陆源碎屑岩的粒度分析

1、陆源碎屑岩的粒度分析陆源碎屑岩的粒度分析 目录目录 一、实验目的与要求一、实验目的与要求 二、实验内容二、实验内容 三、实验指导三、实验指导 四、粒度分析的方法四、粒度分析的方法 五、利用粒度分析结果作图五、利用粒度分析结果作图 六、六、 粒度分析参数的计算粒度分析参数的计算 一、实验目的与要求一、实验目的与要求 1、了解粒度分析的常用方法。了解粒度分析的常用方法。 2、学会并掌握应用粒度分析结果进行计算和作图的方法。、学会并掌握应用粒度分析结果进行计算和作图的方法。 3、学会并掌握运用计算和作图成果，初步分析样品的形成环境。、学会并掌握运用计算和作图成果，初步分析样品的形成环境。 二、实验内

2、容二、实验内容 1. 用给定的粒度分析数据表绘制直方图、频率曲线、累积曲线和概率用给定的粒度分析数据表绘制直方图、频率曲线、累积曲线和概率 累积曲线。累积曲线。 2. 利用萨胡判别公式计算粒度参数。利用萨胡判别公式计算粒度参数。 3. 根据曲线图和粒度参数的计算结果分析样品的形成环境。根据曲线图和粒度参数的计算结果分析样品的形成环境。 三、实验指导三、实验指导 粒度分析即是测量颗粒大小，并按粒级分类，分别计算各粒级碎屑的百粒度分析即是测量颗粒大小，并按粒级分类，分别计算各粒级碎屑的百 分含量。粒度分析也可以用于粘土岩和碳酸盐岩。分含量。粒度分析也可以用于粘土岩和碳酸盐岩。 粒度分析的目的是为了

3、分析岩石的形成条件，为沉积相分析提供重要的粒度分析的目的是为了分析岩石的形成条件，为沉积相分析提供重要的 依据，同时也为旋回分析、地层对比提供资料。另外岩石的分选性与岩依据，同时也为旋回分析、地层对比提供资料。另外岩石的分选性与岩 石的孔隙度、渗透率有密切关系，因此粒度分析资料对水文地质与石油石的孔隙度、渗透率有密切关系，因此粒度分析资料对水文地质与石油 地质也有很大意义。地质也有很大意义。 四、粒度分析的方法四、粒度分析的方法 粒度分析方法很多，主要决定于粒度大小和样品情况，粒度分析方法很多，主要决定于粒度大小和样品情况， 其常用方法有以下几种：其常用方法有以下几种： 1. 直接测量法直接测

4、量法 对粗大的砾石或砾岩采用直接测量法。直接用尺测量对粗大的砾石或砾岩采用直接测量法。直接用尺测量a轴或轴或a、 b、c三轴。测后按粒级分别归类，并求得各粒级百分含量。三轴。测后按粒级分别归类，并求得各粒级百分含量。 要求测要求测150300个颗粒。个颗粒。 如要求精度高可测量如要求精度高可测量a、b、c三轴，用公式求得直径，然后三轴，用公式求得直径，然后 分别按粒级计算百分含量。分别按粒级计算百分含量。 2. 筛析法筛析法 筛析法是用一套具不同粒级孔径的筛子将碎屑分开的方法。筛析法是用一套具不同粒级孔径的筛子将碎屑分开的方法。 选用筛子的间距可根据研究程度要求而定选用筛子的间距可根据研究程度

5、要求而定,一般选用一般选用1/2或或1/4间距间距,应应 用结果作图和解释形成条件效果较好。用结果作图和解释形成条件效果较好。 筛析法实用范围是：筛析法实用范围是： 细砾和砂样，细砾和砂样， 松散的或可解离的岩石。松散的或可解离的岩石。 软的和脆性碎屑样不宜做筛析，以免在筛析过程中破碎变细，影响效软的和脆性碎屑样不宜做筛析，以免在筛析过程中破碎变细，影响效 果。表果。表3-1是某样品经筛析后所得数据。是某样品经筛析后所得数据。 3. 显微镜下薄片粒度分析法显微镜下薄片粒度分析法 对于固结又难于解离开的砂岩和粉砂岩只有采用薄片粒度分析法。对于固结又难于解离开的砂岩和粉砂岩只有采用薄片粒度分析法。

6、 它是测定一定粒度的颗粒数的百分比，而不是重量百分比，是属它是测定一定粒度的颗粒数的百分比，而不是重量百分比，是属 于粒算法。于粒算法。 （1）显微镜下鉴定和测量粒度大小的方法）显微镜下鉴定和测量粒度大小的方法 换上带有目镜微尺的目镜。微尺每小格代表的长度不固定，不同放大倍数格值大小不同。换上带有目镜微尺的目镜。微尺每小格代表的长度不固定，不同放大倍数格值大小不同。 将物台微尺置于物台上，使物台微尺进入视域并对好焦距，然后使物台微尺零线对齐目镜将物台微尺置于物台上，使物台微尺进入视域并对好焦距，然后使物台微尺零线对齐目镜 微尺的一端横线，并与纵丝重合平行（物台微尺有刻微尺的一端横线，并与纵丝重

7、合平行（物台微尺有刻2mm长的和长的和1mm长的）。长的）。 计算目镜微尺每小格的数值。因物镜放大倍数不同，因此目镜微尺的每一格所代表的数值计算目镜微尺每小格的数值。因物镜放大倍数不同，因此目镜微尺的每一格所代表的数值 也不同，不同放大倍数的物镜均需换算也不同，不同放大倍数的物镜均需换算; 例如，用中倍镜例如，用中倍镜(x10)计算目镜微尺一小格数值：计算目镜微尺一小格数值： 目镜微尺目镜微尺80小格等于物台微尺小格等于物台微尺1mm 目镜微尺一小格目镜微尺一小格=1/800.0125mm 高倍镜和低倍镜目镜微尺小格数计算方法相同。注意，用各种型号显微镜时均要重新计算。高倍镜和低倍镜目镜微尺小

8、格数计算方法相同。注意，用各种型号显微镜时均要重新计算。 （附各种型号显微镜的不同物镜的目镜微尺格值）（附各种型号显微镜的不同物镜的目镜微尺格值） 取去物台微尺换上薄片即可测量碎屑颗粒的大小。如碎屑颗粒直径取去物台微尺换上薄片即可测量碎屑颗粒的大小。如碎屑颗粒直径 为为5个小格，则该颗粒大小为个小格，则该颗粒大小为50.0125mm=0.0625mm属微粒砂级。属微粒砂级。 注意的问题：注意的问题： 目测或在显微镜下测量碎屑颗粒直径时，均要注意全面观察岩石，目测或在显微镜下测量碎屑颗粒直径时，均要注意全面观察岩石， 注意碎屑颗粒大小是否均匀，分布如何，如果是不均匀的，则应在观察注意碎屑颗粒大小

9、是否均匀，分布如何，如果是不均匀的，则应在观察 和描述时需指出最大颗粒直径和含量及其分布；最小颗粒直径和含量；和描述时需指出最大颗粒直径和含量及其分布；最小颗粒直径和含量； 一般颗粒直径及含量，以及分布（成层或是递变或是均匀分布）等。一般颗粒直径及含量，以及分布（成层或是递变或是均匀分布）等。 江南牌江南牌xp213型显微镜各种技术参数型显微镜各种技术参数 序号序号显微镜物镜放大倍数显微镜物镜放大倍数 （目镜为（目镜为10倍）倍） 视域内物镜微尺视域内物镜微尺1mm对应目镜微尺的格子数对应目镜微尺的格子数 143.9 格格 /mm 21010 格格/ mm 32525 格格/ mm 序号序号显

10、微镜物镜放大倍数显微镜物镜放大倍数 （目镜为（目镜为10倍）倍） 视域内目镜微尺视域内目镜微尺1格对应的毫米数格对应的毫米数 140.2564 mm / 格格 2100.1 mm / 格格 3250.04 mm / 格格 （2）显微镜下薄片中的颗粒选择方法）显微镜下薄片中的颗粒选择方法 抽样方法：抽样方法：是选择欲测颗粒时方法，是粒度分析的重要一环，包括：是选择欲测颗粒时方法，是粒度分析的重要一环，包括： u 点计法点计法 u 线计法线计法 u 带计法带计法 点计法：点计法：使用网格目镜，凡是网格交点使用网格目镜，凡是网格交点 遇到的颗粒均为要测定的颗粒（见图）。按遇到的颗粒均为要测定的颗粒（

11、见图）。按 粒径分别计数。可联合使用点计目镜和电动粒径分别计数。可联合使用点计目镜和电动 计数器或点计机械台和自动点计器。网格间计数器或点计机械台和自动点计器。网格间 距要大于薄片内最大颗粒的粒径。距要大于薄片内最大颗粒的粒径。 线计法：线计法：使用机械台等距离移动薄片，测定纵丝或横丝通过的全部颗粒的使用机械台等距离移动薄片，测定纵丝或横丝通过的全部颗粒的 粒径，并分别计数。线间距要大于最大颗粒的粒径。粒径，并分别计数。线间距要大于最大颗粒的粒径。 带计法：带计法：测定一个带内的全部颗粒的粒径。带的宽度应大于薄片内最大颗粒测定一个带内的全部颗粒的粒径。带的宽度应大于薄片内最大颗粒 的粒径。选择

12、包括颗粒较多的薄片中间部分，使之有代表性。然后在垂直目镜微尺的的粒径。选择包括颗粒较多的薄片中间部分，使之有代表性。然后在垂直目镜微尺的 方向上慢慢移动薄片，按粒径分别计数。方向上慢慢移动薄片，按粒径分别计数。 测量数目：测量数目：一般测一般测300500颗粒即可达到稳定频率。但测量时注意测线布置要颗粒即可达到稳定频率。但测量时注意测线布置要 均匀，不能太集中，特别是对分选差、分布不均匀的岩石。均匀，不能太集中，特别是对分选差、分布不均匀的岩石。 （3） 薄片粒度分析步骤薄片粒度分析步骤 a、在岩石薄片鉴定的基础上，根据工作需要选择抽样方法和确定线间距，并确定好、在岩石薄片鉴定的基础上，根据工

13、作需要选择抽样方法和确定线间距，并确定好 统计粒级间距是统计粒级间距是1/2或或1/4，制粒度分析统计计算表（见表，制粒度分析统计计算表（见表30）。）。 b、测定不同放大倍数的显微镜目镜微尺的格直。并计算好各粒级不同放大倍数的目、测定不同放大倍数的显微镜目镜微尺的格直。并计算好各粒级不同放大倍数的目 镜格数填入粒度分析统计计算表相应格中。镜格数填入粒度分析统计计算表相应格中。 c、将机械台装在显微镜的物台上，夹好薄片。将机械台的南北轴固定在零点或薄片、将机械台装在显微镜的物台上，夹好薄片。将机械台的南北轴固定在零点或薄片 的最左边。的最左边。 d、转动机械台的南北轴，使薄片成南北向移动，用目

14、镜微尺测量压线颗粒的长度方、转动机械台的南北轴，使薄片成南北向移动，用目镜微尺测量压线颗粒的长度方 法测定欲测颗粒。直至测完法测定欲测颗粒。直至测完300500颗粒为止。颗粒为止。 测颗粒时注意，对轮廓不清的颗粒和重矿物、片状矿物不予计数，再生长大的石英和测颗粒时注意，对轮廓不清的颗粒和重矿物、片状矿物不予计数，再生长大的石英和 长石应测其原粒径。如有杂基则需测其百分含量，填入长石应测其原粒径。如有杂基则需测其百分含量，填入5的粒级中，予以计算。的粒级中，予以计算。 e、统计各粒级颗粒数及总数。并计算各粒级频率及累积含量，最后达、统计各粒级颗粒数及总数。并计算各粒级频率及累积含量，最后达1oo

15、%。 （4）薄片测定值与筛析测定值的换算）薄片测定值与筛析测定值的换算 薄片粒度分析是粒算法：薄片粒度分析是粒算法：由于现有的粒度分析成因图解，都是根由于现有的粒度分析成因图解，都是根 据研究松散的现代沉积物，用筛析法求出的粒级，是同一粒级的颗粒重据研究松散的现代沉积物，用筛析法求出的粒级，是同一粒级的颗粒重 量在全样品中的重量百分含量，而薄片中测出的是同一粒级的数量在所量在全样品中的重量百分含量，而薄片中测出的是同一粒级的数量在所 测颗粒数量的百分含量。测颗粒数量的百分含量。 切片效应：切片效应：薄片不一定切过颗粒的中心，粒度要小于实际粒径，而薄片不一定切过颗粒的中心，粒度要小于实际粒径，而

16、 且颗粒形状常为不规则状，切过颗粒不同位置，视直径差别很大，因此，且颗粒形状常为不规则状，切过颗粒不同位置，视直径差别很大，因此， 存在切面效应问题。存在切面效应问题。 因此必须将薄片所测视直径换算为筛析直径，才能应用已有的粒度因此必须将薄片所测视直径换算为筛析直径，才能应用已有的粒度 分析成因（即沉积环境）图来解释样品的沉积环境，分析成因（即沉积环境）图来解释样品的沉积环境， 换算方法：换算方法： 1 1）费里德曼回归方程式换算法）费里德曼回归方程式换算法 d（筛析）（筛析）=0.3815+0.9027d（簿片）（簿片） 2）图解法）图解法 江南江南xp-213xp-213型显微镜目镜格数与

17、颗粒粒度的对应型显微镜目镜格数与颗粒粒度的对应 颗粒筛析粒径（颗粒筛析粒径（mmmm）目镜格数目镜格数变化范围（最大值）变化范围（最大值） 变化范围（最小值）变化范围（最小值） 2.002.001.681.68707057572.0017 2.0017 1.7008 1.7008 1.681.681.411.41565645451.6776 1.6776 1.4230 1.4230 1.411.411.1813999 1.3999 1.1916 1.1916 1.181.181.001.00343427271.1684 1.1684 1.0064 1.0064 1.0

18、01.000.8410.841262620200.9833 0.9833 0.8444 0.8444 0.8410.8410.7070.707191915150.8213 0.8213 0.7287 0.7287 0.7070.7070.5950.595141410100.7055 0.7055 0.6130 0.6130 0.5950.5950.5000.5009 96 60.5898 0.5898 0.5204 0.5204 0.5000.5000.4210.4215 52 20.4972 0.4972 0.4278 0.4278 0.4210.4210.3540.3541 10 00.4

19、046 0.4046 0.3815 0.3815 （5）杂基的处理）杂基的处理 用线计法测量颗粒大小时，把线上的杂基长度累计起来，算出杂基占全薄片中的百分用线计法测量颗粒大小时，把线上的杂基长度累计起来，算出杂基占全薄片中的百分 含量含量 在扫视薄片时，目估杂基在全薄片中的百分含量在扫视薄片时，目估杂基在全薄片中的百分含量 由于切片效应和成岩后生变化，测出和估计的杂基含量往往比实际含量高，常取由于切片效应和成岩后生变化，测出和估计的杂基含量往往比实际含量高，常取 2/32/31/21/2的校正值，如测出杂基占的校正值，如测出杂基占1515，则只取，则只取10107.57.5 将各粒级碎屑的频率

20、除以将各粒级碎屑的频率除以（100-100-）为校正频率，再得出累积频率，用以作图。）为校正频率，再得出累积频率，用以作图。 注意：若尾端未达注意：若尾端未达95，则将悬浮总体线段自然延伸至，则将悬浮总体线段自然延伸至10-14即可。即可。 五、利用粒度分析结果作图五、利用粒度分析结果作图 应用粒度分析结果常作的粒度图有：应用粒度分析结果常作的粒度图有： u 直方图、直方图、 u 频率曲线图频率曲线图 u 累积曲线图累积曲线图 u 概率累积曲线图概率累积曲线图 u cm图图 这几种图各有优缺点和独到的意义，因此均应作图。这几种图各有优缺点和独到的意义，因此均应作图。 1. 直方图直方图 直方图

21、：直方图：在标准计算纸上作图，横坐标为颗粒直径，以在标准计算纸上作图，横坐标为颗粒直径，以为单位或毫米为单为单位或毫米为单 位，截取位，截取1/2为为5毫米的间距，截至毫米的间距，截至5为止，纵坐标为频率（重量百分数），为止，纵坐标为频率（重量百分数）， 截取截取1厘米间距为厘米间距为10%，截至，截至100%。将所测得的各粒级频率画成矩形柱即称直。将所测得的各粒级频率画成矩形柱即称直 方图或柱状图。矩形面积代表频率分布。方图或柱状图。矩形面积代表频率分布。 2. 频率曲线图频率曲线图 频率曲线图：频率曲线图：将直方图上各矩形上边中点连成一圆滑曲线则成频将直方图上各矩形上边中点连成一圆滑曲线则

22、成频 率曲线图。率曲线图。 3. 累积曲线图累积曲线图 累积频率曲线图简称累计曲线，累积频率曲线图简称累计曲线，它是以累它是以累 积百分含量为纵坐标，以粒级为横坐标，积百分含量为纵坐标，以粒级为横坐标， 从粗粒的一端开始，以每一粒级的百分含从粗粒的一端开始，以每一粒级的百分含 量为基点，向细粒的一端点出累积百分含量为基点，向细粒的一端点出累积百分含 量，将各点用圆滑曲线连接而成。总是构量，将各点用圆滑曲线连接而成。总是构 成成“s”s”形。形。 但不同沉积环境形成的碎屑沉积物，其但不同沉积环境形成的碎屑沉积物，其 累积曲线形态是有差别的。滨海沉积和风累积曲线形态是有差别的。滨海沉积和风 成沉积

23、的碎屑物质分选好，粒度范围窄，成沉积的碎屑物质分选好，粒度范围窄， 因而累积曲线很陡；洪流及冰川沉积分选因而累积曲线很陡；洪流及冰川沉积分选 差，粒度分布范围宽，累积曲线表现得平差，粒度分布范围宽，累积曲线表现得平 缓（缓（图图3-53-5）。）。 4. 概率累积曲线图概率累积曲线图 概率累积曲线图概率累积曲线图是在正态概率纸上作图，其横坐是在正态概率纸上作图，其横坐 标为自然数，表示粒级，以标为自然数，表示粒级，以值或毫米值为单位、值或毫米值为单位、 间距可以是间距可以是、1/2、1/4及相应的毫米值。及相应的毫米值。 纵坐标为概率值，表示累积百分含量（累积频纵坐标为概率值，表示累积百分含量

24、（累积频 率）。作图时以各粒级的累积频率在图上投点，率）。作图时以各粒级的累积频率在图上投点， 然后将相邻的点连成直线，因而概率曲线图是由然后将相邻的点连成直线，因而概率曲线图是由 2-4个直线段组成的（图个直线段组成的（图3-2）。此图反映搬运方）。此图反映搬运方 式与粒度分布总体和截点位置的关系。与式与粒度分布总体和截点位置的关系。与“s” 形累积曲线相比，概率累积曲线是将碎屑组分中形累积曲线相比，概率累积曲线是将碎屑组分中 含量较少的粗细尾部的特点放大了，这对于沉积含量较少的粗细尾部的特点放大了，这对于沉积 成因分析及在图解法中应用都显得更加方便。成因分析及在图解法中应用都显得更加方便。

25、 概率累积曲线图的优点是可以说明粒度搬运的状概率累积曲线图的优点是可以说明粒度搬运的状 态。可以解释形成环境。态。可以解释形成环境。 5. cm图图 cm图图是用是用c值和值和m值两个粒度参数在双对数坐标纸上分别为纵坐标和横值两个粒度参数在双对数坐标纸上分别为纵坐标和横 坐标所作的一种图。其坐标所作的一种图。其c值为累积曲线上值为累积曲线上1%处的粒径，相当于样品中最处的粒径，相当于样品中最 粗粒径；粗粒径；m值相当于累积曲线上值相当于累积曲线上50%处的粒径，即相当于中值处的粒径，即相当于中值md。因此。因此 cm图是表示沉积物的最粗粒径与中值的关系图。此图能反映沉积物粒图是表示沉积物的最粗

26、粒径与中值的关系图。此图能反映沉积物粒 度与搬运方式的关系，从而判断沉积环境。度与搬运方式的关系，从而判断沉积环境。 图3-9 帕塞加的牵引流沉积cm模式图 图3-10 浊流沉积的cm图 六、六、 粒度分析参数的计算粒度分析参数的计算 利用粒度分析的数据进一步计算粒度参数，来分析沉利用粒度分析的数据进一步计算粒度参数，来分析沉 积物粒度特征、分布、分选程度等，因为它们与水动积物粒度特征、分布、分选程度等，因为它们与水动 力条件有密切关系，因此可以帮助判断沉积环境。力条件有密切关系，因此可以帮助判断沉积环境。 1. 粒度参数的计算方法：有图算法和数理统计法粒度参数的计算方法：有图算法和数理统计法

27、 （1） 图算法：图算法：即是从累积曲线图上读出某些累积百分数相应的颗粒直径即是从累积曲线图上读出某些累积百分数相应的颗粒直径(毫米或毫米或值值) 再经简单的算术公式计算就行了，此法简便，可从图上一目了然地读出所需要的数值，再经简单的算术公式计算就行了，此法简便，可从图上一目了然地读出所需要的数值， 如如50即指粒径以即指粒径以值为单位，累积百分比在值为单位，累积百分比在50%处的粒径等。处的粒径等。 （2） 数理统计法：数理统计法：可直接用粒度分析记录表中各粒度百分比例表计算，常用计算方可直接用粒度分析记录表中各粒度百分比例表计算，常用计算方 法为距法，此法优点是可以概括全部粒级，但是计算繁杂，且是一种近似的定量计算。法为距法，此法优点是可以概括全部粒级，但是计算繁杂，且是一种近似的定量计算。 粒度参数的种类很多，目前广泛采用的粒度参数的种类很多，目前广泛采用的 是福克和沃德是福克和沃德(filk and