实习二 砾石统计资料的整理

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，

2、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<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01. 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

3、百分比图（图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2园球体1扁长体4椭球体3图1-41 砾石的形状分类图 1. 园球体：b/a>2/

4、3,c/b>2/32. 扁球体：b/a>2/3,c/b<2/33. 椭球体：b/a<2/3,c/b>2/34. 扁长体：b/a<2/3,c/b<2/3 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）

5、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（5×4）+（

6、4×25）+（3×45）+（2×24）+（1×1）+（0×1）/100*25 （301/100）×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12：成因河流中燧石海滩洪积冰川e0.040.110.050.40.20.550.990.12 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：（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

7、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

8、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

9、）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

10、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

11、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672412104210212石英砂岩45299110

12、17083长石砂岩746522123170144石英砂岩552920115168155石英岩60311498152156石英砂岩665226142149147红柱石角岩767021111166218板岩25109101171209千枚岩6331111031731810石英岩5229181051691911石英砂岩211481141715112千枚岩20971111803213粗砂岩351091151792314石英岩2615141211781915石英砂岩12981311611416含砾砂岩9641281721817凝灰岩3720111281451818脉石英7265121291651719石

13、英砂岩261581271721820细砂岩24641211812121细砂岩6636141201891522脉石英312913119187823石英砂岩191861151861024凝灰岩301571101792125砾岩5650211141811426石英岩5425191111801527石英砂岩211491211791628板岩9876201781802029粗砂岩361561501543130石英砂岩16951341562431石英岩472615751482532石英砂岩32259761571233粗砂岩653721651434石英砂岩512910701783135石英岩14767017

14、62536粉砂岩492418651694137花岗岩766054661753238石英砂岩524125701802039石英岩30258611911640红柱石角岩452721721811741石英砂岩766626691751642砾岩262110601562143粉砂岩3529960158844石英砂岩21151061160445石英岩169562161646石英砂岩232116581721547粉砂岩1586631712548石英砂岩26158571712549石英岩21139601504150石英砂岩16106611592351红柱石角岩666120691612552闪长岩7045954

15、1721453粉砂岩977638561781654石英砂岩403010611901955石英岩765411603102056闪长岩563616592103057石英砂岩554015572311158粉砂岩603426612401459石英砂岩987735702111360长石砂岩413122802151861石英砂岩2374812001762粉砂岩302110791981663砾岩362615751751664石英砂岩35299691581665片岩562410961412166石英岩443010721654067石英砂岩372511741613568闪长岩382416781713069花岗岩

16、804125761802870石英砂岩341914821902171石英砂岩996650841202172角岩662015861191973板岩543526751251874石英砂岩463520741451775石英岩22105721611576石英岩906540591501577石英砂岩756630611511678片岩784521231455079角岩823010311604180石英砂岩403621481783581板岩603416711906182石英岩854020741893183石英砂岩383118851704184含砾砂岩362521761802585灰岩282213611911

17、886细砂岩35158901811787石英砂岩763513811721688粉砂岩32201592181589石英砂岩35199351691090石英岩443025381501191石英砂岩433116481491492砂岩502816511321793花岗岩282115621411894石灰岩965240731501995石英砂岩372210821462196花岗岩56312179183097石英砂岩785632751293198粉砂岩322115321222099石英砂岩5243372114518100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，

18、将结果填入表14中，作砾石成分直方图（图145）。表 14 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0101120213031404150516061707180819091100图1-46 三阶地a轴长度频率分布柱状图1. 统计砾石风化程度各级含量，将结果填入表18中 表 18 三