实习二砾石统计资料的整理教材

1、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

2、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2cm的砾石除外），在砾石测量时，应先测量ab面产状，a轴方位，然后依次测量砾石的大小、磨圆度，最后观察砾石的成分和表面特征、风化程度（可打碎）。砾石测量的内容和记录格式如表：表1-1砾石测量统计表地点时间层位记录人编号砾石 成分砾径（mm）方 位ab面产状磨圆度风化程度其它abca倾向倾角0In出IVIn出V1. 砾石成分根据砾石的成分可分析砾石搬运距离和物质来源。将所统计的砾石成分绘制成图件，可直观地反映各种岩性所占的百分比。若砾石成分较简单，可选用百分比图（图

3、1-38），成分复杂则选用成分频率分布柱状图（直方图，图1-39）。2. 砾石的形态砾石的形态包括形状、圆度、球度和扁度。砾石的形态是砾石层最显著的特征之一。 形状测量要素无论砾石大小，每块砾石都包含a、b、c三轴。因此，在砾石测量时，要着重测量这三个要素，即a、b、c三轴的长度（图1-40），最大扁平面上垂直 a轴的最大直径叫b轴，垂 直最大扁平面的最大直径叫c轴。a、b、c三轴一般是相互垂直的。 形状根据砾石a、b、c三轴的长度及比值（b/a，c/b），砾石的形状可分为四种（图 1-41 ）。扁球体园球体21扁长体椭球体43图1-41砾石的形状分类图1.园球体：b/a2/3,c/b2/32

4、.扁球体：b/a2/3,c/b2/33.椭球体：b/a2/34.扁长体b/a2/3,c/b2/3 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

5、）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，禾U用下列公式求得：S （平均圆度）=（刀 nQ/N ）X 25%n 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= （ 5X 4） + （4X 25） + （ 3X 45） + （2X 24） + （1 X 1） + （ 0 X

6、1） /100*25 % =（301/100）X 25%=75 %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1 2：成因河流中燧石海滩洪积冰川e0.04 0.110.05 0.40.2 0.550.99 0.12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：0 （球度系数）=Vbc/a2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。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

7、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

8、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= 3 abc）按粒级算出百分含量并作频率累积

9、曲线（图1 - 42）,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（So）（表1 3）,分选系数的公式为：So= . d75 / d25 （特拉斯克分选系数）d75 75 %含量处之颗粒直径，d25 25 %含量处之颗粒直径。心；1*11-41!砾石的检度统计费料赳轴辰度鑛車分布柱状国VI）爼轴氏度累枳酣线田（3）荻控也累枳仙线图表1 3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

10、，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。I级 全风化：锤击即碎，或长石已经风化成为高岭土。n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。川级 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

11、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1 43）。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70 100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。11-13砾石风化率图E. SF StI隅中三角、方形、拥点待号分别代袅由龙到 M的冰颐层。“一JGi .24一亶：疋轧丰风化皮厚度5町圏I 44不同时期冰硕中玄武岩碎屑凤化皮平均的和标准差n为砾石个数，数字为平均

12、他和标准差(据Cpepheu C. Portoa)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，冰磧砾石熨斗化，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1 ( mm)a轴走向ab面产状磨圆度风化程度苴/、它abc倾向倾角0123412341石英岩67241210421021VV2石英砂岩452991101708VV3长石砂岩74652212317014VV4石英砂岩55292011516815VV5石英岩6031149815215VV6石英砂岩66522614214914VV7

13、红柱石 角岩76702111116621VV8板岩2510910117120V9千枚岩63311110317318VV10石英岩52291810516919V11石英砂岩2114811417151VIV12千枚岩209711118032VV13粗砂岩3510911517923VV14石英岩26151412117819v|V15石英砂岩129813116114V16含砾砂岩96412817218v|V17凝灰岩37201112814518V18脉石英72651212916517V19石英砂岩2615812717218VV20细砂岩246412118121V21细砂岩66361412018915V

14、22脉石英3129131191878VV23石英砂岩1918611518610V24凝灰岩3015711017921VV25砾岩56502111418114VV26石英岩54251911118015VV27石英砂岩2114912117916VV28板岩98762017818020VV29粗砂岩3615615015431V30石英砂岩169513415624v|V31石英岩4726157514825VV32石英砂岩322597615712v|V33粗砂岩6537216514VV34石英砂岩5129107017831VV35石英V36粉砂岩4924186516941VV3

15、7花岗岩7660546617532|v|V38石英砂岩5241257018020V39石英岩302586119116VV40红柱石 角岩4527217218117VIV41石英砂岩7666266917516VV42砾岩2621106015621VV43粉砂岩35299601588V44石英砂岩211510611604V45石英岩1695621616VV46石英砂岩2321165817215lvV47粉砂48石英砂岩261585717125V49石英岩211396015041VV50石英砂岩161066115923VV51红柱石角岩6661206916125VV52闪长

16、岩704595417214VV53粉砂岩9776385617816VV54石英砂岩4030106119019V55石英岩7654116031020VV56闪长岩5636165921030VV57石英砂岩5540155723111IVV58粉砂岩6034266124014VV59石英砂岩9877357021113VV60长石砂岩4131228021518VV61石英砂岩23748120017VV62粉砂岩3021107919816VV63砾岩3626157517516VV64石英砂岩352996915816v|V65I_L. UU 片岩5624109614121v|V66石英岩443010721

17、6540VV67石英砂岩3725117416135v|V68闪长岩3824167817130v|V69花岗岩8041257618028VV70石英砂岩3419148219021VV71石英砂岩9966508412021VV72角岩6620158611919VV73板岩5435267512518v|V74石英砂岩4635207414517VV75石英岩221057216115VV76石英岩9065405915015v|V77石英砂岩7566306115116VV78I_L. UU 片岩7845212314550VV79角岩8230103116041VV80石英砂岩4036214817835VV8

18、1板岩6034167119061VIV82石英岩8540207418931vIV83石英砂岩3831188517041VV84含砾砂岩3625217618025VIV85灰岩2822136119118VV86细砂岩351589018117VV87石英砂岩7635138117216VV88粉砂岩322015921815VV89石英砂岩351993516910VV90石英岩4430253815011VV91石英砂岩4331164814914VV92砂岩5028165113217VV93花岗岩2821156214118VV94石灰岩9652407315019VV95石英砂岩3722108214621|v|V96花岗岩563121791830VV97石英砂岩7856327512931VIV98粉砂岩3221153212220VV99石英