粒度分析在沉积岩的成因和沉积相中的应用

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1、碎屑岩石学读书报告——粒度分析在沉积岩的成因和沉积相中的应用一、粒度的概念及标准1.粒度的概念粒度有两种值，线性值和体积值。体积值一般以标准直径(dn)表示，它代表与颗粒体积相等的球的直径。线性值常因颗粒形状不规则使测定测值很因难。通常测三个值，最长直径dL、中间直径dI及最短直径dJ。可按下述步骤确定这三个值：（1）．确定颗粒的最大投影面；（2）．做垂直最大投影面方向的最长截线，即最短直径dJ（3）.对最大投影面做切线矩形(图l一1)，矩形酌短边即中间直径dI，长边则是最长直径dL。可以看出，dL及dI的方向同时还表明颗粒在空间的方位，因此，它们既可用于粒度，也可作颗粒的组构分析用。线

2、性值粒度较常用，在砾岩研究中有时也用体积值。2.粒度的标准所谓粒度标准,就是人们所能通用的粒度标定方法。在国内外、各个行业流行的粒度标准不下二十余种。在地质部门,一般认为伍登——温德华标准比较合适。这个标准以毫米为单位,2为底数,以2的n次方向两端扩展,形成一个以1为基数,2为公比数的等比级数数列。伍登——温德华标准的优点是规律严谨,便于计算,其划分的精度也随着粒度的减小而提高。此外,它也反映沉积颗粒的自然特性,这同尤尔斯特隆图解、谢尔兹图解、维希尔正态概率图解所揭示的砾、砂、粘土的水动力学特性是一致的。但该标准的小数形式太过繁琐,应用不便。为此,克鲁宾对此做了简单而巧妙的对数变换,即构

3、成了所谓的“∮值”。标准,它是一个简单的等差级数数列,数字简单,便于计算、绘图,其不足之处是不直观。现在二者合用称为伍登——温德华——∮值标准(见表1),1969年美国经济古生物学家和矿物学家协会推荐这一联合标准作为共同的粒度标准。一、粒度分析的方法砾石可用直接法测量，如用测杆、测规量砾石的直径，用量筒测砾石的体积。可松解或疏松的细、中碎用岩多采用筛析法。粉砂及帖土岩常用沉降法、流水法、液体比重计等方法测定。虽少的小样或浓度太低的粉砂、粘土样，可采用光学法和电法。固结的无法松解的岩石只能采用薄片杭算法。近来已有自动、半自动粒度分析仪出现大大的提高了工效，并减轻了劳动强度。1.直接测量法大

4、于2毫米的砾石可直接用尺子或测规量测。每颗砾石分别测量其三轴:长轴[A]、中轴[B]与短轴[C],而用三轴的几何平均值[A+B+C]/3或三轴乘积的立方根来代表该砾石的粒径。若只做粗略的测量,则可以用砾石的中轴代表其粒径,但不宜采用其长轴或短轴。每一粒级的含量是以每一粒级砾石的个数与所采砾石的总数(100—300个)的百分比或以重量百分比来计算。选取测量点时,要考虑该点的砾石平均情况,不得偏重于大砾石或小砾石。2.筛析法筛析法是分析细砾和砂的主要方法。较粗的套筛由带孔的金属片制成,筛孔为圆形,直径相等。较细的套筛则由金属丝编成方格形的筛网。通常取筛析样品50g以上,在震筛机上筛约10分钟

5、,然后分级称重。各级重量的总和应是100%,若不足或大于此数,应将误差按比例分配到各级重量中去。筛析法设备简单,操作简便,分析迅速,并可将全部样品分离。缺点是孔径过小的套筛误差比较大,故不适宜用于分析粉砂、黏土颗粒。3.水析法(沉降法)水析法也称为沉降分析法,其基本原理是利用颗粒沉降速来划分粒级分布。因为测定沉降速度较之测定沉积物颗粒几何大小,似乎更能反映基本动力学的特性,因而比其他任何测定粒度的方法都更符合自然情况。但这个方法只适宜用于分析较细的粉沙和粘土样品,常用的方法是移液管法。由于颗粒很细,易于被胶结和发生凝聚,故要对样品去钙质胶结物和有机质,在悬浮液中要加适量的分散剂。近几年来

6、,利用颗粒沉降原理设计的粒度分析方法不断改进,先后已有沉积天平光学法和压差法,但由于技术等原因,目前沉降分析法在所测粒度特性的显著性和测量技术的精确性等方面还受到某些限制。4．激光粒度分析仪法激光粒度分析仪法是20世纪70年代发展起来的一种有效、快速测定粒度的方法,相对于经典的沉降法和重力沉积作用法来说,具有精度高、快速、人为因素造成的误差小等优点。在国外该方法已取得一致公认,并得到广泛地应用。激光粒度分析仪法主要特点:（1）测量的粒径范围广,将多种光散射原理结合起来,通过计算机的人工智能系统来自动灵敏地改变测量模式,从而扩大粒度测试的范围。测定范围十分宽广,从纳米到微米量级即:20～2

7、000μm,某些情况下上限可达3500μm。（2）适用范围广泛,不仅能测量固体颗粒,还能测量液体中的粒子。DeSmet利用前向光散射的同时测量了二维粒子的平均粒径和形状。并且利用粒度测试仪与红外、质谱和核磁共振等连用技术,使粒度测试内容多样化。（3）重现性好,与传统方法相比,激光粒度分析仪能给出准确可靠的测量结果。（4）测量时间快,整个测量过程1-2分钟即可,某些仪器已实现了实时检测和实时显示,可以让用户在整个测量过程中观察并监视样