粒度、磁化率、色度难点.docx

粒度21 粒度的概念22 粒级的划分23 碎屑颗粒形状24 粒度分析2色度81 红度a和黄度b82 亮度L9第13页粒度粒度分析在判定沉积物来源及输运方式( 悬移、跃移和推移)、区分沉积环境、判别水动力条件和分析粒径趋势等方面具有重要作用, 沉积物粒度分布是物质来源、沉积区水动力环境、输移能力和输移路线的综合反映。卢连战, 史正涛.沉积物粒度参数内涵及计算方法的解析.环境科学与管理,2010,6(35):54-601 粒度的概念粒度是指碎屑颗粒的大小。2 粒级的划分砾与砂的转折点在2mm处，砂与粉砂的界限放在0.1mm，粉砂与粘土的界限十进制为0.005mm，2的几何级数制为小于0.00393 碎屑颗粒形状球度：球度是一个定量参数，用它来度量一个颗粒接近于球体的程度。球状颗粒不仅比其他形状的颗粒更容易滚动，而且由于其单位体积表面积最小，所以比其他颗粒沉降的更快。圆度：指碎屑颗粒的原始棱角被磨圆的程度。在河流环境中砾石的磨圆度随着粒度的增大而增高。4 粒度分析（1） 粒度资料图直方图和频率曲线：直方图横坐标代表颗粒直径值，纵坐标是算数百分比；各长方形底边长度代表粒度区间，高代表每种粒度的频数。将脂肪图各方块顶边中点连接起来而成的圆滑曲线就是频率曲线图。有单峰（沉积物粒度分选极好）、双峰（沉积物粒度分布较宽，峰所在粒级的重量百分比并不高）和多峰（分选性更差）。累积曲线：用累积重量百分比做成的图。由粗粒级开始进行累积的图总是构成“S”形，分选性好的曲线很陡，分选性差的图比较平缓。概率累积曲线：仍然用累积重量百分比作图。横坐标仍为粒径（值），而纵坐标改用概率百分数标度。概率坐标不是等间距的，而是以中央50%处为对称中心，向上、下两端相应地逐渐加大，这样可将粗、细尾部放大，并清楚地表示出来。滚动组分 跳跃组分 悬浮组分 粗切点细切点粗切点：表示能跳跃的最粗颗粒（水动力强则粗切点左移）；细切点：表示能悬浮的最粗颗粒。分选性：以每个直线段的陡缓反映分选好坏。线段陡（500600）分选好，线段平缓（200300）分选差。 （2） 粒度参数粒度参数以一定的数值定量地表示碎屑物质的粒度特征。单个粒度参数及其组合特征可作为判别沉积水动力条件及沉积环境的参考依据。平均粒径（Mz）和中值（Md）：平均粒径代表粒度分布的集中趋势，即碎屑物质的粒度一般是趋向于围绕着一个平均的数值分布，这个数值就是平均粒径或中值或众数。中值是指累积曲线上颗粒含量为50%处对应的粒径，用毫米（或值）表示， 中值的含意是指它在粒度上居于沉积物的中央，有一半重量的颗粒大于它，另有一半小于它。这一参数指标常被用来制作沉积韵律剖面图或平面等值线图，用以表示沉积物质在纵向上或横向上的粒度变化规律。标准偏差（i）和分选系数（S0）：表示分选程度的参数。用来区分沉积物颗粒大小的均匀程度，或者说围绕集中趋势的离差。用标准偏差确定的六个分选级别：10.35，分选极好； 1=0.350.50，分选好； 1=0.500.71，分选较好； 1=0.711.00，分选中等； 1=1.002.00，分选较差；1=2.004.00，分选差； 14.00，分选极差；S0=P25/P75=12.5，分选好；SO=2.54.0，分选中等；SO4.0，分选差。分选性最好的沉积物，其平均粒径一般为细砂级。风成砂丘海（湖）滩砂河道砂冰川和冲积扇沉积，分选程度依次变差。偏度（SK1）：被用来判别粒度分布的不对称程度。海滩沉积物河成沉积物，以粗粒为主（1）正态：峰两侧粗细粒径的百分比含量相互对应地减少，形成以峰为对称轴的对称曲线。此时中值、平均粒径和众数三者为同一数值，说明沉积物分选好，SK1=0（一般见于海滩沉积）。另一种 SK1=0是表示马鞍形双峰曲线，两种粒度总体等量混合分选最差，多属于河流沉积。（2）正偏态：峰偏向粗粒度一侧，细粒一侧表现为低的尾部，说明沉积物以粗组分为主，分选性变差，SK10。（3）负偏态：峰偏向细粒度一侧，粗粒一侧表现为低的尾部，说明沉积物以细组分为主，分选性变，SK10。SK1=10.3，很负偏；SK1=0.30.1，负偏；SK1=0.10.1，近对称；SK1=0.10.3，正偏；SK1=0.31，很正偏；峰度（尖度KG）：是用来衡量粒度频率曲线尖锐程度，一般是用频率曲线中部展开度与尾部展开度之比来表示的。色度丁敏,庞奖励,黄春长,等. 全新世黄土-古土壤序列色度特征及气候意义-以关中平原西部梁村剖面为例. 陕西师范大学学报( 自然科学版),2010,5(38): 92-97土壤颜色是土壤最明显的基本特征之一, 是土壤在可见光波段的反射光谱特性, 与土壤有机质含量、土壤氧化铁含量、土壤质地和黏粒含量、土壤水分、土壤主要黏土矿物类型等理化性状密切相关. 土壤颜色的空间变化反映气候要素对土壤性状的制约性, 土壤颜色的剖面变异具有土壤发生学诊断意义1。朱丽东, 周尚哲, 李凤全, 等. 庐山JL 红土剖面的色度气候意义 J . 热带地理, 2007, 27( 3) : 193202.1 红度a和黄度b导致黄土古土壤颜色变化的主要根源是其中的铁氧化物, 特别是赤铁矿和针铁矿的含量变化 20 . 赤铁矿和针铁矿均为铁磁性有色矿物, 前者呈赤红色, 使沉积物显示红色, 后者呈亮黄色, 也使沉积物显示明亮的黄色 21。干燥温暖的氧化环境有利于赤铁矿的生成, 而温润的环境有利针铁矿的形成 22 . 这里的% “干燥”是相对于针铁矿形成环境而言。气温越高, 赤铁矿含量也越高.红度对气候变化响应敏感, 有助于识别气候的转折和成壤程度弱的古土壤的存在; 而红度值在干冷的干旱半干旱地区对气候的反映不敏感, 随温度和降水的急剧增加而缓慢增加 7 . 7 杨胜利, 方小敏, 李吉均, 等. 表土颜色和气候定性至半定量关系研究 J . 中国科学: D 辑, 2001, 31 ( 增刊) :175181. 20 陕西师范大学地理系. 西安地理志 M . 西安: 陕西人民出版社, 1988. 21 Torren T J, Barrn V, Liu Q. Magnetic enhancement is linked to and precedes hematite formation in aerobic soilJ . Geophysical Research Letters, 2006, 33 ( 2) :L02401. 22 Balsa M W, Ji Junfeng , Chen Jun. Climatic int erpretation of the Luochuan and Ling tai loess sect ions, China, based on changing irono xide mineralogy and mag netic susceptibilityJ . Ear th and Planetar y Science Letters,2004( 223) : 335348.2 亮度L亮度指标大致可揭示区域降水量的多少。CaCO3 含量是使土壤颜色变亮的重要影响因素，而CaCO3 的含量及其淀积深度的变化, 同样与区域年降水量紧密相关 18-19 。土壤有机质是使土壤颜色变暗的决定性因素 5、6、25 ，土壤中有机质的累积强度随着区域降水量的增加而加强 26 。 5 Sing h BGilkes R J. Properties and distribution of iron ox ides and their asso ciation with minor elements in the soils of southw est ern Austra lia J . Soil Science,1992, 43: 7798. 6 Shields J A, Paul E A. Spectro photo metric measur ement of soil color and its relat ionship to moisture and organic matter J . Canadian Journal So il Science, 1968,48: 271280. 18 庞奖励, 黄春长, 张占平, 等. 陕西五里铺黄土微量元素组成与全新世气候不稳定性研究 J . 中国沙漠, 2001,21( 2) : 151156. 19 Chen Jun, Ji Junfeng, Ba lsam W, et al. Characterization of the Chinese loess paleosol stratigraphy by whiteness measur ementJ . Palaeogeogaphy,Palaeoclimatology,Palaeoecology,2002,183(3/4):287-297. 25 Gunal H . Ersahin S, Yetg in B, et al. Use of chro mametermeasur ed co lo r par amet ers in estimating color related soil var iables J . Communications in Soil Science & Plant Analy sis, 2008, 9( 5 /6) : 726-740. 26 李天杰, 赵烨, 张科利, 等. 土壤地理学 M . 3 版. 北京: 高等教育出版社, 2004: 1-381.全新世早期( 11 500 8 500 a B. P. ) , 亮度值高( 降低趋势) , 红度、黄度值低( 升高趋势) , 表明此时气候较为干燥, 气温回升, 生物风化和地球化学风化较弱, 成壤强度弱, 有机质少, 有较少的氧化铁次生矿物( 赤铁矿) 形成。磁化率磁化率(i)是指低频弱磁场中( 0. 1T)样品的磁化强度与磁场强度之比，是反映样品中铁磁性矿物含量的指标。频率磁化率( Frequency dependent susceptibility ifd )则是指在不同频率外磁场下，样品产生的磁化率值的变化程度。天然样品表现为磁化率随测定频率增高而降低的趋势，其原因是随着测定频率增高，大小在超顺磁性( Superparamag netic grains, SP,粒径 0. 02m) -稳定单畴( Stable single domain, SSD, 粒径0. 02 0. 04m)过渡态范围的磁性颗粒由于磁滞而被阻挡，对高频磁化率没有贡献，因此，高频磁化率是按比例低于低频磁化率数值的。频率磁化率(ifd )定义为：ifd = (ilf - ihf ) /ilf 100其中，ilf为低频( 0. 47kHz)磁化率,ihf为高频( 4. 7kHz)磁化率土壤的频率磁化率（ifd）与游离氧化铁含量呈极显著正相关（土壤频率磁化率与矿物粒度的关系及其环境意义 卢升高）。频率磁化率随黄土和古土壤的出现分别呈现波谷和波峰与其对应,可作为反映古气候变化的灵敏指标（刘秀铭,刘东生, Hell er F等. 黄土频率磁化率与古气候冷暖变化. 第四纪研究, 1990, 1: 42 50 刘秀铭,刘东生, Hell er F. 中国黄土磁颗粒分析及其古气候意义. 中国科学( B) , 1991, 21: 639 644）成土过程中SP磁性颗粒逐渐取代原生残留的磁性矿物。因此，土壤频率磁