粒度分析成图

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粒度分析成图

4
5
多峰
粒度分散
50
40
30
%
20
10
0
-1
0
1
2
φ
3
GZYK-001
4
5
直
方
图
与
频
率
曲
线
图
3.累积频率曲线图
用厘米坐标纸上百分比累积频率值投点，
用圆滑曲线连接成累积频率曲线图。
曲线图上可以读取累积频率在1% 5% 16%
25% 50% 75% 84% 95% 的Φ值。
4.正态概率累积曲线图
在正态概率坐标纸上用杂基校正累积频率
0
99.12
83.25
0.00
0
2.60
=
7/266+43.05
10.03
= 20.74+2.60+6.69
0.05-0.04 4.25-4.50
2
2
100.00 0.743
84.00
0.88
6.69 = 18/266+43.05
总量
91
11
i
14
102
37
12
49
50
25
75
226
杂基
个数
43.05
粒度分布分析的主要内容是计算粒度分布参数和分析粒度分布的统计规律。
6.
南黄海表层沉积物粒度特征分析
杂基校正累积百分比含量
φ50——累积频率为50%的粒度值，又叫中值。
用厘米坐标纸上各个粒级（½Φ）的频率值投点作直方图。
④概率累积曲线图（¼Φ）⑤散点图（σ，SK）⑥CM图（注：散点图和CM图投点要在10个样品以上）。

01颗粒几何形态表征

3
1
{
f wi di f wi di
3
} 3
1
α、β：0，1，2，3，4； d：个数基准表示的粒径； D：质量基准表示的粒径。
1.2 颗粒粒径分布
复习一下概率论的知识状态分布对数分布 Rosin -Rammler 分布
粒度分布：千奇百态的粉体，其颗粒大小服从统计学规律。指将颗粒群用一定的粒度范围按大小顺序分为若干粒级，各级别粒子占颗粒群总量的百分数。 • 频率分布：在粉体样品中，某一粒度(Dp)或某一粒度范围内(Dp)的颗粒在样品中出现的次数(np)与样品中总的颗粒数(N)之比。
质量频率个数频率（%wt/∆d）（%/∆d) 6.5 19.5 15.8 25.6 23.2 24.1 23.9 17.2 14.3 7.6 8.8 3.6 7.5 2.4
频率分布图
•由频率分布曲线可直接读出多数径dmod。 •也可求出颗粒群的平均径
d ( fi di )
i 1
3 1 i 3
对于同一颗粒群有：DnV ≧ DnS ≧ DnL
d可以是Feret径、Martin径、Krumbein 径等。个数基准的平均粒径表示：颗粒群与一个粒度均匀的假想颗粒群在颗粒数相等、形状相同、总体积相同时的粒度。
当β≠ 0时：长度表面积平均径α=2、β=1
DLS D2,1
几种粒径的相互关系 Feret径、Martin径和投影面积圆当量径
2５４个颗粒， 38～77m 一般来说： dF>d投影>dM
颗粒群的平均粒径
D { n i d i n i d i

}
1
{
f n i d i f n i d i

沉积学第三章碎屑岩的结构

2. 次生孔隙在埋藏成岩过程中受次生溶解作用形成的孔隙，
也包括岩石因破碎或收缩造成的缝隙。
次生孔隙是最重要的油气储集空间
3. 孔隙的演化原生孔隙因压实作用、胶结作用→随深度增加而减少。
性质不很稳定的组分溶解岩石破碎和收缩
次生孔隙 ↓
次生孔隙发育带 ↓
有效的储集空间
四、胶结类型和颗粒接触类型 1.支撑方式、胶结类型：
（三）粒度参数平均粒径和中值——粒度的集中趋势 Mz＝（φ16+φ50+φ84）/3 中值Md是累积区县上50%对应的粒径。标准偏差和分选系数——分选程度 σ1=（φ84-φ16）/4＋（φ95-φ5）/6.6 So=P25/P75 偏度(SK1)——判别粒度分布的不对称程度正、负偏态峰度(尖度)——频率曲线尖锐程度
颗粒磨圆度分级标准
磨圆度
颗粒形状
差
较差
中等
较好好 ∣
极好
尖棱角状棱角状
次棱角状
次圆状圆状
滚圆状
（五）颗粒的表面结构
碎屑颗粒表面形态成因：机械磨蚀作用、化学溶蚀和沉淀作用类型：
1.霜面：似毛玻璃，表面模糊、不透明。 2.磨光面：光滑的磨亮表面。 3.刻蚀痕和撞击痕：碰撞形成
（六）颗粒的组构
第二节碎屑岩的结构
碎屑岩内各结构组分的特点和相互关系。包括：碎屑颗粒的结构、杂基、胶结物和孔隙结构，以及其间的关系。
沉积岩鉴别、描述、分类命名的依据，成因分析的重要标志。
一、碎屑颗粒的结构（一）粒度
碎屑颗粒的大小。
（1）体积值：同体积球体直径。（2）线性值——直观测量
含大（A）、中（B）、小（C）三个直径实际工作中常用线性值。

粉体材料的粒度分析

粉体材料的粒度分析一、实验目的1．了解粉体颗粒度的物理意义及其在科研与生产中的作用；2．掌握颗粒度的测试原理及测试方法；3.学会激光法测粒度的基本操作程序。

二、实验原理粒度测试是通过特定的仪器和方法对粉体粒度特性进行表征的一项实验工作。

在的不同应用领域中，对粉体特性的要求是各不相同的，在所有反映粉体特性的指标中，粒度分布是所有应用领域中最受关注的一项指标，所以客观真实地反映粉体的粒度分布是一项非常重要的工作。

1.粒度测试的基本知识（1）颗粒：颗粒是在一定尺寸范围内具有特定形状的几何体，如图1所示。

颗粒不仅指固体颗粒，还有雾滴、油珠等液体颗粒。

由大量不同尺寸的颗粒组成的颗粒群称为粉体。

（2）等效粒径：由于颗粒的形状多为不规则体，因此用一个数值很难描述一个三维几何体的大小。

只有球型颗粒可以用一个数值来描述它的大小，因此引入等效粒径的概念。

等效粒径是指当一个颗粒的某一物理特性与同质的球形颗粒相同或相近时，我们就用该球形颗粒的直径来代表这个实际颗粒的直径，见图2。

那么这个球形颗粒的粒径就是该实际颗粒的等效粒径。

（3）粒度分布：用特定的仪器和方法反映出的不同粒径颗粒占粉体总量的百分数。

有区间分布和累计分布两种形式。

区间分布又称为微分分布或频率分布，它表示一系列粒径区间中颗粒的百分含量。

累计分布也叫积分分布，它表示小于或大于某粒径颗粒的百分含量。

2.粒度测试中的典型数据(1)体积平均径D[4,3]和面积平均径D[3,2]：D[4,3]是一个通过体积分布计算出来的表示平均粒度的数据；D[3,2]是一个通过面积分布计算出来的表示平均粒度的数据。

它们是激光粒度测试中的一个重要的测试结果。

(2)中值：也叫中位径或D50，表示累计50%点的直径（类似的，D10表示累计10%点的直径；D90，表示累计90%点的直径）。

D50准确地将总体划分为二等份，也就是说有50%的颗粒大于此值，50%的颗粒小于此值。

中值被广泛地用于评价样品平均粒度的一个量。

粒度分布图

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。
累积概率曲线一般为
三段式：
细切点
滚动组分、跳跃组分
和悬浮组分。
每个直线段需要有4个以上的点构成。
跳跃组分
概率累积曲线的主要结构
参数：粗切点：表示能跳
粗切
跃的最粗颗粒（水动力强
累积曲线总是成“S”形，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，可以用来区分不同的沉积环境。
滨
海沉积和风成沉积的碎屑物质分选好；而洪流及冰川沉积分选
差。
3、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（φ值），而纵坐标改用概率百分数标度，这样做成的便是概率值累积曲线图。
河成沉积物因悬浮物被大量带向下游，所以，一般沉积物以粗粒为主，故多属正偏态。
海滩沉积物由于潮汐、波浪高能量作用的结果多数为近对称，偏度值近于零。但有些呈微弱的负偏态。
直方图的用途：是直观、清楚地反映了粒度分布
特征，如粒度分布范围、各粒级碎屑的百分含量、那些粒级的碎屑含量最高（或最低）、粒度分选好坏等。
（2）频率曲线：将直方图上各矩形的顶边的中点连接起来，绘制成一条圆滑曲线就是频度曲线图。
通常把直方图或频率曲线中的高点称为“峰”，如果只有一个称为“单峰”，若有两个或两个以上的峰，则称为“双峰”或“多峰”。主峰所对应的粒径值称为 “众数”。
2、累积曲线：
作累积曲线时，横坐标仍表示粒径，而纵坐标则表示各粒级的累积百分含量。
作图时从粗粒级的一端开始向细粒级的一端依次点出每一粒级的累积百分含量，然后将各点以圆滑曲线连接起来，即得累积曲线。

碎屑岩的结构及粒度分析

二、支撑结构：碎屑结构的支撑类型可划分为两类，即杂基支撑结构和颗粒支撑结构。 1、杂基支撑结构：杂基含量高，颗粒在杂基中呈漂浮状。它代表了一种快速堆积的产物，未遭受多少水流或波浪的改造作用，细小的基质未被簸扬掉。如冰川堆积、冲积扇沉积以及浊流沉积常见这种结构类型。 2、颗粒支撑结构：碎屑颗粒彼此相互接触。它是水流（波浪）持续作用的结果，细小的基质已大部分被簸扬掉了。如沿岸砂坝、砂滩和风成沉积常见此种结构类型。
由公式可以看出，颗粒的三个轴越接近相等，其球度越高；相反，片状和柱状颗粒都具有很低的球度。
在搬运的过程中，不同球度的颗粒表现不同：在搬运的过程中，不同球度的颗粒表现不同：
如在悬浮搬运的组分中，球度小的片状颗粒最容易被漂走，因此在细砂和粉砂中常聚集有较大片的云母碎屑。在滚运搬运中，则只有球度大的颗粒才最易于沿床底滚动。
细切点
悬浮组分跳跃组分
粗切点
滚动组分
（二）粒度参数：粒度参数：粒度参数是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。常用的粒度参数包括：平均粒度、分选系数、偏度、峰度。 1、平均粒径（Mz）和中值（Md）：（1）中值（Md）：是指累积曲线上颗粒含量为50% 处对应的粒径，用毫米（或φ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。
2、粒级的划分：、粒级的划分：
的几何级数制分级标准：（1）十进制和的几何级数制分级标准：）十进制和2的几何级数制分级标准在国际上应用较广的是伍登—温特华斯的方案，称之为2的几何级数制。它是以 1mm为中心乘以2或除以2来进行分级的。我国石油矿区多采用十进制。

沉积岩岩石学-第四章碎屑岩的结构及粒度分析4

QR段C的最大值Cs，代表递变悬浮物中最粗颗粒的直径。称底部最大搅动底部最大搅动指数。指数若颗粒再比Cs大，则降于河底滚动搬运。通常Cs 小于1000微米，大于30微米。 QR段C的最小值Cu，代表递变悬浮物中最细颗粒的直径。称底部最小搅动底部最小搅动指数。指数若颗粒再比Cu小，则变为均匀悬浮搬运。
(3)古浊流沉积：在概率图上悬浮总体含量很大（甚至只由单一的悬浮总体组成），而且其粒度范围宽，直线段的倾斜度一般为200～300，分选很差。跳跃搬运的粗组分分选较好。悬浮总体与跳跃总体的交截点可在1φ以下（较粗）。
（三）C—M图解： 1、基本概念：（1）C值和M值： C值：是累积曲线上颗粒含量1%处对应的粒径值，代表样品中最大粒径，用以表示最大的启动能力。 M值：是累积曲线上颗粒含量50%处对应的粒径（中值），代表平均粒径，用以表示水动力的平均能量。 C值和M值的单位以微米（1/1000毫米）表示。
2、概率累积曲线的应用：
不同沉积环境的样品具有不同的概率曲线特征，主要表现为直线段数目、线段分布区间(反映粒度范围)、含量百分比、线段坡度、混合度、线段间交切点以及粗细尾端切割点位置上的差异。作概率曲线分析时，关键是正确识别和区分各个次总体，并结合其他结构参数（如分选性、含量、粒度范围等）进行分析。
静水悬浮沉积
⑤RS段：代表均匀段悬浮搬运沉积物，沉积物颗粒更细。均匀悬浮常是递变悬浮之上的上层水流搬运方式。一个地层成因单位的 C— M 图并不总是包括上述所有各段，常常只是少数几个段，甚至只是一个段。例如，在弱水流的河流沉积中，可能不存在递变悬浮段，因为递变悬浮常是由于涡流发育造成的。
④QR段：代表递变悬浮段沉积物。递变悬浮是指流体中的悬浮物质由下向上粒度逐渐变细，流体密度逐渐变低。它一般位于水流底部，常是由于涡流发育造成的。当涡流流速降低时，迅速发生滚动。递变悬浮沉积物的一个最大特点是C与M成比例地变化，C/M值保持不变，从而使QR段与C=M基线平行。

第二讲-粒度分析

• 2 沉降法
• 基本原理：利用颗粒的沉降速度来划分粒级分布，并且把较细颗粒的沉积物分离为粒级。
• •
>2 mm：惯性沉降 <0.2mm：粘性沉降，Ｓtocks沉降公式：
w

1 18
s

gD2
• 移液管法：先准备浓度低而均匀的悬浮液，将1升悬浮液装入刻度筒中，按标准的时间间隔从顶面向下10cm或 20cm标度处取出悬浮样品。根据Ｓtocks定律计算出吸取样时间。根据从已知样品体积中所回收的沉降物重量（干重），可以计算出粒度分布。
– 激光粒度仪的工作原理基于光与颗粒之间的作用，在光束中，一定粒径的球形颗粒以一定的角度向前散射光线，这个角度接近于与颗粒直径相等的孔隙所产生的衍射角，当一束单色光束穿过悬浮的颗粒流时颗粒产生的衍射光通过再现凸透镜会聚于探测器上。探测器记录了不同衍射角的散射光强度。同时，没有发生衍射的光线，会经凸透镜聚焦于探测器中心，不影响发生衍射的光线。因此颗粒流经过激光束时，可以产生一个稳定的衍射谱。
线的斜率即为分选度，直线越倾斜，分选性越好。 – 最大优点是揭示了沉积物与搬运营力之间的关系，甚至
搬运条件的微弱变化，也能反映在曲线上。
99.9
99.5 99 98
95 90
80 70 60 50 40 30 20
10 5
2 1 0.5
0.1 0.05
0.01 0.005
md1 ST md2 YT
0
md42 md43 md44 md45 md46 md47
粒度频率分布图 8 7 6 5 4 3 2 1 0
粒度phi
(-2)-(-1.75) (-1.25)-(-1) (-0.5)-(0.25)

第二讲粒度分析

（二）沉积物分类
表1 粒度分级标准及换算
2的几何级数 10进制
名称
粒级划分巨砾
颗粒直径(mm) >1000 1000-100 100-10 10-1 1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.1
粒级划分巨砾中砾中砾细砾极粗砂粗砂中砂细砂极细砂
φ值 >-8 -8~ -6 -6~-2 -2~-1 -1~0 0-1 1-2 2-3
二沉积物分类表1粒度分级标准及换算10进制2的几何级数名称粒级划分颗粒直径mm粒级划分值颗粒直径mm砾巨砾1000巨砾8256粗砾1000100中砾8625664中砾10010中砾62644细砾101细砾2142砂粗砂105极粗砂1021中砂05025粗砂01105细砂02501中砂1205025细砂230250125极细砂34012500625粉砂粗粉砂01005粗粉砂450062500312细粉砂005001中粉砂560031200156细粉砂670015600078极细粉砂780007800039粘土001粘土800039表2粒组分界比较表砾砂砂粉砂粉砂粘土800039mm标准12mm400625mm中国20050005美国200630004英国200630002前苏联20050005日本200630004三沉积物分类?谢波德的分类方案shepard1954
– 确定颗粒的最大投影面； – 做垂直最大投影面方向的最长截线，即最短直径dS； – 对最大投影面做切线矩形，矩形的短边即中间直径dI，长边则是最长直径dL。
• 粒度指颗粒大小，有mm值和φ值两种表示法，（线性值粒度较常用，在砾岩研究中有时也用体积值。）。在工程上，有关泥沙计算公式一般用mm值，在做粒度分析研究时，一般用φ值。

显微镜法测试粉体粒度粒度分布及形貌 1

实验二显微镜法测试粉体粒度、粒度分布及形貌一、目的意义显微镜就是少数能对单个颗粒同时进行观测与测量的方法。

除颗粒大小外,它还可以对颗粒的形状(球形、方形、条形、针形、不规则多边形等)、颗粒结构状况(实心、空心、疏松状、多孔状等)以及表面形貌等有一个认识与了解。

因此显微镜法就是一种最基本也就是最实用的测量方法,常被用来作为对其她测量方法的一种校验甚至确定的方法。

本实验的目的:通过使用生物显微镜观察粉末的形状与粒度掌握:1、制样方法及计算方法2、数据处理3、粒度分布曲线的描绘二、方法实质生物显微镜就是透光式光学显微镜的一种。

用生物显微镜法检测粉末就是一般材料实验室中通用的方法。

虽然计算颗粒数目有限。

粒度数据往往缺乏代表性,但它就是唯一的对单个颗粒进行测量的粒度分析方法。

此法还具有直观性可以研究颗粒外表形态。

因此称为粒度分析的基本方法之一。

测试时首先将欲测粉末样品分散在载玻片上。

并将载玻片置于显微镜载物台上。

通过选择适当的物镜目镜放大倍数与配合调节焦距到粒子的轮廓清晰。

粒径的大小用标定过的目镜测微尺度量,样品粒度的范围过宽时,可通过变换镜头放大倍数或配合筛分法进行。

观测若干视场,当计数粒子足够多时,测量结果可反映粉末的粒度组成,进而还可以计算粉末平均粒度。

三、仪器与原材料物镜测微尺、标准测微尺、生物显微镜、分散剂(酒精、环乙醇等)、玻璃棒、吸管粉末试样(雾化粉、电解粉)四、测试方法1、显微镜使用前的准备将目镜测微尺放入所选用的目镜中,并将目镜与物镜安装在显微镜上,将标准测微尺(每小格10微米)置于载物台上通过旋转公降螺钉(注意:不得使物镜接触载玻片１),调节焦距标定目镜测微尺一格比代表的长度(u)。

2、样品的制备用显微镜测试的粉末应经过筛分,否则由于粉末粒度范围过宽,测试中需经常更换物镜或目镜,不仅造成测试工作的不便而且由于视场范围的变化引起测试的不准确。

粉末样品由于具有发达的表面积,因而有较高的表面能,使粉末颗粒产生聚集,形成团块,影响粉末粒度的测定,所以制样过程中应使颗粒聚集体分散成单个颗粒,一般就是将少量粉末样品(0.０１克左右)放置在干净的载玻片上,滴上数滴分散介质,用另一干净载玻片覆盖其上。

第11-粒度分析分析解析

按照Mie 理论，散射光的振幅函数可以表示为：
s
2l 1 (al l bl l ) l 1 l (l 1)

其中 l、 l 仅与有关，而Mie 系数al 、bl 则与m 和有关。
在波长一定的情况下，尺寸参数正比于粒径D。 D 越小随之越小。光强又与振幅S的平方成正比，
六通阀处在吸附位置时，图中六通阀实线路通，样品管中流过的气体是 N2+He的混合气称为平衡气。样品管中放入吸附剂，将装液氮的保温瓶套在样品管上，样品即在低温吸附。此时热导池的测量臂和参考臂上经过的都是裁气，所以没有信号输出。
六通阀处在脱附位置时，图中六通阀虚线路通，此时把装液氮的保温瓶从样品管上取下来，样品在常温下脱附，载气流经样品管，将脱附出的N2裁至热导池测量臂。此时热导池的参考臂和测量臂流经的气体有差别，则有信号输出，在记录仪上记下峰形，在积分仪上显示出峰面积。由以上过程可见这样记录下来的峰面积所对应的量除样品所脱附的外，还包括样品管和六通阂空间所存留的N2。把这部分N2的体积换算成标准状态的体积，称为等效死空间，在计算时必须扣除。利用表面及分析还可以测定孔径及孔隙率
此时每一间隔内的百分数等于相应矩形面积占所有矩形总面积的ห้องสมุดไป่ตู้分数。
2. 频度分布曲线
如图所示，按Δφ ／ D —D矩形图作一折线或光滑曲线。只有测量的粒度间隔D足够小时，获得的曲线才有意义。它称为频度分布曲线。其意义是：任一粒度间隔内颗粒的百分数等于曲线下方该间隔内的面积占曲线下方总面积的百分数。
Micromeritics Gemini V Series of surface area analyzers
童祜嵩 :颗粒粒度与比表面积测量原理上海科技出版社 1989

CM图及粒度分析(修改版)

C-M图是应用每个样品的C值和M 值绘成的图形。

C是粒度分析资料累积曲线上颗粒含量1%处对应的粒径，M值是累积曲线上50 ％处对应的粒径,即粒度中值。

C值与样品中最粗颗粒的粒径相当，代表了水动力搅动开始搬运的最大能量; M 值是中值，代表了水动力的平均能量。

对于每一个样品都可以用其C值和M值，在以C值(um)为纵坐标、以M 值（um）为横坐标的双对数坐标纸（当CM单位为ф时则用线性坐标就行）上投得一个点。

为研究地层的沉积成因，需从该地层成因单元取得几十（20～30）个样品,这些样品必须属同一沉积环境的产物。

对不同岩性要分别取样，而且样品要包括该单元由粗至细的全部粒度结构类型。

几十个样品各按其C值、M值在图纸上投得一群点。

按点群的分布绘出相应的图形,这就是C—M图。

根据所得图形的形态、分布范围以及图形与C =M基线的关系等特点,与已知沉积环境的典型C-M图进行对比，再结合其他岩性特征，从而可以对该层沉积岩的沉积环境作出判断。

C-M图是帕塞加(Passega，1957，1964）提出的。

帕塞加将搬运沉积物的底流分为以下两种形式：牵引流：河流、海（湖）流、触及海(湖）底的波浪都属于牵引流,它以滚动或悬浮两种方式搬运沉积物。

在悬浮搬运中还包括递变悬浮、均匀悬浮和远洋悬浮。

浊流：这是一种流速很快的高密度流，它主要以悬浮方式搬运沉积物。

由于有大量泥、砂,甚至卵石悬浮其中，故水流十分混浊.浊流沉积与牵引流沉积在C—M 图上有较明显的区别。

在C—M图中,将C，M 点连成一条线，构成C=M基线。

浊流沉积的图形以平行于C=M基线为特征;而牵引流沉积的图形则只有较短的一部分平行C=M基线，或者完全不与 C = M 基线平行.(1) 牵引流沉积的C—M 图在C—M 图中，牵引流沉积的典型图形可划分为N—O—P-Q-R—S 各段，1 表示牵引流沉积，2 表示浊流沉积，3 表示静水悬浮沉积. Ⅰ, Ⅱ，Ⅲ，Ⅸ段表示 C 〉1000μm,Ⅳ，Ⅴ,Ⅵ，Ⅶ，Ⅷ段表示C 〈1000μm 。

第二讲粒度

• 其他：LISST-100(B)现场激光粒度分析仪。
（五）粒度资料整理分析
• 1．粒度分布特征
• 河口和海滩沉积物粒度分布一般属正态分布或对数正态分布，其密度函数为：
(Xa)2
(X)
1
e 22
2
• 式中a为平均值，为标准差。当a=0，=1时称
为标准正态分布。
• 在坐标图上，a为曲线最高点的横坐标，的大
30
20
10
0
-1.75 -1.00 -0.25
0.50 1.25 2.00 2.75 3.50 4.25 5.00 5.75 6.50 7.25 8.00 8.75 9.50 10.25 11.00 11.75
粒度（phi）
• 概率累积曲线
– 纵坐标选用概率尺度。 – 常由三条或四条斜度不等并互相截接的直线段组成。直
• 激光粒度仪
– 法国Cilas公司生产的Cilas 940L型（930）激光粒度仪。它的主要部件是一个注水罐（包含机械搅拌器），超声波振荡仪和抽、排水泵。测试时将经过预处理，即样品采用0.5N的六偏磷酸钠溶液浸泡24小时，用超声波振荡仪振荡20-30分钟，之后将样品放入注水罐，经超声波和机械分散后形成悬浮溶液，并由泵带动形成连续的悬浮颗粒流，颗粒流由样品室，穿过激光束，发生衍射的光线，由探测板上的环形探测器记录，记录的信号输入微机，最终测试结果由微机计算并输出。整个操作过程由微机控制，平均每个样品的测试时间约5-7分钟。
• 海滩和破浪带样品由四个直线段组成，除最细的悬浮组分和最粗的滚动组分外，曲线有两个分选很好的跳跃组分，两者的平均粒径和分选性中有不同，这是由于在潮间带环境中存在着方向相反，速度不等的往复水流的搬运作用。

4.第四章碎屑岩的结构及粒度分析

第四章碎屑岩的结构及粒度分析
碎屑岩的结构是指构成碎屑岩的矿物及岩石碎屑的大小、形状以及空间组合方式。或者说碎屑岩的结构 (textures)是指碎屑岩内各结构组分的特点和相互关系。碎屑岩的结构总称碎屑结构(clastic texture)。
碎屑颗粒碎屑岩的结构组分包括：填隙物—杂基及胶结物孔隙
圆球体：B／A＞2／3，C／B＞2／3；
椭球体：B／A＜2／3，C／B＞2／3；
扁球体：B／A＞2／3，C／B＜2／3；
长扁球体：B／A＜2／3，C／B＜2／3。
圆球体的球度最高，而不同形状的扁球体和椭球体却可以有相同的球度。在碎屑物质的搬运过程中，上述不同形状颗粒表现着不同的性质，例如椭球状颗粒一定会比扁球状颗粒易于滚动。由此可见，除对颗粒球度的描述外，颗粒形状研究也是必要的。
2．粒级的划分
关于碎屑的粒度分级，目前存在多种不同的划分方案。在国际上应用较广的是伍登—温特华斯（Udden－Wentworth）的方案，可以称之为2的几何级数制。它是以lmm为中心，乘以2或除以2来进行分级。我国生产实际中应用较广泛的是十进制。常用的碎屑颗粒粒度分级见表4－1。
从水力学性质来看，砾砂转折点在 2mm 处；但主张用十进制的人认为，水动力转折点并不一定固定在 2mm 处，有不少地区沉积物的转折点就是在lmm处。关于砂与粉砂的界限，2的几何级数制的倡导者认为， 0.0625~0.125mm 的颗粒性质仍近似于砂；而0.0625mm以下的颗粒则肉眼难于分辨，粘土物质大量增加，性质也近于泥质，因此主张以0.0625mm作为砂和粉砂的界限。十进制的倡导者把砂与粉砂的界限放在 0.1mm ，主要考虑到便于储油层的研究，因为好的储油层粒径多在细砂（颗粒直径0.1mm）以上。

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粒度分析_方法及步骤
作图：
①直方图（½Φ）
②直方图基础上作频率曲线图
③直方图基础上作累积频率曲线图
④概率累积曲线图（¼Φ）
⑤散点图
⑥CM图
（一）
粒度分布图制作及解释
1.直方图用厘米坐标纸上各个粒级（ ½ Φ）的频率值投点作直方图。（粒度变化、众数） 2.频谱图（频率曲线图）又称频率分布图，将直方图中各直方柱顶线的中点用圆滑曲线连接之即成，他可以显示粒度分布的偏度、尖度。
1.统计粒度。
2.整理统计结果
3.图解分析
4.判别式分析
粒度分析_方法及步骤
统计粒度 ❶代表性部位选取 ❷单颗粒粒度的选取 ❸统计颗粒数量： ≥230 ❹避免重复统计 ❺杂基如何统计
粒度分析_方法及步骤
统计结果的整理：
①各级颗粒频数(ni)； ②百分比各级频率(fi)；
③百分比累积频率；
④杂基校正累积频率
5
0
1
2
φ
3
4
99.99
0.01
99.9
0.1
概率累积曲线图
横坐标为：粒级（φ值）纵坐标为：概率值，表示累积百分含量。经过杂基校正的累积百分比含量（1-Z）X=Y Z为杂基含量 X为杂基数与颗粒数之和 Y为颗粒数
99
1
95 90 80 70 60 50 40 30 20 10 5
5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 95
n i 1
n
i 1
F-8粒度分析为例
百分频数(N)n= 各级频数n/颗粒总数 (n=1、放大倍数 2、…:n) 样品号：F-8 杂基含量：16% 10× 0.88=2/226 成分及频数统计各石英长石岩屑级百分百分累 3.10=7/226 Φ值毫米粒级频数积频数频总总总 Qm Qp 7.96=18/266 P K Lv Ls 数数数数
0.50-0.42 0.42-0.35 0.35-0.30 1.00-1.25 1.25-1.50 1.50-1.75 5
n
粒度分析及成分统计表（奥林巴斯显微镜）
杂基校正频数
0.74 2.60 6.69
杂基校正累积频数
0.74 3.34 10.03
2 3 5 1 1 1 4 2 1 3 2 8
4.正态概率累积曲线图
在正态概率坐标纸上用杂基校正累积频率值（¼Φ）投点直线连接（至少两个点以上）成概率累积曲线图。
100 90 80 70 60
%
50
100 90 80 70 60
%
50 40 30 20 10 0 -1
0
1
2
φ
3
4
5
40 30 20 10 0 -1
直方图与累积频率曲线图
粒度分布参数图解计算
福克计算公式中用的是三对和一个单图解分位值，所谓分位值就是各个累积频率所对应的粒度值。福克公式的分位值是：
φ5——累积频率为5%的粒度值 φ95——累积频率为95%的粒度值 φ16——累积频率为16%的粒度值 φ84——累积频率为84%的粒度值 φ75——累积频率为75%的粒度值 φ25——累积频率为25%的粒度值 φ50——累积频率为50%的粒度值，又叫中值。
1
99
0.1
99.9
9.99
概率累积曲线图
横坐标为（¼）粒级的φ值。纵坐标为累积百分比含量。三种组分：推移质组分跳跃（移）质组分悬浮（移）质组分两个截点：粗截点细截点反映搬运机理转变时的粒度大小。
5．散点图
用厘米坐标纸和粒度分布参数。四个参数有： M—σ、M—SK、M—K、 σ—SK、SK—K
KG =
φ95-φ5 2.44（φ 75-φ 25）
计算后填表
+
散点图
图例五种样品共分五个沉积区。松辽盆地南部陆相沉积环境中的80 多个碎屑岩样品。（长春地质学院学报 1986年.刘万洙）
横坐标为标准差（σ），纵坐标为偏度（SK）
6.CM图 1.CM图作图标准
用双对数坐标纸和C、M两个分位值： C-是累积频率为1%的粒度； M-是累积频率为50%的粒度；单位为μm。在分析泥石流、洪积物等粒度区间很广的沉积物时也可用φ单位。
φ
3
4
5
多峰
50 40 30
粒度分散
%
20 10 0 -1
0
1
2
φ
3
4
5
直方图与频率曲线图
GZYK-001
3.累积频率曲线图
用厘米坐标纸上百分比累积频率值投点，用圆滑曲线连接成累积频率曲线图。曲线图上可以读取累积频率在1% 5% 16% 25% 50% 75% 84% 95% 的Φ值。
%
50
100 90 80 70 60
%
50 40 30 20 10 0 -1
0
1
2
φ
3
4
5
40 30 20 10 0 -1
0
1
2
φ
3
4
5
福克公式
φ16+φ84+φ50 MG = 3 φ84-φ16 φ95-φ5 + σG = 4 6.6 （φ84+φ16）-2φ50 （φ95+φ5）-2φ50 SKG= 2（φ 84-φ 16） 2（φ 95-φ 5）
近似正态
50 40 30
直
%
20 10 0 -1
方图
0 1 2
φ
3
4
5
K115-Y21-T2
近似正态
50 40 30
%
20 10 0 -1
0
1
2
φ
3
4
5
直方图与频率曲线图
K115-Y21-T2
50 40 30
多峰
粒度分散
直
方图
0 1 2
%
20 10 0 -1
GZYK-001
2.CM图的特点
CM图的基本含义和正态概率累积图相当，对于牵引流沉积物特别是河流沉积物，在层序完整的情况下应具备PO、PQ和RS三段。分别相当于滚动，跳跃和悬浮三类颗粒运动，三段的混合带是S形分布带的拐点，分别标以Cr、 Cs、Cu。其中Cr代表滚动部分的最小粒级，Cs代表递变悬浮的最大颗粒，Cu代表均匀悬浮的最大颗粒， Cs与水深有关。适用范围Cs为 100—1000μm和深度<100m。
SK =
3
σ3
μ3 =
(xi − �� ) fi
1
4．尖度（K）——可表示粒度的分散和集中程度，但比标准差更敏感，更突出的表现出粒度分布的特征。
μ4 SK = σ4
n
μ4 =
1
(xi − �� )4 fi
5．众值——粒度分布曲线峰的顶点所对
应的粒度值。粒度分布可以是单众值的单峰曲线，也可以是多众值的多峰曲线。出现多众值分布有两种情况，一种是分析方法不当或错误造成的虚假众值，必须检验排除；另一种是由于颗粒受多种成因改造后使多种粒度分布叠加所致。在现代大陆架、海滩、三角洲、网状河流中广泛出现。
2 3 11
2 7 18
0.88 3.10 7.96
0.88 3.98 11.95
0.30-0.25 1.75-2.00 n= 10 4Ni 14 4、 2 6…n) 8 3 11 31 13.72 25.66 11.52 21.55 百分累计频数 (n=1 2、 i 1 0.25-0.21 2.00-2.25 14 3 0.88 17 8 4 12 14 1 15 44 19.47 45.13 16.35 37.91 = 0.88 0.21-0.18 2.25-2.50 19 2 21 6 2 8 7 6 13 42 18.58 63.72 15.61 53.52 3.98 = 0.88+3.10 0.18-0.15 2.50-2.75 17 1 18 4 1 5 7 3 10 33 14.60 78.32 12.26 65.78 11.95 = 0.88+3.10+7.96 0.15-0.13 2.75-3.00 10 1 1 5 1 6 17 7.52 85.84 6.318 72.10 杂基个数（ X）9 1 杂基含量 = X/ 颗粒总数 +X n 5 0.13-0.11 3.00-3.25 5 4 1 5 2 2 12 5.31 91.15 4.460 76.56 Qi = X/266+X 杂基校正累计频数 = 0.16 …n) 0.11-0.09 3.25-3.50 7 4 (n=1 4、2、1 1 12 5.31 96.46 4.460 81.02 i 1 7 杂基校正频数 (Q)n= 各级频数 n/颗粒总数 +1杂基个数 (n=1 、21.858 、…n) X = 43.05 0.09-0.07 3.50-3.75 0.74 2 2 2 2 1 5 2.21 98.67 82.88 = 0.74 0.74 = 2/266+43.05 0.07-0.06 3.75-4.00 1 1 0.44 99.12 0.371 83.25 3.34 = 1 0.74+2.60 0.06-0.05 4.00-4.25 0 0.00 99.12 0 83.25 2.60 = 7/266+43.05 10.03 = 0.74+2.60+6.69 0.05-0.04 4.25-4.50 2 2 2 0.88 100.00 0.743 84.00 6.69 = 18/266+43.05 总量 91 11 102 37 12 49 50 25 75 226 杂基个数 43.05 共计： 269.05

粒度分析成图

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