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泥石流堆积物的粒度分布及其分形结构
倪化勇;刘希林
【期刊名称】《沉积与特提斯地质》
【年(卷),期】2008(28)3
【摘要】泥石流堆积物主要由砾石、砂砾、粉粒和粘粒组成,组成泥石流堆积物的颗粒级配变幅很大,从直径大于数十米的巨砾到肉眼难以看见的几微米的胶体微粒均有分布,大小颗粒粒径之比可达106～107.泥石流堆积物颗粒具有明显的自相似性和无标度区间.本文以小江流域多处泥石流堆积物为研究对象,采用图解法全面分析了泥石流堆积物的粒度组成特征,根据分形理论计算了泥石流堆积物颗粒的分维值,对泥石流堆积物的分形特征进行探讨,并与泥石流堆积物粒度特征相联系,发现分维很好的反映了泥石流堆积物颗粒组成及其粒度分布特征.将泥石流堆积物颗粒分维与泥石流的粘性、形成年代等性质相联系,以找出它们彼此之间的关系.
【总页数】6页(P35-40)
【作者】倪化勇;刘希林
【作者单位】成都地质矿产研究所,四川,成都,610082;中国科学院,成都山地灾害与环境研究所,四川,成都,610041;中国科学院,成都山地灾害与环境研究所,四川,成都,610041
【正文语种】中文
【中图分类】P694;X43
【相关文献】
1.泥石流固体堆积物粒度分布特征研究 [J], 徐新川;陈剑平;单博
2.泥石流堆积物粒度分布特征影响因素分析及分形维数预测 [J], 董佳祺;王清;张旭东;陈剑平;单博;肖广平
3.泥石流堆积物的粒度特征及分形结构：以金沙江上游干热河谷区瓦卡泥石流沟为例 [J], 陈剑;陈松;慎乃齐;刘丽娜;崔之久
4.泥石流堆积区粒度分布及分形结构特征 [J], 王运兴; 周自强
5.泥石流堆积物的分形结构特征 [J], 易顺民
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古环境中沉积物粒度组分分离的数学方法及其应用古环境中沉积物粒度组分分离的数学方法及其应用＊孙东怀１’２安芷生２苏瑞侠１吴锡浩ｚ王苏民２孙千里２ＤａｖｉｄＲｅａ３ＪａｎＢｌｏｅｍｅｎｄａｌ４１中国科学院南海海洋研究所，广州５１０３０１；２中国科学院西安黄土与第四纪地质研究窒，西安７１００５４３?Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ０ｆｇｅｏｌｏ自ｃａｌｓｄ㈨∞．Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ。
ｆＭＪｅｈｉｇ目ａ，ＡｎｎＡｒｂｏｒ，Ｍｉｃｌｆｉｇｍ４８１０９—１０６３．ＵＳＡ：４?Ｄｌ籼ｍｏｆＣ，ｅｏｇｍｐｌＩｙ，ＵｎｉｖｍｉｔｙｏｒＬｉｖｅｒｐｏｏｌ，瑚３ＢＸ．ＵＫ摘要陆相沉积物一般由多个粒度组分叠加组成，根据粒度分布曲线的特征可确定组分数、分布类型以及设定粒度分布函数，用设定的分布函数对实测粒度数据拟台可计算出函数的各参数，并获得各组分的百分比和分布函数，从而从数字特征上分离备组分．对流水和风成沉积物研究表明，河流沉积物由细粉砂级悬移组分和中砂至细砂级跃移组分叠加组成；封闭湖的碎屑沉积物主要是降水形成的地表径流搬运的细粉砂级悬穆组分；风成砂由高度分选的近源跃移砂组分与细粒大气背景粉尘叠加组成；黄土由低空近源的悬移粉砂组分与高空远源悬移细粒组分叠加组成；北太平洋粉尘只有高空西风搬运的悬移细粒组分，该组分的粒度在中国沙漠、黄土高原和北太平洋的风成物中表现出一致性和成因上的内在联系，是该系统中高空悬移并分散于大气中的背景粉尘．关键词粒度组分分布函数沉积物由多成因组分组成的混合型沉积物在现代和地质时期是十分普遍的，然而，研究者通常将全样的粒度参数作为沉积环境的代用指标，显然这种方法只是近似的．虽然从物理上分离不同成因组分几乎是不可能的，但从数字特征上分离它们对于沉积环境研究来说已经取得了重要信息．早期在这一方面的研究主要集中在粒度分布特征与沉积环境的关系及多组分的解释“１２。
，分布函数研究是近年出现的沉积环境定量研究和多组分数学分离法的突破口１３］，单组分分布函数Ｈ１和累积分布函数［５］是这种研究的初步探索．由于粒度测量分辨率和分布函数研究程度所限，使组分分离的数学方法未能实用化．在本文的研究中，我们以现代高分辨率激光粒度测量为基础，以粒度分布体特征为依据设定频率分布函数，通过拟合计算来达到分离多成因组分的目的．对流水和风成沉积物的应用表明这是一种较通用的组分分离方法．１沉积物中成因组分的确定当搬运介质和搬运方式一定、并且介质动力大小稳定时，它所搬运的沉积物粒度总体是一２０００－０４－２０收稿．２０００－０８—２１收修改稿万方数据自然科学进展第１１卷个单因子控制的单组分分布．由于大多常见类型的分布函数以指数函数为摹础，因而它们的累积分布的主体部分在对数坐标上一股为直线（图１）．多组分总体是单组分的自然累积，所以总体分布函数即为各组分原型函数与其百分比乘积的和函数…，并且在频率曲线上表现为多峰光滑曲线，其累积曲线的主体在对数坐标上为多个光滑相连的直线段（图１）６，…．总之，根据频率分布曲线上众数（峰）及对应的分布体个数或累积曲线主体直线段的个数确定组分数目，根据每个分布体曲线形态确定各组分函数类型．组分数和函数类型确定的合理与否可通过拟合结果来最终检验．型黼辩崔ｌ０黜：毁雠＿０２０ｍ８昶、删舡求Ｌ丑粒径ｍｍ拦蜘串誊图１多成因组分在粒度分布曲线和累积曲线上的指示（ａ）几种常见分布函数的频率曲线，ｌ为ｙ分布，２为Ｆ分布，３为Ｐｏｓｅｎ分布，４为正态分布；（ｂ）具小同对称型Ｗｅｉｂｕｎ分布的频率曲线，ｌ为正偏态Ｗｅｌｂｕｌｌ分布，２为负偏态Ｗｅｉｂｕｌｌ分布，３为刘称Ｗｅｆｔｍｌｌ分布｝（ｃ）三冗正态分布的累积曲线和频率曲线，ｌ为三元正态分布累积曲线（左轴），２为三元正态分布频率曲线（右轴）；（ｄ）二兀ｗ舀ｈｕｕ分布的累积曲线和频宰曲线，ｌ为二元Ｗｅｉｂｕｌｌ分布累积曲线（左轴）．２为二元ＷｅｉｂｕＵ分布频率曲线（右轴）；（ｅ）用正态函数和ＷｅｉｂｕＵ函数列相同样品粒度分布的拟台结果，１为吏测粒度（西安１２），２为Ｗｅｉｂｕｌｌ拟台函数（残差：００７）．３为正态拟合函数（残差：１．０７），４为实测粒度（榆林Ｌ１）．５为Ｗｅ［ｂｕｌｌ拟台函数（残著：０．４７），６为ＴＦ态拟合函数（残差：８．２７）八∑第３期孙东怀等：古环境中沉积物粒度组分分离的数学方法及其应用２粒度分布函数和多组分分离的数学方法自然分布函数中以两参数原型函数最为常见，用ｉ代表总体分布中组分数目，，：代表第ｉ个组分的原型分布函数，。
沉积地质学中沙体粒度分布与成因分析沉积地质学是研究岩石层、沉积物和地层演化的科学领域，通过对岩石和沉积物的特征与组成进行分析，可以揭示地球历史的变迁与发展。
其中，沙体粒度分布的研究是沉积地质学中重要的一部分，它对于理解岩石特征、沉积工艺和地形演化具有重要意义。
首先，沙体指的是直径在0.0625-2毫米之间的砂质颗粒，它在河流、海洋、湖泊等水体中沉积并形成砂质层。
沙体主要由石英、长石和岩屑等矿物组成，其粒度特征反映了沉积物来源和环境条件的变化。
一般来说，粗砂主要来源于高能环境（如河流冲击、海浪冲刷等），粒度较细的沙体则来自低能环境（如湖泊、海湾等）。
其次，沙体粒度分布的分析可以从不同的角度进行。
一种常用的方法是通过统计样品中各个粒度级别颗粒的含量，绘制出粒度分布曲线。
这条曲线通常呈非对称的钟形，即粒度明显偏向某一范围。
通过分析曲线的形态特征和峰值位置，可以推断沉积环境和沉积物的来源。
例如，一条宽泛的、对称的分布曲线可能代表了流动能量较高的河流或海浪环境，而一条尖锐的、偏斜的曲线则可能代表了湖泊或低能滨海环境。
另一种方法是利用统计学工具对样品的粒度特征进行综合分析，如粒度均值、偏度、排序系数等。
通过这些参数的计算，可以得到一系列与沙体粒度特征相关的数据。
例如，粒度均值是对沙体粒度分布的中心位置进行定量描述的指标，偏度则衡量了粒度分布的偏倚程度。
利用这些数据，可以对沉积物的形成机制和沉积环境进行定量分析。
在进行沉积地质学研究时，沙体粒度分布的成因分析是一个重要的环节。
沙体粒度受到多种因素的控制，如物源岩性、气候条件、河流输运过程等。
在研究中，我们需要综合考虑这些因素，并将它们与沙体粒度分布进行对比分析。
例如，当物源岩性较为均一、河流输运状况较稳定时，沙体粒度分布通常呈现出较为对称的特征；而当物源岩性复杂、气候条件变化多端时，沙体粒度分布则会呈现出较为复杂的特征。
总的来说，沉积地质学中沙体粒度分布与成因分析是揭示地球历史变迁与发展的重要方法之一。
泥石流堆积区粒度分布的分形特征马骏骅【摘要】结合”变换分形”和”累计和系列变换”的方法,提出泥石流沟堆积区颗粒的一阶累计百分含量与粒径之间满足一阶累计和分形分布,并对所研究的21条泥石流沟的变换分维值进行归纳,得出所研究区域泥石流沟堆积区颗粒一阶累计百分含量与粒径间分维数一般所在的区间,及泥石流沟与冲洪积沟变换分维数的不同点.【期刊名称】《露天采矿技术》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】3页(P28-29,32)【关键词】分形;变换分形;泥石流;粒度分维【作者】马骏骅【作者单位】中煤国际工程集团沈阳设计院,辽宁沈阳110015【正文语种】中文【中图分类】P642.231 引言泥石流是山区沟谷中，由暴雨、水雪融水等水源激发的，含有大量的泥砂、石块的特殊洪流。
粒度及颗粒组成不仅可以反映泥石流形成区岩石土体的性质,而且可以反映泥石流的流变特性和搬运能力。
通过研究泥石流堆积区的粒度组成，对研究泥石流的形成机理具有重要的作用。
所以泥石流堆积区颗粒粒度组成的研究是泥石流研究的重要组成部份[1]。
泥石流的颗粒组成跨越多个数量级，大到直径几十米，小到直径微米以下。
从形态上看，粒径小的颗粒可以看作是粒径大的颗粒的缩影，故颗粒之间含有自相似性[2]。
2 累计和分形不规则现象在自然界是广泛存在的，传统意义上的几何无法描述自然界中复杂的不规则现象，而分形几何是一门以非规则几何形态为研究对象的几何学，所以自从Benoit B.Mandelbrot的《Fractal Geometry of Nature》一书出版后，分形几何已在许多学科领域得到了广泛的应用。
近年来分形已在地震，地质等研究领域得到了较快的发展，但在泥石流灾害的研究应用仍处于起步阶段。
根据Mandelbrot定义，分形是指局部与整体满足自相似性或统计意义上自相似性的形体。
计算维数的方法有很多，包括Hausdorff维数，谱维数，盒维数等。
盒维数法简单而又客观,故目前得到普遍推广应用。
