使用校准螺杆以毫米分辨率提取沉积物岩心的方法

本毫米级沉积物挤出方法的总体目标是通过提高采样分辨率，全面表征沉积记录中所保存的事件。该方法有助于回答海洋学与湖沼学领域的关键科学问题，例如：在年际至亚年际时间尺度上，哪些事件被记录在沉积物中，以及这些事件是如何表现的。该技术的主要优势在于显著提升了样品的分辨率。

我实验室的研究技术人员 Bryan O'Malley 和 Erika Fridrik 将演示该操作流程。采集一段长度为一米或更短的沉积物岩心。将一个与岩心管直径相同的塑料垫片插入岩心底部。

现在可立即进行压榨，或对岩心进行封装。若选择封装，将第二个圆柱状样品塞插入管子的另一端，并轻轻下压，直至样品塞刚好位于沉积物界面之上。接着，用端帽封闭管子两端，并用电工胶带密封端帽。

然后，用采样信息标记顶部盖子，并根据分析要求将岩心样品冷冻或室温保存。首先准备带有标签的分样容器，根据分析类型选择合适的容器。

同时准备好已灭菌的防护装备。然后组装并灭菌所有必要的切割工具。如果岩心已被储存或保存，请先用刀片移除底部盖帽。

然后，使用管中的真空将岩心固定并转移至挤出器。轻轻将岩心管放置在活塞上，并用夹具将岩心固定。此时，需确保最上方的夹具上方至少有五厘米的岩心管长度，以便安装取样套环。

接下来，取下顶部盖帽，并将采样套环置于岩心管顶部。确保套环与管子的最上端齐平，否则样品可能会丢失。然后通过抽吸法去除沉积物上方的水。

如有需要，保留一份样品。接下来，转动活塞，使沉积物表面与采样环表面齐平。然后设定样品尺寸，活塞完整旋转一圈可使采样环移动两毫米。

该装置配备有一块丙烯酸板，其内径与采样环相同。使用此板进行初始样品切割。然后，缓慢将子样品移向采样环边缘，并准备好收集容器。

然后，将沉积物推入采样容器中。接着，清理套环、平板及任何其他表面周围的残留沉积物，并将其转移至收集容器中。该操作过程中最困难的部分是确保从每个样品中采集到全部的沉积物质量。

因此，在使用不同工具时需格外小心，以确保将沉积物岩心中的所有沉积物完全转移至容器中。在继续操作之前，使用去离子水清洗采样工具和采样套管，然后对这些工具进行消毒。密封容器后，以相同方式继续采集所有必需的子样品。

所有样品采集完毕后，重置挤出器。在活塞靠近底部的位置套上一根橡皮筋以获得最大稳定性，然后将橡皮筋拉伸并固定在电钻的头部。

现在，使用低速电钻旋转活塞，直至其达到高于挤出机底部的预定高度。水下沉积物岩心于2010年12月采集，并对表层15厘米以每2毫米为间隔进行取样。通过成对的短寿命放射性同位素地球年代学方法确定了“深水地平线”事件的发生时间。

对子样品分析了多个参数。在“深水地平线”事件期间，总脂肪烃浓度显著升高，而底栖有孔虫密度则明显下降。此外，氧化还原敏感性金属浓度也发生了变化，表明表层水体中的氧气含量减少。

在厘米尺度上也对相同的因素进行了分析。在此尺度下，由于采样分辨率较粗，脂肪族浓度的变化、氧化还原敏感金属的变化以及底栖有孔虫密度的变化均被削弱。观看本视频后，您应能够充分理解如何以毫米级分辨率对水体沉积物岩心进行挤压处理。

一旦掌握，该技术所需时间约为两到四小时，具体时长取决于采样分辨率和岩心长度。按照本方案操作后，可对沉积物子样品进行多种物理、化学和生物学分析；该技术建立后，为墨西哥湾的研究人员全面记录深水地平线事件后沉积油的沉降及其后续影响铺平了道路。尽管该方法主要应用于海洋溢油事件的研究背景，但其已在海洋学和湖沼学领域产生了广泛的应用。