GIỚI THIỆU PHÒNG THÍ NGHIỆM 201A
| Thông tin liên hệ |
Cán bộ phụ trách:
– TS. Nguyễn Văn Hướng – Trưởng phòng
Đt: ——————; Email: huongtectonics@vnu.edu.vn )
– TS. Nguyễn Đình Thái; (Email: nguyendinhthai@gmail.com )
– TS. Nguyễn Thị Hồng; (Email: nguyenthihong.hus@gmail.com )
– ThS. Nguyễn Thùy Linh (Email: thuylinhgeo@gmail.com )
Liên hệ:
Địa chỉ: Phòng 201A nhà T2- Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội
Email: huongtectonics@vnu.edu.vn
Điện thoại: ——————
Giới thiệu về phòng thí nghiệm
- Phòng Thí nghiệm 201A được trang bị hệ thống thiết bị phục vụ đa mục tiêu nghiên cứu và giảng dạy. Các thiết bị chủ yếu trong phòng phục vụ khảo sát hiện trường liên quan đến đo đạc, quan trắc chất lượng nước, không khí như máy đo nước đa chỉ tiêu và đơn chỉ tiêu, bộ phân tích nhanh thành phần lỏng và rắn, thiết bị lấy mẫu nước theo tầng,… Phòng cũng được trang bị một số thiết bị như máy đông khô, máy nhúng chân không, máy nghiền đất, máy nghiền đông, máy ly tâm, bộ rây các cấp hạt sét,… phục vụ một số bước ban đầu trong quy trình chuẩn bị mẫu địa chất (trầm tích, đất và vi cổ sinh) để thực hiện các phân tích thạch học trầm tích, khoáng vật silicat và carbonat, thành phần hóa học, địa hóa.
- Phòng 201A cũng đang được sử dụng để bảo dưỡng và hiệu chuẩn các thiết bị hiện trường, thực hiện một số thí nghiệm quan trắc liên tục sự phát xạ của khí radon và thoron từ vật liệu làm nhà tường trình, thí nghiệm về sự phát triển của thực vật thủy sinh trong điều kiện thiếu sáng và độ đục cao nhằm đánh giá sai số trong phép định tuổi đồng vị carbon. Một số thiết bị khác do các thành viên trong phòng thí nghiệm tự chế tạo, lắp đặt hoặc đầu tư phục vụ nghiên cứu trầm tích có thể kể đến gồm hệ thống cắt dọc lõi trầm tích, bộ chụp ảnh lõi trầm tích với ánh sáng phân cực, máy quét độ từ cảm trên lõi trầm tích, hệ chuẩn bị nhanh lát mỏng kính phết, hệ bảo quản lõi trầm tích trong khí trơ,…
- Hàng tuần, Phòng 201 đón tiếp hàng chục lượt sinh viên cũng như cán bộ đến học tập, nghiên cứu. Các giảng viên, sinh viên và nhà nghiên cứu quan tâm có thể liên hệ theo thông tin như trên để đăng ký lịch sử dụng thiết bị.
Hệ thống các thiết bị
| TT | Thiết bị/ Thông số kỹ thuật | Chức năng chính | Hình ảnh |
| 1 | Máy đông khô/ Model: Benchtop 2K ES; hãng Virtis – Mỹ | – Dùng để làm đông khô các mẫu giúp bảo quản mẫu. Là loại tiêu chuẩn dùng cho các phòng thí nghiệm. |  |
| 2 | Hệ phân tích thành phần rắn PORTA-LIBS-2000-LSR4, StellarNet Inc | – Phân tích định tính thành phần của các mẫu rắn sử dụng nguồn laser 25mj 4ns pulsed 1.06µm Nd-YAG, gồm có 4 phổ kế Bluewave, được điều khiển bằng máy tính và phần mềm. |  |
| 3 | Máy phân tích khí Quintox KM9106, Kane | – Phân tích thành phần khí ngoài thực địa gồm có CO, O2, NO, NO2, SO2, CO2 |  |
| 4 | Hệ phân tích thành phần lỏng ngoài thực địa ES-51, Horiba | – Thiết bị có thể xác định được độ dẫn điện, điện trở suất, độ mặn của dung dịch lỏng với độ chính xác cao. Có thể kết nối với máy tính. |  |
| 5 | Bộ Rây | Dùng để rây xác định kích thước vật liệu |  |
| 6 | Thiết bị đo độ cao cầm tay | – Dùng để xác định độ cao, nhiệt độ, áp lực không khí ngoài thực địa. Dải đo độ cao -700 đến 9000 mét với độ phân giải 0.1; Dải đo nhiệt độ: -10 đến 60oC với độ phân giải 0.1o; Áp lực không khí: 8.85 đến 32.45 inHg, độ phân giải 0.01 inHg. |  |
| 7 | Máy nghiền thô/ Model: CCM-20/MRC; Israel | Nghiền các vật liệu thô | |
| 8 | Máy Nghiền đông/ Model: 6770; hãng SpexSample Preparation | Là thiết bị phá mẫu, sử dụng nito lỏng để nghiền mẫu. |  |
| 9 | Kính hiển vi phân cực truyền qua / Model: DM 750P; hãng Leica Đức |
Hệ thống thiết bị phục vụ nghiên cứu biển Hồ
Hiện tại, phòng thí nghiệm tại Khoa Địa chất có số lượng đáng kể các thiết bị thực địa, thu thập mẫu và phân tích có thể phục vụ cho nghiên cứu Biển Hồ, gồm có: các thiết bị lấy mẫu trầm tích đạt tiêu chuẩn (ống trọng lực, ống piston, nêm băng khô – freeze corer – tự chế tạo), các thiết bị đo chất lượng nước (HERMetic Sampler GTN Chem và Water Quality Meter Model WQC-24) và các thiết bị trợ giúp công tác lựa chọn vị trí lấy mẫu (máy quét đa tia Geoswath Plus, Na Uy; Rada xuyên đất GPR; MALÅ, Thụy Điển). Bên cạnh đó, hệ thống các thiết bị phân tích trong phòng thí nghiệm tại trường ĐHKHTN có thể phục vụ cho chụp ảnh mẫu lõi trầm tích, và phân tích trầm tích và khoáng vật học, phân tích địa hóa, phân tích phấn hoa, và định tuổi chì -210.
1. Lấy mẫu trầm tích nguyên dạng: Trầm tích hồ bở rời, giàu nước, gắn kết yếu đòi hỏi phương pháp lấy mẫu đặc biệt. Để lấy mẫu nguyên dạng trầm tích tầng mặt (đến khoảng 0,8 m), nhóm sử dụng thiết bị lấy mẫu tự chế tạo theo nguyên lý trọng lực Autonomous Gravity Corer (AGC) với bộ hãm mẫu bằng lưỡi cao su. Thiết bị AGC đã được triển khai thành công ở Biển Hồ cho phép lấy mẫu trầm tích nguyên dạng khi độ sâu mực nước đạt gần 21 m.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị lấy mẫu kiểu trọng lực do nhóm nghiên cứu Biển Hồ tự chế tạo
(Autonomous Gravity Corer – viết tắt AGC)
Ngoài ra, nhóm EOS cũng chế tạo và thử nghiệm thành công thiết bị lấy mẫu dạng nêm sử dụng băng khô làm lạnh tại Biển Hồ tháng 3/2018. Thiết bị có dạng nêm bằng inox rỗng, cao khoảng 1 m, chiều dày 15 x 8 cm ở đỉnh. Bên trong nêm được rót đầy hỗn hợp băng khô (CO2 dạng rắn) và cồn để làm lạnh. Nêm được thả xuống trầm tích nhờ các cần sắt hoặc dây mềm. Thiết bị được giữ cố định tại chỗ trong trầm tích trong khoảng 10-15 phút trong khi trầm tích phía ngoài giàu nước dần đông cứng, cuối cùng được đưa lên bề mặt.
Để lấy mẫu nguyên dạng trầm tích ở độ sâu lớn hơn, nhóm EOS đã thiết kế và chế tạo thiết bị lấy mẫu piston. Thiết bị được dần thả xuống nước và trầm tích nhờ các cần kim loại nối tiếp nhau đến độ sâu mong muốn. Thiết bị lấy mẫu piston đã được thử nghiệm thành công tại Biển Hồ vào tháng 11/2017 và tháng 3/2018 cho phép lấy mẫu nguyên dạng đến độ sâu trầm tích 5,5 m. Thiết bị có thể cho phép lấy mẫu đến độ sâu 10 m. Tất cả mẫu lõi trầm tích giữ trong ống nhựa trong suốt và được vận chuyển về Hà Nội để tiến hành xử lý và phân tích nội nghiệp.
Hình ảnh chụp thử nghiệm thành công thiết vị lấy mẫu dạng nêm tự chế tạo tại Biển Hồ, tháng 3/2018. Thiết bị có dạng nêm kim loại được rót đầy hỗn hợp (băng khô+ cồn) để lấy mẫu nguyên dạng trầm tích gần bề mặt – dưới 1 m. (B) Hình ảnh triển khai thiết bị lấy mẫu piston tự chế tạo tại Biển Hồ.
2. Mô tả trực quan lõi trầm tích và chụp ảnh: Việc xác định và mô tả trực quan các đơn vị trầm tích (màu sắc, cấu trúc, lát mỏng kính phết, hóa thạch lớn…) trong tất cả các ống mẫu được thực hiện nhằm định hướng công tác lấy mẫu phân tích và làm cơ sở luận giải các chỉ tiêu địa hóa, khoáng vật, lát mỏng nguyên dạng, đồng vị bền, tuổi đồng vị … Trước tiên, ống chứa lõi trầm tích sẽ được cắt dọc và tách thành hai nửa bằng nhau. Mỗi bề mặt nửa ống mẫu được làm sạch và chụp ảnh, cùng với đó là mô tả các đặc điểm cấu trúc và thành phần trầm tích. Tại PTN của Khoa Địa chất, Trường ĐH KHTN, nhóm đã bố trí hệ thống chụp ảnh mẫu lõi trầm tích với hệ thống các kính lọc ánh sáng phân cực giúp giảm đáng kể bóng lóa phản xạ từ bề mặt mẫu lõi trầm tích giàu nước, cho phép ghi lại hình ảnh chất lượng cao cùng với thang mầu được thiết lập để hiệu chỉnh màu sắc.
Hình ảnh minh họa về hộp chụp ảnh lõi trầm tích do nhóm tự chế tạo để tránh ánh sáng chói phản xạ từ bề mặt mẫu ướt với ánh sáng phân cực. (B và C) Hình ảnh cùng một đoạn lõi trầm tích hồ được chụp bằng hộp chụp ảnh tự chế tạo không có kính lọc phân cực (B) có kính lọc phân cực (C). Các đặc điểm trầm tích thể hiện rõ hơn khi ánh sáng chói phản xạ từ bề mặt trầm tích bị loại bỏ.
3. Quét độ từ cảm: Độ từ cảm (magnetic susceptibility) trên các trầm tích là cơ sở để xác định các ranh giới địa tầng và cho phép liên hệ địa tầng các lõi trầm tích thu thập ở các vị trí khác nhau trong hồ. Sự thay đổi giá trị độ từ cảm trong các lõi trầm tích có thể do sự thay đổi về hàm lượng các khoáng vật có từ tính, chủ yếu là các oxit của sắt-titan, như magnetit, hematit, ilmenit, goethit, ulvospinel,… có nguyên nhân sâu xa do sự thay đổi về chế độ bào mòn vỏ phong hóa – cổ khí hậu. Tại phòng thí nghiệm ở VNU, nhóm EOS hiện đang vận hành thành thạo thiết bị đo độ từ cảm MS2 Magnetic Susceptibility System (hãng Bartington, Anh Quốc) với cảm biến MS2E – High Resolution Surface Scanning Sensor. Cảm biến được bố trí trên ray trượt cho phép đo liên tục, không phá hủy bề mặt lõi trầm tích với bước di chuyển (độ phân giải cực đại) 0,5 đến 1 cm. Máy thu được kết nối với máy tính và được điều khiển tự động bằng phần mềm MULTISUS. Kết quả đo bước đầu cho thấy các đơn vị trầm tích trong Biển Hồ có một vài ranh giới thay đổi đột ngột về độ từ cảm theo độ sâu. “Phông tự nhiên” (trước khi có sự xuất hiện của con người) liên quan đến tốc độ tích tụ các khoáng vật có từ tình thường thấp hơn giá trị từ cảm đo được ở các tầng trầm tích trên cùng.
Vận hành hệ thiết bị đo từ cảm BarNa8 của nhóm EOS, gồm máy đo Bartington MS2 và cảm biến MS2E.
4. Các phân tích trầm tích học và khoáng vật học bao gồm (i) phân tích độ hạt với máy phân tích độ hạt lazer Horiba LA950; (ii) lát mỏng trầm tích nguyên dạng có thể được chuẩn bị với máy đông khô VirTis BenchTop 2K, bộ thiết bị cắt mẫu Presi Mecatome T260, bộ nhúng chân không Poly’Vac, máy đánh bóng Mecatech 234 và Minitech 265 (Khoa Địa chất, ĐH KHTN), (iii) Máy phân tích nhiễu xạ tia X (XRD) Model Siemens D5005 (Khoa Vật lý); (iv) kính hiển vi thạch học có camera Leica DM750; và (v) Kính hiển vi điện tử quét (Model NANOSEM450 tại Khoa Vật lý).
5. Phân tích Địa hóa được tiến hành với (i) thiết bị phổ huỳnh quang tia X Shimadzu XRF-1800; (ii) tủ sấy tự động Nuve KD400, lò nung nhiệt độ cao VFD3000/R và cân điện tử Denver TP-214 dùng trong thí nghiệm mất khi nung (LOI).
6. Bào tử phấn hoa được nhận dạng và đếm dưới kính hiển vi sinh vật Carl Zeiss AXIOSKOP có gắn camera tại Khoa Địa chất. Định tuổi chì-210 sẽ được thực hiện với hệ phổ khế Alpa Ortec-Ametek và Đầu dò Germani siêu tinh kiết (HPGD).
