砾石统计资料的整理.doc

实习二 砾石统计资料的整理一、实习目的砾石层是第四纪最为常见的堆积物之一，对砾石统计资料的整理和研究，对确定砾石层的沉积环境及成因类型作用很大。通过实习，学会对砾石资料的整理和几种主要作图方法。二、步骤1. 了解砾石资料的基本内容和基本统计方法；2. 对所提供的100个砾石统计数据按要求进行归类和整理；3. 对整理的结果作：A 砾石成分百分比图或直方图B 砾石A轴方位等密度图C 砾石AB面等密度图D 砾石风化百分率直方图E 列表计算砾石的球度、扁度和磨圆度三、观察统计砾石层的基本内容砾石研究，一般采用砾石统计法（砾石组构测量）定量反映砾石特征。一般选用有代表性的砾石层的剖面或露头面，在一平方米的范围内有选择地进行顺序测量统计，最常用的方法是网格法（10*10cm），每格中测量13个砾石，共测量统计砾石100300个（特别大的和2/3,c/b2/32扁球体：b/a2/3,c/b2/33椭球体：b/a2/3 4扁长体：b/a2/3,c/b2/3(3)圆度 圆度系指砾石的棱和角被磨蚀圆化的程度，若棱角被磨蚀，则砾石逐渐变圆。因此，圆度就是棱角尖锐度的函数。 A 比较法利用肉眼对砾石进行相对比较法进行圆度估测，一般可用比较法将圆度分为五级（括号中的数字为该圆度级的基数）： 棱角状（0） 颗粒具尖锐的棱角，棱线向内凹进。一般来说，砾石基本未经搬运则呈棱角状。次棱角状（1） 砾石的棱和角都稍有磨蚀，但棱和角都清楚可见。一般说明砾石经过短距离搬运。次圆状（2） 砾石的棱角有明显的磨损，棱线略向外凸出，但原始轮廓还清楚可见，一般说明砾石经较长距离搬运。圆状（3） 砾石的棱角已经基本全部磨损消失，棱线部分向外凸出呈弧状，原始的轮廓已经基本消失。一般说明砾石经过较长距离搬运和磨损。极圆状（4） 砾石已无棱角，棱线明显地向外凸出呈弧状。说明砾石经过相当长地距离和磨损。B 平均圆度（圆化程度） 可根据比较法所测定的五个级别分别所占的比例数，利用下列公式求得：S（平均圆度）（nQ/N）25n基数 Q该基数的总个数 N所测砾石总数 如测定100个砾石，其中5级4个，4级25个，3级45个，2级24个，1级1个，0级1个，那么，S（54）+（425）+（345）+（224）+（11）+（01）/100*25（301/100）2575所测砾石的平均圆度为75，平均圆度百分比越高，则说明砾石层的圆度越高。C 滚圆度指数（e）e（曲率最小半径*2）/a不同的成因，滚圆度指数都有一定的差别。如下表12：成因 河流中燧石 海滩 洪积 冰川 e0.040.110.050.40.20.550.990.12(4)球度球度是指颗粒接近球体的程度，它取决于a、b、c三轴的比例。通常据W、C克鲁宾公式求得：（球度系数）式中a、b、c分别代表砾石a、b、c三轴的长度。球度系数值最大等于1，最小接近0。 (5)扁度扁度表示砾石扁化的程度，同样也取决于a、b、c三轴的比例。计算公式为：F（扁度）（a+b）/2c式中a、b、c分别代表砾石a、b、c三轴的长度。3.砾石的产状砾石的产状（指ab面产状）资料可原来判断砾石搬运的动力性质及搬运方向，由于砾石的排列方向（a轴排列方向）和ab面的倾向及倾角，与沉积时的水动力条件密切相关，因此，砾石的产状经常是确定砾石层成因类型的重要标志之一。如河流形成的冲击砾石，a轴与水流方向平行，ab面倾向河流上游，倾角1530。；而海滩砾石的a轴与海岸线平行，ab面倾向海，倾角315。；泥石流、冰川等成因的砾石产状常没有明显的规律。根据砾石产状的数据，可以制作a轴走向和ab面倾向图，表示方法有两种，一种是玫瑰花图，一种是赤平投影方法作的等密度。 玫瑰花图的作法和构造地质学中的节理玫瑰花图的方法相同，其优点是能突出说明砾石ab面的倾向或a轴的排列规律方向，但不能表示ab面的倾角。等密度图的作法是将砾石的ab面产状投到投影图上，投影网的最外圈为0度，中心为90度，在外圈顺时针方向上，找到ab面的倾斜方位，在此方位上从外圈向里找出倾角，该点即为一个砾石的极点投影。优点是既能看出ab面的倾斜规律，又能看出ab面倾角大小。4.砾石的粒度及分选砾石层的结构特征主要取决于砾石的粒度及分选，确定粒度的方法有很多，最常用又最简单的方法是将砾石的长轴（a轴），及粒径d（d）按粒级算出百分含量并作频率累积曲线（图142），然后用“四分位数”的方法求得砾石粒度的平均值及分选系数（S0）（表13），分选系数的公式为：S0=（特拉斯克分选系数）d7575含量处之颗粒直径，d2525含量处之颗粒直径。表13 砾石a轴长度和粒径d的平均值及分选系数砾石 点号 a轴长度平 均值(mm)a轴长度 分选系数 粒径d平 均值(mm)粒径d分选系数 No.1701.45551.41粒度分析的目的在于推断砾石层沉积时的流水动力学状况。分选系数越接近1的，表示分选作用进行得越好，说明当时水流运动比较稳定，流速变化不大；而分选系数大于3得，表明分选作用极差。5.砾石得风化程度相同成分得砾石，因沉积时代不同，其风化程度也不同。时代越老，风化程度越深，时代越新，风化程度越浅。因此可根据砾石得风化程度来确定砾石层沉积时代的相对顺序。确定砾石的风化程度一般是在野外测量砾石时，等其它各项内容完成后，用锤击破砾石，观察砾石表面风化圈的厚度或用锤击时的难易程度。砾石的风化程度一般可以分为4级。级 全风化：锤击即碎，或长石已经风化成为高岭土。 级 半风化：砾石被敲开后，能见到一定厚度的风化圈或较疏松。 级 弱风化：岩石较坚硬，不易敲碎，只能看见很薄的风化圈。 级 未风化：岩石坚硬，不易敲开，敲开后未见风化圈。 这是野外工作中常见的一种相对比较法。把以上四种风化程度分别进行统计，计算其百分比，可作砾石风化频率图或三角图，比较不同砾石层的风化程度（图143）。如果进行更精确的测量砾石的风化皮厚度，在每个砾石层选用70100个砾石（最好成分相同），切开磨光测量其风化皮（氧化圈）厚度，要求以毫米计，求其平均值和标准差，作频率直方图，再比较不同砾石层的平均值。6.特殊的砾石形状及表面擦痕 在进行砾石的观察和测量时，还应十分注意某些特殊形状的砾石及其表面擦痕。如泥石流成因的砾石棒状化，冰碛砾石熨斗化，表面擦痕为“丁头鼠尾”等。 附：某地三阶地砾石测量数据100个 编 号 砾石 成分 砾径（mm） a轴 走向 ab面产状 磨圆度 风化程度 其 它 abc倾向 倾角 0123412341石英岩 67241210421021 2石英砂岩 452991101708 3长石砂岩 74652212317014 4石英砂岩 55292011516815 5石英岩 6031149815215 6石英砂岩 66522614214914 7红柱石 角岩 76702111116621 8板岩 2510910117120 9千枚岩 63311110317318 10石英岩 52291810516919 11石英砂岩 2114811417151 12千枚岩 209711118032 13粗砂岩 3510911517923 14石英岩 26151412117819 15石英砂岩 129813116114 16含砾砂岩 96412817218 17凝灰岩 37201112814518 18脉石英 72651212916517 19石英砂岩 2615812717218 20细砂岩 246412118121 21细砂岩 66361412018915 22脉石英 3129131191878 23石英砂岩 1918611518610 24凝灰岩 3015711017921 25砾岩 56502111418114 26石英岩 54251911118015 27石英砂岩 2114912117916 28板岩 98762017818020 29粗砂岩 3615615015431 30石英砂岩 169513415624 31石英岩 4726157514825 32石英砂岩 322597615712 33粗砂岩 6537216514 34石英砂岩 5129107017831 35石英岩36粉砂岩 4924186516941 37花岗岩 7660546617532 38石英砂岩 5241257018020 39石英岩 302586119116 40红柱石 角岩 4527217218117 41石英砂岩 7666266917516 42砾岩 2621106015621 43粉砂岩 35299601588 44石英砂岩 211510611604 45石英岩 1695621616 46石英砂岩 2321165817215 47粉砂岩48石英砂岩 261585717125 49石英岩 211396015041 50石英砂岩 161066115923 51红柱石 角岩 6661206916125 52闪长岩 704595417214 53粉砂岩 9776385617816 54石英砂岩 4030106119019 55石英岩 7654116031020 56闪长岩 5636165921030 57石英砂岩 5540155723111 58粉砂岩 6034266124014 59石英砂岩 9877357021113 60长石砂岩 4131228021518 61石英砂岩 23748120017 62粉砂岩 3021107919816 63砾岩 3626157517516 64石英砂岩 352996915816 65片岩 5624109614121 66石英岩 4430107216540 67石英砂岩 3725117416135 68闪长岩 3824167817130 69花岗岩 8041257618028 70石英砂岩 3419148219021 71石英砂岩 9966508412021 72角岩 6620158611919 73板岩 5435267512518 74石英砂岩 4635207414517 75石英岩 221057216115 76石英岩 9065405915015 77石英砂岩 7566306115116 78片岩 7845212314550 79角岩 8230103116041 80石英砂岩 4036214817835 81板岩 6034167119061 82石英岩 8540207418931 83石英砂岩 3831188517041 84含砾砂岩 3625217618025 85灰岩 2822136119118 86细砂岩 351589018117 87石英砂岩 7635138117216 88粉砂岩 322015921815 89石英砂岩 351993516910 90石英岩 4430253815011 91石英砂岩 4331164814914 92砂岩 5028165113217 93花岗岩 2821156214118 94石灰岩 9652407315019 95石英砂岩 3722108214621 96花岗岩 563121791830 97石英砂岩 7856327512931 98粉砂岩 3221153212220 99石英砂岩 5243372114518 100石英岩 3528125810517 四、练习及作业 1. 统计所给资料砾石的成分及百分含量，将结果填入表14中，作砾石成分直方图（图145）。 岩性 含量 测点 石英岩 砾岩 石英砂岩 粉砂岩 长石砂岩 红柱石角岩 闪长岩 板岩 片岩 千枚岩 细砂岩 粗砂岩 含砾砂岩 凝灰岩 脉石岩 灰岩 花岗岩 三 阶 地 图1-45 三阶地砾石成分含量直方图 2. 统计砾石圆度的百分含量，将结果填入表15中表 15级别 测点 棱角 次棱角 次圆 圆 极圆 01234三阶地 3.按公式统计计算砾石的粒度及砾态等，并按要求将结果填入表16中： 表16 三阶地砾石参数统计表 数据 测点 粒度 砾态 dDaDbDcD25D75S0=/aF=(a+b)/2c表17 三阶地砾石a轴长度统计表 长度 测点 0 1011 2021 3031 4041 5051 6061 7071 8081 9091 1001.统计砾石风化程度各级含量