微镜下图像，也可同时显示1组或全班学生显微镜下观察到的图像；学生端具有演示功能，能将某个学生显微镜下的典型图像演示在其他任意学生或全体学生的平板电脑上，或投影到互动实验室大屏幕上展示，便于学生共同分享，并展开即时讨论。该实验教学模式起到了实时监控实验进度，资源共享的作用，既能避免学生在课堂上开小差，随意浏览平板电脑上的网页信息，又解决了传统实验教学中教师穿插行走于学生显微镜下答疑解惑效率低下的问题，有效提高了教学质量，同时也方便了教师规范课堂秩序，及时维护实验设备。此外，由于教师端和学生端都配备了高像素的相机或平板电脑，学生在实验过程中画素描图时，可以参考平板上捕捉到的显微镜下特征，在一定程度上缓解双眼的疲劳；在完成实验后，也可自行对镜下图像进行拍照、录像，存储拷贝，便于课后复习巩固，做到知识点的扎实掌握。教师端由于具备了远距离传输和存储功能，也能将每次实验中观察到的典型镜下图像或好的实验材料进行保存，在日后的实验教学也能重复利用，或与其他教师共同探讨，实现了教学资源共享。该套互动教学系统的使用，使得每个学生的图像从镜下实现了可视化，将学生的被动学习变为主动学习，改变了学生敷衍了事、任意糊弄教师的学习态度，极大提高了教学质量。

三、教学资源丰富，实验教学方式革新

俗话说：“给学生一碗水，自己首先要有一桶水!”笔者在讲授实验课之前，完整听完了其他教师沉积岩石学理论和实验课程，且将实验中心手标本和岩石薄片进行了全面系统的观察，将镜下矿物典型鉴别特征、岩石的物质成份、结构组分等现象进行显微照相，并穿插在多媒体课件中。在课堂讲授时，利用现代多媒体教学方法进行充分展示和详细讲解，能使讲述的特征和现象更加图文并茂、形象生动，突出重点，便于学生理解和吸收，教学质量明显提高。除了必修的岩石手标本观察描述、偏光显微镜薄片鉴定内容以外，实验中心建立了丰富的岩石标本陈列室，设置开放实验日，学生可以预约申请。通过开放先进实验仪器，突破了学生在实验教学课程上时间的限制，又锻炼学生的动手能力，调动学生主动性，拓宽其视野[10]，为其将来实际工作需要和进一步深造打下良好的基础。同时，加强网络课堂建设。网络化的教学打破了时间和空间对教学的限制，教师利用网络教学资源帮助学生在进入实验室之前就掌握镜下鉴定的一般规律；在课堂讲授之后，让学生多操作显微镜观察薄片，因材施教、因人而异进行答疑，帮助学生最大化地掌握镜下鉴定方法。最后，增加沉积岩石学的课间实践教学内容，能提高学生的兴趣和积极性。如校园内的多处大型沉积构造岩石标本，直观了解各类沉积构造特征；长江三峡地层标本长廊，能直接触摸感知各种岩石粒度的粗细；校内的水槽沉积模拟实验室，能持续观察碎屑颗粒在搬运、沉积过程的变化；长江天兴洲、汉江、秦皇岛基础地质实习及松滋刘家场综合地质实习等构成了多方法、多尺度、多类型的实践教学体系。

四、总结

沉积范文篇4

关键词：松辽盆地；三肇凹陷；油层沉积

松辽盆地北部三肇凹陷扶余油层是我国最为重要的油气生产基地。经过了多年的勘探开发，松辽盆地油层已经进入油气田勘探与开发的中后期，面临着资源接替不足、油藏与开采失衡的严峻局面。而区域三肇凹陷扶余油层具有较大的勘探潜力，成为精细勘探与石油储量提交的主战场。基于此，分析盆地北部三肇凹陷扶余油层的沉积特征就具有非常突出的现实意义。

1松辽盆地北部三肇凹陷扶余油层的断层发育特征

松辽盆地北部三肇凹陷扶余油层包括Ⅰ类断层、Ⅱ类断层、Ⅲ类断层三种类型，Ⅰ类断层为长期活动基底深大断裂、大垂向延伸断层，负责断开青山口底面（均断距约32.9m）、断入基底（均断距约215.8m）、嫩江组底面（均断距约24.2m）、泉头组底面（均断距约41.9m），总体呈现出从上到下断距逐渐增加的特征；Ⅱ类断层为断开泉头组－青山口组（82.9%）、局部断开到嫩江组正断层（16.9%），其中断开青山口组底面的均断距与断开泉头组底面的均断距分别在22.9m、29.9m左右断开嫩江组正断层的均断距则在32.6m左右，总体呈现出从上层到下层逐渐增加的特点；Ⅲ类断层为断开单一解释层位的断层，负责断开嫩江组底面、青山口底面、泉头组底面的均断距分别在16.9m、28.2m左右，主要在青山口期发育[1]。由于SEE-SSW拉张应力场在断裂期干扰，盆地北部形成了近似SN向－SSW向的基底断裂、断线期断裂，进入凹陷期因拉张应力场方向调整为近似东→西向，断裂系统也形成了近南→北向。这种情况下，三肇凹陷扶余油层就呈现出近南北向断层多的特点，最多为北北东－北东向断层，发育近东西向断层，断层断距处于较小的水平，断层走向延伸长度也处于较小的水平，但T2断层系断层断穿青一段、近北东向与近南北向断层密度则处于较大的水平。对比盆地北部层序地层可知，断穿T2反射层并断至T1-1反射层的Ⅱ-Ⅲ断层、仅断穿T2反射层的Ⅱ-Ⅲ类断层是影响盆地北部三肇凹陷中央、边缘地区扶余油层油藏主要类型。因T2反射层上部、下部分别为青山口组一段生油岩、泉三段+泉四段致密砂岩储层，因此，控制盆地北部三肇凹陷扶余油层成藏的关键断层为T2反射层。

2基于测井相与平面相、岩芯相的扶余油层沉积特征

2.1地质构造

松辽盆地在我国东北部，地跨东北三省、内蒙古自治区的大规模中生代陆相盆地以及新生代陆相盆地，主体部位在吉林省、黑龙江省境内。盆地主轴沿北北东方向展布，长度×宽度大致为750.0km×350.0km，地面海拔在120.0m以上、300.0m以下[2]。盆地主要发育时期为泉头组到嫩江组沉积时期，因上拱地幔物质因环境温度下降而体积减小，大部分盆地下沉至坳陷，且各地层向盆地边缘超覆盖下沉积累。如图1所示，松辽盆地北部三肇凹陷是中央坳陷区的二级负向构造单元，其在西侧、东侧分别与大庆长垣、朝阳沟阶地相连接，北侧则与绥化凹陷、绥棱背斜带、明水阶地相连接，面积在5742.6km2左右的凹陷区是盆地内至关重要的生油、储油单元，油气性较佳[3]。

2.2沉积特征

其一，平面相下的盆地北部三肇凹陷扶余油层沉积演化特征分析。为了解盆地北部三肇凹陷扶余油层的沉积演化特性，根据油层沉积微相展布情况，进行各油层组平均反射强度、半时能量、平均绝对振幅、均方根振幅等地震属性的提取，为各属性与井资料匹配度分析提供依据。其中均方根属性可以高度识别油层砂泥岩含量、岩石成分及孔隙度，根据所识别的振幅变化进行岩性变化区分辨别，进而进行层序界面、砂体追踪。鉴于盆地北部三肇凹陷扶余油层主要发育三角洲前缘亚相沉积体系、三角洲平原，可以对河孔特性下的FⅡ油层组、FⅢ油层组沉积微相平面演化特征进行独立分析：对于FⅡ油层组来说，因气候湿度处于较小的水平，三角洲陆续向前方进积发育且河道延伸距离处于较远的范畴。区域内发育三角洲平原亚相，沉积微相类型是源于西南方向的2条分流河道以及河道间沉积。其中1条分流河道从扶余油层东北侧流入经各州井发育为朝向西北侧的分支；另外1条河道则由扶余油层中南部进入，经州井发育为井东北部分支。对于FⅢ油层组来说，研究区气候由高湿度向低湿度转变，湖平面与分流河道分别呈现出逐渐萎缩、长远延伸的特点，水动力与河道携带能力均处于较强的水平，源于北部的物力资源供应也较为充足，为浅水三角洲平原亚相沉积发育提供了良好的条件，决口扇、分流河道、河道间沉积也成为沉积微相的主要类型，分流河道对砂体展布造成了较大的影响。对于FⅠ3油层组来说，因这一时间段气候处于低湿度状态，分流河道延伸距离达到最大，水动力与源于西南方向的物力资源供应均达到最强水平，为三角洲大规模发育提供了充足支持。此时，三角洲平原亚相沉积成为主要发育类型，沉积微相类型则涵盖了河道间沉积、分流河道、天然堤等几种。区域内发育的分流河道宽度在1.0km以上、2.5km以内，经西南侧或西北侧流入，于州井处发育一处天然堤沉积或河道分支。其二，单井相下的盆地北部三肇凹陷扶余油层沉积演化特征分析。基于单井相的扶余油层沉积演化特征分析需要以位于盆地北部三肇凹陷中部、西北部、中部偏东的州井为对象，进行沉积亚相与沉积微相分析[4]。对于位于盆地北部三肇凹陷中部的州井来说，其主要发育三角洲平原亚相沉积，覆盖FⅢ、FⅡ、FⅠ3等油层组，涉及的沉积微相主要有决口扇、分流河道、天然堤等，单层砂体厚度最小为1.0m，最大为5.0m。通过对GR曲线进行分析，FⅢ油层组GR曲线表现为箱形、高幅钟形，揭示了FⅢ油层沉积时期分流河道迁移频率较高；而FⅡ油层组GR曲线表现为厚度超4.5m的箱型，表明顶部分流河道砂体大规模发育；FⅠ3油层组仅发育了分流河道砂体、天然堤砂体，层厚较小、规模不大，GR曲线无明显特征。对于位于盆地北部三肇凹陷西北部的州井，其主要发育三角洲平原亚相沉积，覆盖FⅢ、FⅠ3、FⅠ2、FⅡ油层组，包括决口扇、分流河道、河道间沉积、天然堤等几种微相类型，单层砂厚度最大为5.5m，最小为1.0m[5]。其中FⅢ油层组GR曲线表现为箱形、高幅钟形，表明油层沉积时期分流河道迁移、摆动频率较高；而FⅡ油层组GR曲线表现为厚度达5.5m的箱形，表明油层组中部一套分流河道砂体呈大规模发育；FⅠ2与FⅠ3油层组底部均发育有决口扇砂体、天然堤，分流河道砂体成套发育，厚度在3.0m左右。对于位于盆地北部三肇凹陷中部偏东的州井来说，其总体呈现出浅水三角洲平原亚相沉积，包括天然堤、分流河道、河道间沉积、决口扇沉积几种沉积微相，单层砂厚度最大为5.0m，最小为1.0m，包括FⅢ、FⅠ1、FⅡ、FⅠ3几个油层组。其中FⅢ油层组GR曲线表现为2.0~4.0m的高幅钟形，表明油层组发育有大厚度单层砂体；而FⅡ油层组GR曲线表现为6.0m厚的箱形，表明油层组发育有分流河道砂体，且规模较大；FⅠ1油层组主要发育三角洲前缘亚相沉积，沉积微相涵盖了席状砂、水下分流河道、河口砂坝几种类型。其中油层底部水下分流河道砂体呈大规模发育，厚度在4.0m左右；油层顶部水下分流河道砂体呈中小规模发育，厚度在1.5m左右。其三，在测井相与岩芯相（三角洲前缘亚相、三角平原亚相）下的盆地北部三肇凹陷扶余油层沉积演化特征分析时，需要根据盆地北部三肇凹陷扶余油层沉积背景，综合分析区域内探井、评价井资料，进行三角洲平原亚相测井相模板、三角洲前缘亚相测井相模板的构建[6]。分析结果如下：如表1所示，GR曲线形态与起伏幅度、上地层与下地层接触关系较为明显，可以确定盆地北部FⅡ、FⅢ油层组、FⅠ2、FⅠ3油层组主要发育浅水三角洲平原亚相沉积，沉积微相类型为天然堤、分流河道、决口扇、河道间沉积等几种类型；而浅水三角洲前缘亚相沉积则位于FⅠ1油层组，无决口扇、天然堤、河道间沉积微相，但存在席状砂、河口砂坝、前缘泥等沉积微相。对于三角洲前缘亚相来说，FⅠ1油层沉积期，因气候由低湿度转向中高湿度，湖面水位上升减弱河控作用，水下分流河道物质携带量下降，出现了沉积物短时间内充填沉积情况。与此同时，受湖水改造作用与水下分流河道运载能力同时作用，河口砂坝呈反韵律结构，粒度更细的席状砂开始形成；对于三角洲平原亚相来说，因油层组沉积期气候处于低湿度高温度状态，河流携带碎屑物质能力较强，分流河道呈大规模发育，且分叉较少，河道内砂体也呈现出大厚度、正韵律的状态[7]。与此同时，在分流河道上发育上粗下细、单层砂厚度小（1.0~2.0m）的天然堤沉积微相以及下细上粗的决口扇砂体（砂岩冲刷下扶泥岩），在河道之间也开始发育河道间沉积。

3总结

沉积范文篇5

我们所知是如此。按照这个标准，史事和‘现状’之‘发生学的关系’愈深愈重要，故今通史家每以详尽略远为旨。”因此，由现代回观历史，从历史审视现代，就成为现代史学一个不容回避的研究课题。“三农”问题即是如此。

首先，“三农”问题虽是一个现实问题，但从根本上说则是一个历史问题。根据现代化经典理论，现代化意味着工业化和城市化，意味着城市和乡村的中心—边缘、支配—被支配的关系。在现代化进程中，传统的乡村将面临严峻的挑战：是生存还是毁灭，是衰败还是复兴，是遗弃还是重建……任何走向现代化的国家都必然面临并必须解决这一“哈姆雷特”式的难题。中国农村、农业和农民问题正是在现代化背景下提出来的一个问题。在古代，社会是乡土社会，农业是主要产业，民众主要是农民，以农耕文明为特质的均质性社会按照自身的逻辑演绎和发展。因此，农村、农业和农民并没有成为古代社会的重要问题。只是随着以工业文明为载体的工业、城市和工人等现代文明因素的出现，与传统农业文明密切相关的农村、农业和农民问题才成为人类社会的重要问题。

虽然中国迟缓的现代化进程远不及西方那样对传统的乡村社会形成强劲的冲击，并彻底改变传统乡村结构，但在清末民初的社会剧变中，乡村社会所受到的冲击和沉积的矛盾已经是前所未有的了。故有人指出，民国以来的中国社会进程实际上是中国农村经济崩溃的过程，是中国广大农民贫穷化的过程。旧时代的矛盾依然存在，新的社会矛盾又闯了进来，再加上外国侵略和天灾人祸诸种因素，农村问题遂成为引人注目的大问题。到20世纪30年代，‘农村危机’、‘救济农村’成为非常强烈的呼声；‘复兴农村’、‘乡村建设’、‘农村改进’、‘改革土地制度’成为一股强劲的浪潮。那时在几乎所有政党政派的政治纲领中，都有关于农村土地问题的主张。

沉积范文篇6

海底热流探测,记录的是来自地球内部的热能。当两种不同温度介质接触时,分子的动能会在两种介质之间传递,直至达到热平衡。热流表示由温差引起的能量传递。沉积物热流以热传导为主,在一维稳态纯传导的条件下,地热流q可以用下式描述[1]:

海底地温梯度是一个向量,表示地球等温面法线方向上温度变化程度及变化方向,因此只要知道深度间距dZ和它们之间的温差dT即可。

热导率κ是一个表征沉积物导热能力快慢的物理量,沉积物的组成类别及水含量不同热导率κ也不同。热导率测量的理论基础是从瞬间热脉冲由无限长圆拄形金属探针进入无限大介质的传导理论上发展起来的(Blackwell等,1954;Hyndman等,1979),该理论认为[2,3]当探针温度、沉积物温度与环境温度达到平衡时,热脉冲使探针温度升高,高于环境温度,在热脉冲过后的一定时间内,地热探针内的热敏电阻的温度T(t)由下式给出:

2海底热流原位探测技术

2.1海底温度梯度原位测量

海底沉积物的温度梯度测量自20世纪50年代至今一直沿用两大方法,即Bullard(布拉德)型探针和Ewing(艾文)型探针。

温度梯度测量开始于1948年,首先由美学者Bullard(布拉德)设计了海底热流计,如图1所示。它用来测量海底沉积物的地温梯度,并利用取样器将沉积物样品取回,在实验室测量它的热导率。经过十多年的完善,Bullard型热流计也由灵敏度较差的热电偶改为灵敏度较高的热敏电阻,同时确立了海底温度梯度原位测量的基本模式。

Bullard型海底热流计探针的基本结构尺寸:,长3～6m,外经Φ27mm,内经Φ11.2mm的钢管。探针的上、下两端各安装一个热敏元件,上部有一密封仓,内置记录系统,下部装一针尖,以便插入海底沉积物时减小阻力,设备*自重插入沉积物。上世纪70年代后期,加拿大实用微系统公司(AML)研制的TR-12S型Bullard式探针得到了进一步改进,结构尺寸长3m,直径Φ16mm,探管内有8个YSI-44032热敏电阻,从测量精度到外观设计都有了极大提高。

随着制造技术的不断进步,热流计的发展趋势是探针逐渐变细、变薄、热敏电阻的数量也在增加,目的在于探针变细可进一步减少插入沉积物时带来得扰动,变薄可提高热敏电阻对沉积物温度变化的灵敏度,热敏电阻数量的增加可以在梯度计算时相互验证,并确保测量的准确性。

上世纪60年代初期,Ewing(艾文)完成了自己设计的海底温度梯度测量计[4],即人们通常说的Ewing型热流计,也称为拉蒙特型热流计,是从拉蒙特地质观察所普及开的。它的结构特点,图2所示。在柱状取样器周围,相隔一定距离不同方位安装3～8个很细的探针,探针直径3mm,长20～24mm,避免了Bullard型热流计在设备插入沉积物时带来的搅动和测量时间过长等问题,提高了海上测量的工作效率;但仍没有解决海底测量热导率的问题。

以上两大类热流计在早期的沉积物温度梯度测量中,发挥了积极的作用。随着社会的进步,设备制造技术的发展,人们不仅对沉积物热流原位测量中的温度梯度感兴趣,而且更加关注沉积物热导率的原位测量问题。

2.2海底沉积物热导率测量

热导率与物质的组成、结构、密度、温度及压强有关。海底沉积物热导率测量技术的发展,历经几十年的探索,由原始的水分法、细针探测法,逐渐发展到了原位测量法。水分法是依据Ratcliffe(1960)关于海洋沉积物热导率与水分的关系,通过测定沉积物的水分,不需要特殊的仪器,即可估算热导率值。细针探测法(VonHerzenandMaxwell,1959)是通过均匀的电阻丝,给圆柱小探针连续加热,温升随时间增加,逼近一条对数渐进线,渐进线的斜率正比于探针周围材料的热阻率。其研究证明,该方法需从海底取回沉积物样品在实验室内测量,同时把温度和压力修正到沉积物在海底的条件,势必造成热导率和温度梯度不在同一站位测定的问题。所以要寻找一种能在同一站位获得热导率和温度梯度两种参数的测量方法,而不必取样,这正是我们研究的海底原位热导率测量方法。

2.2.1连续加热线源法

连续加热线源法,由Sclater等人于1969年用于海底沉积物的热导率测量[5],它把探针理想化为无限长的完全导热圆柱,通过恒定电流对其加热,探针内加热电阻丝的温度升高快慢程度与沉积物的热导率有关,沉积物的导热性能差,温度升高快;沉积物的导热性能好,温度升高慢。沉积物的热导率k与探针内加热电阻丝表面的温升关系,可以通过求解无限长圆柱体的导热微分方程来得到[6],当时间t=0时,探针的温度为T0;时间t时的温度T为:

其中T1是探针周围沉积物的平衡温度。沿圆柱长度加上一恒定的热量Q,就可以测定热导率κ,假设开始时温度为零,则有(Jaeger,1956[7)]:

(8)式中T1和T0是可求的,所以热导率κ就可以用最小二乘法对测量温度进行拟合。

上世纪80年代初期,上述方法在美国伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)得到了进一步的发展和应用,但其致命弱点是,海底沉积物含水量很大,持续供热导致探针温度不断升高,很容易导致探针周围的孔隙水发生对流,而使根据热传导方程推导的公式带来很大的误差;其次海上作业时间长,船的漂移难以控制,机械扰动严重以及持续供热需要大量的电能等问题,故这种技术没有得到广泛的应用。

2.2.2脉冲加热法

1979年,Liste(r李斯特)在Bullard型热流计的基础上,进行了大胆、彻底的革新,首先将Bullard型热流计点热敏元件保留在两端不动,在中间插入热敏元件组。点热敏元件仍然完成地温梯度的测量,热敏元件组测量热脉冲后的平均温度,用于计算沉积物的热导率。随着科学技术的发展和进步,Liste(r李斯特)在记录方式上采用了数字化格式,使其测量精度得到提升。这样Liste(r李斯特)在Bullard型热流计的基础上利用“热线源法”的理论,完成了海底沉积物地温梯度和沉积物热导率原位测量的技术革新,即海底沉积物热导率原位测量技术[8]。

探针插入海底沉积物,加上热脉冲后,可以把探针看作是处于沉积物温度之上的、恒定的初始温度T0的条件下,假设没有接触电阻(对于海洋沉积物,这假设大多正确),那么在时间t,探针的温度Tτ为:

式中:k是沉积物的扩散系数;a是探针的半径;c是沉积物的比热;ρ是沉积物的密度;S是探针单位长度的热容;τ定义为探针的热时间常数;α是沉积物热容与探针材料热容之比的两倍,J(nX)和Y(nX)分别为是n阶贝塞尔函数的第一项和第二项。

当探针的热时间常数τ>1时,Bullard函数为:

脉冲加热法是在探针内不仅装有一组热敏元件,同时还包括一根加热电阻丝,当仪器仓控制电路给电阻丝瞬间加热后,电阻丝会使探针温度突然升高,然后随时间缓慢衰减,热敏元件组记录温度随时间的变化,最终依据计算出热导率。

通过对连续加热线源法与脉冲加热法两种技术进行比较,脉冲加热法应用较为广泛。

3海底热流原位测量技术需要解决的几个问题

3.1提高探针自行插入的能力

一般热流原位测量设备在海上使用的成本较高,由于波浪、海流及风的作用,海洋的工作环境相当复杂,要求测量设备必须插得住,同时需要在沉积物中保持10～20min才能达到温度平衡,此时船舶可漂移400～500m。表1是三个航次探针插入沉积物的实际情况[9,10]。

通过对三个航次的测量结果分析,地热探针的结构设计必须在保证刚度的前提下,对探针水中的运动特性和插入沉积物瞬间的力学特性进行反复计算和演算,用于确定最佳配重和外形设计的依据,这样就会减少由于测量设备带来的拖倒、拉断及丢失。

3.2提高海上测量的准确度

目前对同一调查站位,采用在冬季和夏季进行重复测量,根据观测资料来确定海水温度变化对地壳热流的影响程度,判定水温变化随海底地壳深度衰减的情况。研究发现,直到海底之下6～7m二者方趋于一致,这说明6～7m之下,水温变化的影响已大幅度减弱。而目前地热探针长度一般为3.0～4.5m,这样增加了海上重复探测的工作量,为了减少重复,加长地热探针,使下插深度增大,以尽可能采用下部热敏元件的记录来进行资料处理。

3.3常年观测系统

研究业已证明海洋底层水温变化大,大气温度的日变化可影响到海底以下5m左右,气温的年变化可影响到海底以下50m。而对于水体则影响更深,再加上海流、波浪、潮汐的混合作用,气温变化的影响可波及到1500～2000m深的水体。而水温的变化又直接作用于海底沉积物。通过大量的实测温度分析可以看出,温度随深度呈非线性变化,特别是海底之下0～5m范围内,温度变化更加复杂,由此可见,地表因素的影响非常大。但如何从地热资料中消除这些浅层影响,而得出真正来自地下深处的热信息也是一个未解的难题。如果在海上作业中,首先在预定站位投放一长期温度监测设备,自动记录沉积物和底层海水的温度变化。可以通过声通讯设备定时发送到岸站,可获得常年的温度变化记录,从而设计计算程序,消除浅层因素的影响;同时,也为防灾减灾提供原始的连续资料。

4结束语

本文分析了海底沉积物热流探测技术的发展与理论的建立,鉴于我国目前在该技术领域的工作开展还比较薄弱,极大的限制了我国海洋热流探测和应用。因此,在充分认识和了解海洋热流探测技术的发展和现状的情况下,开发我国具有自主知识产权的海洋热流原位探测技术刻不容缓。

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沉积范文篇7

延边造山带是兴凯地块与龙岗一狼林地块之间的碰撞造山带。二叠系是主要沉积地层。长期以来，因沿用正常地层方法而未能正确建立地层层序。自张允平等认为“山秀岭组”可能是外来岩块（1994），邵济安、唐克东等识别了6种活动大陆边缘沉积（1995），已开始认识到延边地区二叠系必须用构造地层学方法才可能正确建立地层层序。

延边造山带主要限定于古洞河及汪清一密江断裂之间，其中的二叠系被花岗岩侵入后成残留块状分布于开山屯区、汪清一图门区和安图等地，大多数建组剖面在开山屯区，仅庙岭组建组于汪清。汪清一密江断裂以东的密江一珲春区是兴凯地块边缘区，因此和造山带区是二个独立的构造地层小区。恢复当时构造沉积环境，造山带二叠系是弧前盆地沉积，兴凯地块边缘区是山弧带和弧后盆地沉积。

1、开山屯区

开山屯区己识别出12个以上的鳞片状冲断岩片，岩片间为出露很宽的糜棱岩带，各组间大多以此相隔或成不正合接触。全区，特别是南部广泛发育有基性、超基性、硅质岩和灰岩等外来岩块，包含于黑色粉砂岩中。地层成挤压带状和透镜状。北部构造线方向为SWW一NEE,南部近SN，形成自北向南和自西向东的推覆。

1．大拉子盆地不正合边界；2．花岗岩；3．糜棱岩断层带；4．地层界线;5．基性、超基性岩块；

6．石灰岩块；7．高地；8．采树沟组(P12-1)；9．大蒜沟组(P12-2);10．香仁坪组(P12-3);11．开山

屯组(P21-1)；12．柯岛组(P21-2)

物质主要来自俯冲带的消减杂岩弧，形成以洋壳、海山碎块、碎屑为主的浊积岩和滑塌沉积混杂岩，以大蒜沟组、香仁坪组和柯岛组为代表，亦接受大陆边缘以花岗质为代表的沉积，以开山屯组和大蒜沟组底部和中部二层花岗质杂砂砾岩为代表，此外还有半深海硅泥质沉积，以采树沟组为代表。在西南部草坪一带还有几十平方公里的构造混杂体。经历了半深海一非海相一半深海的沉积过程，其间又经历了由深变浅的多次旋回。其沉积类似于印尼苏门答腊岛南缘尼亚斯巽他弧的消减杂岩附近弧前盆地沉积模式（迈尔，1991）。包括本区在内的延边地区化石稀少，灰岩岩块和砾石中的动物大化石较多来源于消减杂岩中的海山；基质粉砂岩中的化石较少，也是再沉积的产物，因此岩块和砾石中的化石可以老于、相同于和新于基质中的化石时代。其中的蜒、腕足、珊瑚和少量的瓣鳃类等，最老时代为中石炭世，最新时代为茅口期。各组动物化石的相似性和混杂性已无法用于对比地层和恢复层序，但总体沉积时期可确定为早二叠世晚期至晚二叠世早期。运用构造-沉积环境分析、非构造地层的覆盖和标志层对比后恢复的地层层序自下而上是：

采树沟组(P12-1)一杂色、灰色硅泥质建造

为本文新创建，分布于中西部岩片中和南部咸万洞口，在龙井南胜地一带也有分布。以糜棱岩断层带与其它组接触。岩性为杂色、灰色硅质岩和硅泥质岩，在胜地附近见硅质岩与碳酸岩组成条带状互层。迄今未分析出化石。建组剖面位于采树沟西、板田沟东山638高地一511高地。

香仁坪组灰、灰绿色砂质板岩

大蒜沟组(P12-2)一沉积混杂岩建造和造山前磨拉石建造

孙恒元所建的大蒜沟组剖面，被视为倒转层序，由于“山秀岭组”被否定而应是正常层序。经测制咸万洞西山654高地剖面和东山941高地一733高地剖面，再复查山秀岭大粱剖面，该组由花岗质杂砂砾岩一黑色粉砂岩一花岗质杂砂砾岩一黑色、灰色粉砂岩、砂砾岩组成二个沉积旋回，在黑灰色粉砂岩、砂砾岩中散布有较多的基性、超基性、硅质岩和石灰岩块(包括“山秀岭组”岩块)，大可几平方公里，小至砾石级。原建组剖面仅相当上旋回的一部分。该组以有较大灰岩块体、透镜体，基质粉砂岩不显层理、韵律为特征，可在造山带区对比。

香仁坪组(P12-3)一杂色浊积岩建造和泥质岩建造

此组相当于前人所建上柯岛组、滩前组，为1962年杨启伦命名。建组于开山屯一香仁坪剖面，而非滩前村，“滩前组”一名不符合建组地点应与建组名称一致或附近的要求，同时据命名优先原则，应恢复香仁坪组一名。建组剖面上，此组与柯岛组(原下柯岛组)之间为糜棱岩断层带，不是覆盖关系。在岩性上，该组的含碳酸岩铁锰结核的杂色粉砂泥质板岩与粒序层理组成的粗碎屑浊积岩成间层，可以香仁坪北和西江边及寺洞沟公路剖面为代表。该组以灰绿、灰紫、灰黑等杂色，含碳酸岩、铁锰结核及浊积岩粒序层理等特征可在延边地区对比。

开山屯组(P21-1)一造山前磨拉石建造

与原建组含义一致。以具有磨园度好的花岗质砾石的杂砾岩、杂砂砾岩为特征。虽然与大蒜沟组中的花岗质砂砾岩层很相似，但该组以零星团块状分别覆盖于香仁坪组、大蒜沟组之上，分布于寺洞沟东山、大西山、山秀岭、四树坪、石门一带。大蒜沟组中的相似花岗质杂砂砾岩层成带状线形分布，可以与此组区别。

柯岛组(P21-2)一黑色浊积岩建造

建组剖面位于柯岛一山谷旗和寺洞沟旧水库，分别相当于原下柯岛组、山谷旗组和寺洞沟组，也分别代表该组的下段和上段。原柯岛组或柯岛群包含了现划分的柯岛组和香仁坪组，因此柯岛群一名应废除，而将柯岛组的含义限于以柯岛剖面为代表的粒序层理发育的粗碎屑浊积岩和以寺洞沟旧水库剖面为代表的细粒浊积岩。据命名优先原则而不用山谷旗组。而上下段在区域上不易划分，同时分别代表同一沉积体系的远源和近源浊积岩，因此不再划分出寺洞沟组。该组分别覆盖于香仁坪组、开山屯组、大蒜沟组之上，在建组剖面与香仁坪组为糜棱岩断层带相隔。以黑色、局部为暗紫色的粒序韵律层理发育的粗、细碎屑浊积岩为特征，可在延边地区对比。

2．汪清一图门区

汪清一图门区的冲断岩片构造不甚发育，粗碎屑沉积层也较少，未发现采树沟组。但是庙岭组中的石灰岩、基性、超基性岩块较多，包含于黑色粉砂岩中，所谓的“山秀岭组”灰岩与庙岭二叠纪灰岩联为一体，形成了巨大的岩块。表现了与大蒜沟组相似的沉积特点。前人将庙岭组分别与大蒜沟组、“下柯岛组”和“上柯岛组”对比，形成了不同的地层划分方案。解决这一问题的关键不是沉积特征和化石的对比，而是区域构造分析。

汪清庙岭地区从天桥岭一庙岭一大兴沟为一背斜构造，轴部正是在庙岭，两翼分别向北西和南东倾斜。轴部核心的庙岭组的代表剖面是庙岭采石场一533高地一593高地，背斜北翼可以天桥岭西的口山村一桃源村一铜矿公路剖面代表，在桃源村附近可见香仁坪组与柯岛组之间有十几米厚的磨园度好的花岗质杂砂砾岩，似为开山屯组沉积，同时可见柯岛组的黑色浊积岩。南翼可以庙岭一大兴沟公路剖面为代表，柯岛组的浊积岩特征亦很明显。上述背斜的地层层序是庙岭组一香仁坪组一柯岛组，即二黑(庙岭组、柯岛组)夹一红(香仁坪组)。因此庙岭组是最下部层位，应与大蒜沟组对比。

汪清西大坡一图门地区，地层走向近南北，为一相对独立的地层区域，由于汪清一密江断裂带穿越该区，是造山带与兴凯地块拼接部位。其重要地层问题之一是西大坡石灰岩块的认定，经查明，西大坡采石场的石灰岩有较多的黑色粉砂岩贯入体，表现了与山秀岭灰岩块相似的构造沉积特点，应隶属于庙岭组中的外来岩块。其二是满河组火山岩系的定位，由于该火山岩系为灰绿、灰紫、灰黑色的杂色火山岩及火山沉积岩，与东邻的侏罗系火山岩系相似，且上、下地层不清，因此在未采到可靠化石之前暂不作定论。这一情况与密江乡南铁路路堑剖面的情况类似。在密江乡西北铁路路堑剖面发育一套含碳酸盐铁锰结核的杂色粉砂泥质板岩，可确定为香仁坪组，被众多的花岗岩脉、岩墙和后期的基性、火山岩脉穿插，代表了山弧边缘拼合带的构造岩浆侵入。目前，该区能够确认的为庙岭组和香仁坪组。

3、密江-珲春区

密江珲春区为兴凯地块基底所控制的山弧和弧后盆地沉积区，构造破坏不明显，向东成单斜排列，主要有解放村组和关门咀子组。解放村组为粉砂、细砂质板岩，除产少量植物化石外，在太平沟灰岩中见长达成20cm的海百合茎，代表了静水沉积，因此是海陆交互相；在十里坪乡也发现了黑色粉砂岩与白色石英岩互层，后者代表了成熟度高的海滨沉积；此外，该组也有局部的细浊积岩，说明当时处于大陆边缘及边缘斜坡。在马滴达盆地见有浊积岩，应为弧后盆地沉积，可与解放村组对比。关门咀子组以安山岩为主，代表了山弧火山岩系。密江-珲春区总体表现为关门咀子火山岩居中，两侧为细碎屑沉积，据此有人将其视为背斜倒转层序，但在解放村组与关门咀子组之间有灰岩夹层(太平沟灰岩)沿走向断续分布，而东侧则无此现象，因此两侧是不对称的，不能视为背斜、向斜的倒转。将关门咀子组等同于满河组并置于解放村组之下（李东津，1997），是不合适的。

二、总结

综上所述，运用区域构造分析和造山带沉积学研究，延边造山带的二叠系地层主要由硅质岩一沉积混杂岩一浊积岩一造山前磨拉石一浊积岩组成，但基本发育的是沉积混杂岩和浊积岩(包括泥质岩)。开山屯区冲断岩片构造发育，岩层走向有近东西，也有近南北，沉积类型多，地层组合全，表现了弧前盆地靠近消减杂岩弧一侧的沉积特征。汪清一图门区，构造相对简单，主要是褶皱和断裂，不同区域岩层走向分别为近东西和近南北，但岩片构造不发育，沉积类型和地层组合不完全，表现了当时靠近大陆边缘的盆地中心区域沉积。密江一珲春区则是大陆边缘区，主要为滨海沉积和火山岩系，弧后盆地规模小。上述特点反映了小型地块造山的增生弧一陆“软碰撞”特点。

参考文献

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沉积范文篇8

大芯径多模石英光纤是对圆柱形光纤预制棒进行高温加热软化熔缩、套管、拉制、涂覆、套塑、测试和包装一系列流程制成的。光纤预制棒的制备是获得高性能光纤的关键所在，在目前国内外相关光纤预制棒生产商（包括长飞，法尔胜，朗讯阿尔卡特和日本NTT公司）采用的生产工艺中,常见的大芯径多模石英光纤预制棒制备工艺有改进化学气相沉积（MCVD）、等离子体化学气相沉积（PCVD）和轴向化学沉积（VAD）。下面分别介绍这3种制备方法。

1.1MCVD采用MCVD

制备光纤预制棒的过程中，将设备处于封闭的超纯态下，常用原料为SiCl4、CF2Cl2、SF6和C2F4，运载气体通常为O2或Ar，反应设备如图1所示。运载气体通入反应原料蒸发瓶后，携带沉积反应原料进入衬底管中，在加热条件下进行沉积反应，在衬底管内形成一定厚度、成分为SiO2-SiF4的包层。包层沉积完成后先沉积纤芯，待纤芯沉积完成后再进行熔融和缩棒工艺，至此完成预制棒的制造过程。在制备阶跃型多模光纤的预制棒制造工艺中，运载气体流量为恒定值；在制备渐变型多模光纤的预制棒制造工艺中，要根据光纤折射率分布来控制运载气体的流量。另外，为保证光纤沉积的均匀性，在沉积反应过程中要以一定速度旋转衬底管。MCVD制备光纤预制棒的优势是设备投资较低、操作运行较容易、工艺控制性好、易于实现复杂折射率光纤预制棒的制备。缺点在于MCVD方法属于间歇性沉积工艺，存在材料均匀性较差、难以确保剖面的精确度、沉积速率较慢和原料利用率较低的问题。

1.2PCVD

PCVD方法为管内法的化学气相沉积工艺，即在低压下，采用微波腔体加热，使谐振腔内的两极板间电压增高，促使管内反应气体的残余正离子在电场中加速，使其部分电离、活化，生成一种非等温等离子气体。这些非等温等离子气体重新组合释放热能，释放出的能量能促进原料气体发生反应，反应生成的粒子扩散到衬底管内壁上形成沉积，反应机理与MCVD类似。PCVD通常用来制备光纤预制棒的芯棒部分，与套管工艺配合制成光纤预制棒。PCVD制备光纤预制棒的优势是生产设备投资较低、可操控性强、属于低温氧化、易于实现复杂折射率光纤预制棒的制备、可以获得折射率分布接近理想状态的光纤预制棒。缺点在于沉积速率低、要求原料纯度高、属于间歇性沉积工艺。

1.3VAD

VAD法制备光纤预制棒的工艺过程有沉积芯棒、脱水、烧结、初检、延伸、末检和外包。与MCVD和PCVD法相比，VAD法是先沉积芯棒，后沉积包层，具体工艺过程如图3所示。提纯的原料试剂以气态形式被送入反应室发生水解反应，反映产物在基棒下端沉积，形成多孔型粉尘预制棒，芯棒较疏松。为了保证沉积产物的均匀性，芯棒以一定速度做旋转运动；为了保证光纤预制棒的密实性，需对其进行烧结处理，熔缩成透明的光纤预制棒。VAD法制备光纤预制棒的优势在于多喷灯同时沉积，沉积速率快，减少了光纤吸收损耗，避免了管内沉积导致水峰含量降低的问题，适合批量生产；缺点在于VAD法对沉积环境要求较高、很难实现精确的折射率分布，且工艺程序多、操作复杂。光纤预制棒制备完成后对其进行拉制，常用的拉制工艺为管棒法拉制工艺和双坩埚法拉制工艺，拉制工艺结束后先对光纤进行涂覆和套塑处理以增加光纤的机械强度，再进行封装、检验和出库，至此完成全部制备过程。

2大芯径多模石英光纤的应用

大芯径多模石英光纤本身具有的特点使其广泛应用于通信、空间应用和工业生产等场合。在短距离通信和数据传输中，相比于普通单模石英光纤，大芯径多模石英光纤在地面配线中可以减少光纤使用长度和节点数量，降低了光纤系统成本。另外，大芯径多模石英光纤对插接件接口要求相对较低，减少了光传输分路数量，降低了光路调准要求，简化了光电设计，提高了设备的可维护性。在空间应用中，由于大芯径多模石英光纤具有优良的抗辐照能力，通过在包层中掺氟可以提高光纤抗空间辐照能力和卫星空间在轨服役时间，传输信号性能更加稳定。另外，由于具有传输损耗少，数据频率随温度变化程度低以及电磁兼容性优异的优点，使大芯径多模石英光纤在高速数据传输的通讯卫星领域得到广泛应用。在工业生产中，由于光纤可传输大功率能量，因此广泛用于增材和减材场合中，比如激光焊接和激光切割。其中阶跃型大芯径多模石英光纤因其传送能量分布均一的优点，适用于薄物焊接和扩大焊核面积；大芯径渐变型多模石英光纤适合厚物焊接。大芯径多模光纤配合激光器可以对材料表面进行热处理，增强或改善材料的性能，如细化晶粒、提高材料表面硬度，或在材料表面形成致密的氧化层，提高其防腐能力。在医疗领域中，由于光纤具有传递光能、绝缘、不受微波干扰、可做一定尺寸的弯曲等特征，因此可以用于制作医疗中的内窥镜，具有对患者伤害轻、伤口创面小、便于医生操作的特点。另外，大芯径多模石英光纤可以传输高能量，能用来进行激光医疗，可以精确切割病变部位，如切割肾结石和前列腺炎。

3结束语

沉积范文篇9

关键词:集成电路,铜互连,电镀,阻挡层

1.双嵌入式铜互连工艺

随着芯片集成度的不断提高,铜已经取代铝成为超大规模集成电路制造中的主流互连技术。作为铝的替代物,铜导线可以降低互连阻抗,降低功耗和成本,提高芯片的集成度、器件密度和时钟频率。

由于对铜的刻蚀非常困难,因此铜互连采用双嵌入式工艺,又称双大马士革工艺(DualDamascene),如图1所示,1)首先沉积一层薄的氮化硅(Si3N4)作为扩散阻挡层和刻蚀终止层,2)接着在上面沉积一定厚度的氧化硅(SiO2),3)然后光刻出微通孔(Via),4)对通孔进行部分刻蚀,5)之后再光刻出沟槽(Trench),6)继续刻蚀出完整的通孔和沟槽,7)接着是溅射(PVD)扩散阻挡层(TaN/Ta)和铜种籽层(SeedLayer)。Ta的作用是增强与Cu的黏附性,种籽层是作为电镀时的导电层,8)之后就是铜互连线的电镀工艺,9)最后是退火和化学机械抛光(CMP),对铜镀层进行平坦化处理和清洗。

图1铜互连双嵌入式工艺示意图

电镀是完成铜互连线的主要工艺。集成电路铜电镀工艺通常采用硫酸盐体系的电镀液,镀液由硫酸铜、硫酸和水组成,呈淡蓝色。当电源加在铜(阳极)和硅片(阴极)之间时,溶液中产生电流并形成电场。阳极的铜发生反应转化成铜离子和电子,同时阴极也发生反应,阴极附近的铜离子与电子结合形成镀在硅片表面的铜,铜离子在外加电场的作用下,由阳极向阴极定向移动并补充阴极附近的浓度损耗,如图2所示。电镀的主要目的是在硅片上沉积一层致密、无孔洞、无缝隙和其它缺陷、分布均匀的铜。

图2集成电路电镀铜工艺示意图

2.电镀铜工艺中有机添加剂的作用

由于铜电镀要求在厚度均匀的整个硅片镀层以及电流密度不均匀的微小局部区域(超填充区)能够同时传输差异很大的电流密度,再加上集成电路特征尺寸不断缩小,和沟槽深宽比增大,沟槽的填充效果和镀层质量很大程度上取决于电镀液的化学性能,有机添加剂是改善电镀液性能非常关键的因素,填充性能与添加剂的成份和浓度密切相关,关于添加剂的研究一直是电镀铜工艺的重点之一[1,2]。目前集成电路铜电镀的添加剂供应商有Enthone、Rohm&Haas等公司,其中Enthone公司的ViaForm系列添加剂目前应用较广泛。ViaForm系列包括三种有机添加剂:加速剂(Accelerator)、抑制剂(Suppressor)和平坦剂(Leverler)。当晶片被浸入电镀槽中时,添加剂立刻吸附在铜种籽层表面,如图3所示。沟槽内首先进行的是均匀性填充,填充反应动力学受抑制剂控制。接着,当加速剂达到临界浓度时,电镀开始从均匀性填充转变成由底部向上的填充。加速剂吸附在铜表面,降低电镀反应的电化学反应势,促进快速沉积反应。当沟槽填充过程完成后,表面吸附的平坦剂开始发挥作用,抑制铜的继续沉积,以减小表面的粗糙度。

加速剂通常是含有硫或及其官能团的有机物,例如聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS),或3-巯基丙烷磺酸(MPSA)。加速剂分子量较小,一般吸附在铜表面和沟槽底部,降低电镀反应的电化学电位和阴极极化,从而使该部位沉积速率加快,实现沟槽的超填充。

抑制剂包括聚乙二醇(PEG)、聚丙烯二醇和聚乙二醇的共聚物,一般是长链聚合物。抑制剂的平均相对分子质量一般大于1000,有效性与相对分子质量有关,扩散系数低,溶解度较小,抑制剂的含量通常远大于加速剂和平坦剂。抑制剂一般大量吸附在沟槽的开口处,抑制这部分的铜沉积,防止出现空洞。在和氯离子的共同作用下,抑制剂通过扩散-淀积在阴极表面上形成一层连续抑制电流的单层膜,通过阻碍铜离子扩散来抑制铜的继续沉积。氯离子的存在,可以增强铜表面抑制剂的吸附作用,这样抑制剂在界面处的浓度就不依赖于它们的质量传输速率和向表面扩散的速率。氯离子在电镀液中的含量虽然只有几十ppm,但对铜的超填充过程非常重要。如果氯浓度过低,会使抑制剂的作用减弱;若氯浓度过高,则会与加速剂在吸附上过度竞争。

平坦剂中一般含有氮原子,通常是含氮的高分子聚合物,粘度较大,因此会依赖质量运输,这样在深而窄的孔内与加速剂、抑制剂的吸附竞争中没有优势,但在平坦和突出的表面,质量传输更有效。沟槽填充完成后,加速剂并不停止工作,继续促进铜的沉积,但吸附了平坦剂的地方电流会受到明显抑制,可以抑制铜过度的沉积。平坦剂通过在较密的细线条上方抑制铜的过度沉积从而获得较好的平坦化效果,保证了较小尺寸的图形不会被提前填满,有效地降低了镀层表面起伏。

在铜电镀过程中,对填充过程产生影响的主要是加速剂、抑制剂和氯离子,填充过程完成后对镀层表面粗糙度产生影响的主要是平坦剂。铜电镀是有机添加剂共同作用的结果,它们之间彼此竞争又相互关联。为实现无空洞和无缺陷电镀,除了改进添加剂的单个性能外,还需要确定几种添加剂同时存在时各添加剂浓度的恰当值,使三者之间互相平衡,才能达到良好的综合性能,得到低电阻率、结构致密和表面粗糙度小的铜镀层。

尽管使用有机添加剂可实现深亚微米尺寸的铜电镀,但往往会有微量的添加剂被包埋在铜镀层中。对于镀层来说,这些杂质可能会提高电阻系数,并且使铜在退火时不太容易形成大金属颗粒。

图3电镀铜表面添加剂作用示意图

A=AcceleratorS=Suppressor

L=LevelerCl=ChlorideIon

电镀过程中添加剂不断地被消耗,为了保证镀层的品质,需要随时监控添加剂的浓度。目前主要使用闭环的循环伏安剥离法(CylicVoltammetricStripping,CVS)来监测电镀液的有机添加剂含量。CVS测量仪器的主要供应商是美国ECI公司。CVS尽管硬件成本低,但它很难反映出几种添加剂组分浓度同时改变的准确情况,高效液相色谱(HighPerformanceLiquidChromatography,HPLC)分析技术有望能替代CVS。

3.脉冲电镀和化学镀

在铜互连中的应用

在目前的集成电路制造中,芯片的布线和互连几乎全部是采用直流电镀的方法获得铜镀层。但直流电镀只有电流/电压一个可变参数,而脉冲电镀则有电流/电压、脉宽、脉间三个主要可变参数,而且还可以改变脉冲信号的波形。相比之下,脉冲电镀对电镀过程有更强的控制能力。最近几年,关于脉冲电镀在集成电路铜互连线中的应用研究越来越受到重视[3,4]。

脉冲电镀铜所依据的电化学原理是利用脉冲张驰增加阴极的活化极化,降低阴极的浓差极化,从而改善镀层的物理化学性能。在直流电镀中,由于金属离子趋近阴极不断被沉积,因而不可避免地造成浓差极化。而脉冲电镀在电流导通时,接近阴极的金属离子被充分地沉积;当电流关断时,阴极周围的放电离子又重新恢复到初始浓度。这样阴极表面扩散层内的金属离子浓度就得到了及时补充,扩散层周期间隙式形成,从而减薄了扩散层的实际厚度。而且关断时间的存在不仅对阴极附近浓度恢复有好处,还会产生一些对沉积层有利的重结晶、吸脱附等现象。脉冲电镀的主要优点有:降低浓差极化,提高了阴极电流密度和电镀效率,减少氢脆和镀层孔隙;提高镀层纯度,改善镀层物理性能,获得致密的低电阻率金属沉积层。

除了电镀以外,还有一种无需外加电源的沉积方式,这就是化学镀。化学镀不同于电镀,它是利用氧化还原反应使金属离子被还原沉积在基板表面,其主要特点是不需要种籽层,能够在非导体表面沉积,具有设备简单、成本较低等优点。化学镀目前在集成电路铜互连技术中的应用主要有:沉积CoWP等扩散阻挡层和沉积铜种籽层。最近几年关于化学镀铜用于集成电路铜互连线以及沟槽填充的研究亦成为一大热点,有研究报道通过化学镀同样可以得到性能优良的铜镀层[5,6]。但是化学镀铜通常采用甲醛做为还原剂,存在环境污染的问题。

4.铜互连工艺发展趋势

使用原子层沉积(ALD,AtomicLayerDeposition)技术沉积阻挡层和铜的无种籽层电镀是目前铜互连技术的研究热点[7]。

在当前的铜互连工艺中,扩散阻挡层和铜种籽层都是通过PVD工艺制作。但是当芯片的特征尺寸变为45nm或者更小时,扩散阻挡层和铜种籽层的等比例缩小将面临严重困难。首先,种子层必须足够薄,这样才可以避免在高纵宽比结构上沉积铜时出现顶部外悬结构,防止产生空洞;但是它又不能太薄。其次,扩散层如果减薄到一定厚度,将失去对铜扩散的有效阻挡能力。还有,相对于铜导线,阻挡层横截面积占整个导线横截面积的比例变得越来越大。但实际上只有铜才是真正的导体。例如,在65nm工艺时,铜导线的宽度和高度分别为90nm和150nm,两侧则分别为10nm。这意味着横截面为13,500nm2的导线中实际上只有8,400nm2用于导电,效率仅为62.2%[7]。

目前最有可能解决以上问题的方法是ALD和无种籽电镀。使用ALD技术能够在高深宽比结构薄膜沉积时具有100%台阶覆盖率,对沉积薄膜成份和厚度具有出色的控制能力,能获得纯度很高质量很好的薄膜。而且,有研究表明:与PVD阻挡层相比,ALD阻挡层可以降低导线电阻[7]。因此ALD技术很有望会取代PVD技术用于沉积阻挡层。不过ALD目前的缺点是硬件成本高,沉积速度慢,生产效率低。

此外,过渡金属-钌可以实现铜的无种籽电镀,在钌上电镀铜和普通的铜电镀工艺兼容。钌的电阻率(~7μΩ-cm),熔点(~2300℃),即使900℃下也不与铜发生互熔。钌是贵金属,不容易被氧化,但即使被氧化了,生成的氧化钌也是导体。由于钌对铜有一定的阻挡作用,在一定程度上起到阻挡层的作用,因此钌不仅有可能取代扩散阻挡层常用的Ta/TaN两步工艺,而且还可能同时取代电镀种籽层,至少也可以达到减薄阻挡层厚度的目的。况且,使用ALD技术沉积的钌薄膜具有更高的质量和更低的电阻率。但无种籽层电镀同时也为铜电镀工艺带来新的挑战,钌和铜在结构上的差异,使得钌上电镀铜与铜电镀并不等同,在界面生长,沉积模式上还有许多待研究的问题。

5.结语

铜互连是目前超大规模集成电路中的主流互连技术,而电镀铜是铜互连中的关键工艺之一。有机添加剂是铜电镀工艺中的关键因素,各种有机添加剂相互协同作用但又彼此竞争,恰当的添加剂浓度能保证良好的电镀性能。在45nm或更小特征尺寸技术代下,为得到低电阻率、无孔洞和缺陷的致密铜镀层,ALD和无种籽电镀被认为是目前最有可能的解决办法。此外,研究开发性能更高的有机添加剂也是途径之一,而使用新的电镀方式(比如脉冲电镀)也可能提高铜镀层的质量。

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沉积范文篇10

关键词：构造地层学二叠系延边吉林

构造地层学在国内外的研究方兴末艾，是当前地学前沿之一。国际上，构造地层学主要研究构造地层单元(unit)和序列(Seqence)及其大地构造意义。Tectonostratigraphy作为专门术语，首见于1978年印度东北那加(Naga)山系蛇绿岩带的研究中(Srivastavaetal.,1978)。但实际研究始于60年代，包括许靖华教授的一系列研究。70年代晚期至80年代晚期，随着地体研究而加强，但非地体的研究也是大量的。其研究区域遍及世界各主要造山带，同时也包括变质岩区、裂谷、盆地以及对某个蛇绿岩带、杂岩、地层组等的专门研究。86年至今，有关文献己超过百篇，相关的研究文献更多。研究的内容是多方面的，例如划分构造地层单元，研究单元内部岩石、岩组、结构及单元间的构造关系，分析构造的变形、变位(Steltenpohl,1987;Slivaetal.,1994);结合大地构造总结构造一地层事件演化(Surlyk,1991)，论述放射虫古生物学在构造地层学中的意义(Bogdanovetal.,1991)，探讨构造地层学与全球海平面变化(Harrisetal.,1994)，构造地层学与金成矿作用（Bardouxetal.,1994），大陆边缘裂谷与地壳减薄作用的构造地层学模式(Spadinietal.,1995)，以及造山带、海沟、地体某个专门单元的构造地层学研究等等。大致可以分为以地层学、岩石学与构造地质学相结合研究构造岩石地层单元和序列的“狭义”构造地层学和与大地构造相结合，辅以古生物、沉积、同位素年代、古地磁等多学科，研究大的地层序列、构造及构造一地层事件演化史的“广义”构造地层学。其中，对造山带的研究颇类似于近年来国内兴起的非史密斯地层学、造山带综合地层学、造山带区域地层学等(殷鸿福等，1997;张克信等，1997;龚一鸣等，1996;冯庆来，1993，1997，1999；王乃文等，1994，1995；郭宪璞等，1996；罗建宁，1994；杜远生，1995，1997；刘本培等，1996；姚华舟等，1994；方宗杰，1998；吴根耀，1998等)。

总体上，国内外对构造地层学的研究，仍处于初步总结的阶段，还不成熟，与国际上相比，目前国内研究范围主要是造山带、变质岩区，且重点在层序重建和原始沉积环境的依复，大多数研究基本上属地层学的范畴。然而，无可否认，在研究构造活动区带及受构造运动影响的地层中，沿用正常地层的方法已不完全适用，必须辅以或主要采用构造地层学的方法，才能正确恢复和建立地层层序，同时构造地层学己日益成为造山带和构造活动区带研究的基础之一，因此，发展和完善构造地层学是一项重要的任务。

*本文为地质行业科学发展基金资助项目（HY979824）成果之一

一、延边地区二叠系构造地层学研究

延边造山带是兴凯地块与龙岗一狼林地块之间的碰撞造山带。二叠系是主要沉积地层。长期以来，因沿用正常地层方法而未能正确建立地层层序。自张允平等认为“山秀岭组”可能是外来岩块（1994），邵济安、唐克东等识别了6种活动大陆边缘沉积（1995），已开始认识到延边地区二叠系必须用构造地层学方法才可能正确建立地层层序。

延边造山带主要限定于古洞河及汪清一密江断裂之间，其中的二叠系被花岗岩侵入后成残留块状分布于开山屯区、汪清一图门区和安图等地，大多数建组剖面在开山屯区，仅庙岭组建组于汪清。汪清一密江断裂以东的密江一珲春区是兴凯地块边缘区，因此和造山带区是二个独立的构造地层小区。恢复当时构造沉积环境，造山带二叠系是弧前盆地沉积，兴凯地块边缘区是山弧带和弧后盆地沉积。

1、开山屯区

开山屯区己识别出12个以上的鳞片状冲断岩片，岩片间为出露很宽的糜棱岩带，各组间大多以此相隔或成不正合接触。全区，特别是南部广泛发育有基性、超基性、硅质岩和灰岩等外来岩块，包含于黑色粉砂岩中。地层成挤压带状和透镜状。北部构造线方向为SWW一NEE,南部近SN，形成自北向南和自西向东的推覆。

1．大拉子盆地不正合边界；2．花岗岩；3．糜棱岩断层带；4．地层界线;5．基性、超基性岩块；

6．石灰岩块；7．高地；8．采树沟组(P12-1)；9．大蒜沟组(P12-2);10．香仁坪组(P12-3);11．开山

屯组(P21-1)；12．柯岛组(P21-2)

物质主要来自俯冲带的消减杂岩弧，形成以洋壳、海山碎块、碎屑为主的浊积岩和滑塌沉积混杂岩，以大蒜沟组、香仁坪组和柯岛组为代表，亦接受大陆边缘以花岗质为代表的沉积，以开山屯组和大蒜沟组底部和中部二层花岗质杂砂砾岩为代表，此外还有半深海硅泥质沉积，以采树沟组为代表。在西南部草坪一带还有几十平方公里的构造混杂体。经历了半深海一非海相一半深海的沉积过程，其间又经历了由深变浅的多次旋回。其沉积类似于印尼苏门答腊岛南缘尼亚斯巽他弧的消减杂岩附近弧前盆地沉积模式（迈尔，1991）。包括本区在内的延边地区化石稀少，灰岩岩块和砾石中的动物大化石较多来源于消减杂岩中的海山；基质粉砂岩中的化石较少，也是再沉积的产物，因此岩块和砾石中的化石可以老于、相同于和新于基质中的化石时代。其中的蜒、腕足、珊瑚和少量的瓣鳃类等，最老时代为中石炭世，最新时代为茅口期。各组动物化石的相似性和混杂性已无法用于对比地层和恢复层序，但总体沉积时期可确定为早二叠世晚期至晚二叠世早期。运用构造-沉积环境分析、非构造地层的覆盖和标志层对比后恢复的地层层序自下而上是：

采树沟组(P12-1)一杂色、灰色硅泥质建造

为本文新创建，分布于中西部岩片中和南部咸万洞口，在龙井南胜地一带也有分布。以糜棱岩断层带与其它组接触。岩性为杂色、灰色硅质岩和硅泥质岩，在胜地附近见硅质岩与碳酸岩组成条带状互层。迄今未分析出化石。建组剖面位于采树沟西、板田沟东山638高地一511高地。

香仁坪组灰、灰绿色砂质板岩

大蒜沟组(P12-2)一沉积混杂岩建造和造山前磨拉石建造

孙恒元所建的大蒜沟组剖面，被视为倒转层序，由于“山秀岭组”被否定而应是正常层序。经测制咸万洞西山654高地剖面和东山941高地一733高地剖面，再复查山秀岭大粱剖面，该组由花岗质杂砂砾岩一黑色粉砂岩一花岗质杂砂砾岩一黑色、灰色粉砂岩、砂砾岩组成二个沉积旋回，在黑灰色粉砂岩、砂砾岩中散布有较多的基性、超基性、硅质岩和石灰岩块(包括“山秀岭组”岩块)，大可几平方公里，小至砾石级。原建组剖面仅相当上旋回的一部分。该组以有较大灰岩块体、透镜体，基质粉砂岩不显层理、韵律为特征，可在造山带区对比。

香仁坪组(P12-3)一杂色浊积岩建造和泥质岩建造

此组相当于前人所建上柯岛组、滩前组，为1962年杨启伦命名。建组于开山屯一香仁坪剖面，而非滩前村，“滩前组”一名不符合建组地点应与建组名称一致或附近的要求，同时据命名优先原则，应恢复香仁坪组一名。建组剖面上，此组与柯岛组(原下柯岛组)之间为糜棱岩断层带，不是覆盖关系。在岩性上，该组的含碳酸岩铁锰结核的杂色粉砂泥质板岩与粒序层理组成的粗碎屑浊积岩成间层，可以香仁坪北和西江边及寺洞沟公路剖面为代表。该组以灰绿、灰紫、灰黑等杂色，含碳酸岩、铁锰结核及浊积岩粒序层理等特征可在延边地区对比。

开山屯组(P21-1)一造山前磨拉石建造

与原建组含义一致。以具有磨园度好的花岗质砾石的杂砾岩、杂砂砾岩为特征。虽然与大蒜沟组中的花岗质砂砾岩层很相似，但该组以零星团块状分别覆盖于香仁坪组、大蒜沟组之上，分布于寺洞沟东山、大西山、山秀岭、四树坪、石门一带。大蒜沟组中的相似花岗质杂砂砾岩层成带状线形分布，可以与此组区别。

柯岛组(P21-2)一黑色浊积岩建造

建组剖面位于柯岛一山谷旗和寺洞沟旧水库，分别相当于原下柯岛组、山谷旗组和寺洞沟组，也分别代表该组的下段和上段。原柯岛组或柯岛群包含了现划分的柯岛组和香仁坪组，因此柯岛群一名应废除，而将柯岛组的含义限于以柯岛剖面为代表的粒序层理发育的粗碎屑浊积岩和以寺洞沟旧水库剖面为代表的细粒浊积岩。据命名优先原则而不用山谷旗组。而上下段在区域上不易划分，同时分别代表同一沉积体系的远源和近源浊积岩，因此不再划分出寺洞沟组。该组分别覆盖于香仁坪组、开山屯组、大蒜沟组之上，在建组剖面与香仁坪组为糜棱岩断层带相隔。以黑色、局部为暗紫色的粒序韵律层理发育的粗、细碎屑浊积岩为特征，可在延边地区对比。

2．汪清一图门区

汪清一图门区的冲断岩片构造不甚发育，粗碎屑沉积层也较少，未发现采树沟组。但是庙岭组中的石灰岩、基性、超基性岩块较多，包含于黑色粉砂岩中，所谓的“山秀岭组”灰岩与庙岭二叠纪灰岩联为一体，形成了巨大的岩块。表现了与大蒜沟组相似的沉积特点。前人将庙岭组分别与大蒜沟组、“下柯岛组”和“上柯岛组”对比，形成了不同的地层划分方案。解决这一问题的关键不是沉积特征和化石的对比，而是区域构造分析。

汪清庙岭地区从天桥岭一庙岭一大兴沟为一背斜构造，轴部正是在庙岭，两翼分别向北西和南东倾斜。轴部核心的庙岭组的代表剖面是庙岭采石场一533高地一593高地，背斜北翼可以天桥岭西的口山村一桃源村一铜矿公路剖面代表，在桃源村附近可见香仁坪组与柯岛组之间有十几米厚的磨园度好的花岗质杂砂砾岩，似为开山屯组沉积，同时可见柯岛组的黑色浊积岩。南翼可以庙岭一大兴沟公路剖面为代表，柯岛组的浊积岩特征亦很明显。上述背斜的地层层序是庙岭组一香仁坪组一柯岛组，即二黑(庙岭组、柯岛组)夹一红(香仁坪组)。因此庙岭组是最下部层位，应与大蒜沟组对比。

汪清西大坡一图门地区，地层走向近南北，为一相对独立的地层区域，由于汪清一密江断裂带穿越该区，是造山带与兴凯地块拼接部位。其重要地层问题之一是西大坡石灰岩块的认定，经查明，西大坡采石场的石灰岩有较多的黑色粉砂岩贯入体，表现了与山秀岭灰岩块相似的构造沉积特点，应隶属于庙岭组中的外来岩块。其二是满河组火山岩系的定位，由于该火山岩系为灰绿、灰紫、灰黑色的杂色火山岩及火山沉积岩，与东邻的侏罗系火山岩系相似，且上、下地层不清，因此在未采到可靠化石之前暂不作定论。这一情况与密江乡南铁路路堑剖面的情况类似。在密江乡西北铁路路堑剖面发育一套含碳酸盐铁锰结核的杂色粉砂泥质板岩，可确定为香仁坪组，被众多的花岗岩脉、岩墙和后期的基性、火山岩脉穿插，代表了山弧边缘拼合带的构造岩浆侵入。目前，该区能够确认的为庙岭组和香仁坪组。

3、密江-珲春区

密江珲春区为兴凯地块基底所控制的山弧和弧后盆地沉积区，构造破坏不明显，向东成单斜排列，主要有解放村组和关门咀子组。解放村组为粉砂、细砂质板岩，除产少量植物化石外，在太平沟灰岩中见长达成20cm的海百合茎，代表了静水沉积，因此是海陆交互相；在十里坪乡也发现了黑色粉砂岩与白色石英岩互层，后者代表了成熟度高的海滨沉积；此外，该组也有局部的细浊积岩，说明当时处于大陆边缘及边缘斜坡。在马滴达盆地见有浊积岩，应为弧后盆地沉积，可与解放村组对比。关门咀子组以安山岩为主，代表了山弧火山岩系。密江-珲春区总体表现为关门咀子火山岩居中，两侧为细碎屑沉积，据此有人将其视为背斜倒转层序，但在解放村组与关门咀子组之间有灰岩夹层(太平沟灰岩)沿走向断续分布，而东侧则无此现象，因此两侧是不对称的，不能视为背斜、向斜的倒转。将关门咀子组等同于满河组并置于解放村组之下（李东津，1997），是不合适的。

二、总结

综上所述，运用区域构造分析和造山带沉积学研究，延边造山带的二叠系地层主要由硅质岩一沉积混杂岩一浊积岩一造山前磨拉石一浊积岩组成，但基本发育的是沉积混杂岩和浊积岩(包括泥质岩)。开山屯区冲断岩片构造发育，岩层走向有近东西，也有近南北，沉积类型多，地层组合全，表现了弧前盆地靠近消减杂岩弧一侧的沉积特征。汪清一图门区，构造相对简单，主要是褶皱和断裂，不同区域岩层走向分别为近东西和近南北，但岩片构造不发育，沉积类型和地层组合不完全，表现了当时靠近大陆边缘的盆地中心区域沉积。密江一珲春区则是大陆边缘区，主要为滨海沉积和火山岩系，弧后盆地规模小。上述特点反映了小型地块造山的增生弧一陆“软碰撞”特点。

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