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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2/3,c/b2/32 扁球体：b/a2/3,c/b2/3 4 扁长体：b/a2/3,c/b2/3(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
3、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） 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，
4、3 级 45 个，2 级 24 个，1 级 1 个，0 级 1 个，那么，S（54）+（425）+（345）+（224）+（11）+（01）/100*25（301/100）2575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 e 0.040.11 0.050.4 0.20.55 0.990.12(4)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
5、石 a、b、c 三轴的长度。球度系数值最大等于 1，最小接近 0。 (5)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
6、，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.
7、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 ）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.1 70 1.45 55 1.41粒度分析的目的在于推断砾石
8、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
9、 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
10、，表面擦痕为“丁头鼠尾”等。 附：某地三阶地砾石测量数据 100 个 砾径（mm） ab 面产状 磨圆度 风化程度 编 号 砾石 成分 a b ca 轴 走向 倾向 倾角 0 1 2 3 4 1 2 3 4其 它 1 石英岩 67 24 12 104 210 21 2 石英砂岩 45 29 9 110 170 8 3 长石砂岩 74 65 22 123 170 14 4 石英砂岩 55 29 20 115 168 15 5 石英岩 60 31 14 98 152 15 6 石英砂岩 66 52 26 142 149 14 7 红柱石 角岩 76 70 21 111 166 21 8 板岩 25
11、 10 9 101 171 20 9 千枚岩 63 31 11 103 173 18 10 石英岩 52 29 18 105 169 19 11 石英砂岩 21 14 8 114 171 51 12 千枚岩 20 9 7 111 180 32 13 粗砂岩 35 10 9 115 179 23 14 石英岩 26 15 14 121 178 19 15 石英砂岩 12 9 8 131 161 14 16 含砾砂岩 9 6 4 128 172 18 17 凝灰岩 37 20 11 128 145 18 18 脉石英 72 65 12 129 165 17 19 石英砂岩 26 15 8 127
12、172 18 20 细砂岩 24 6 4 121 181 21 21 细砂岩 66 36 14 120 189 15 22 脉石英 31 29 13 119 187 8 23 石英砂岩 19 18 6 115 186 10 24 凝灰岩 30 15 7 110 179 21 25 砾岩 56 50 21 114 181 14 26 石英岩 54 25 19 111 180 15 27 石英砂岩 21 14 9 121 179 16 28 板岩 98 76 20 178 180 20 29 粗砂岩 36 15 6 150 154 31 30 石英砂岩 16 9 5 134 156 24 31 石
13、英岩 47 26 15 75 148 25 32 石英砂岩 32 25 9 76 157 12 33 粗砂岩 6 5 3 72 165 14 34 石英砂岩 51 29 10 70 178 31 35 石英岩 14 7 6 70 176 25 36 粉砂岩 49 24 18 65 169 41 37 花岗岩 76 60 54 66 175 32 38 石英砂岩 52 41 25 70 180 20 39 石英岩 30 25 8 61 191 16 40 红柱石 角岩 45 27 21 72 181 17 41 石英砂岩 76 66 26 69 175 16 42 砾岩 26 21 10 60
14、156 21 43 粉砂岩 35 29 9 60 158 8 44 石英砂岩 21 15 10 61 160 4 45 石英岩 16 9 5 62 161 6 46 石英砂岩 23 21 16 58 172 15 47 粉砂岩 15 8 6 63 171 25 48 石英砂岩 26 15 8 57 171 25 49 石英岩 21 13 9 60 150 41 50 石英砂岩 16 10 6 61 159 23 51 红柱石 角岩 66 61 20 69 161 25 52 闪长岩 70 45 9 54 172 14 53 粉砂岩 97 76 38 56 178 16 54 石英砂岩 40 3
15、0 10 61 190 19 55 石英岩 76 54 11 60 310 20 56 闪长岩 56 36 16 59 210 30 57 石英砂岩 55 40 15 57 231 11 58 粉砂岩 60 34 26 61 240 14 59 石英砂岩 98 77 35 70 211 13 60 长石砂岩 41 31 22 80 215 18 61 石英砂岩 23 7 4 81 200 17 62 粉砂岩 30 21 10 79 198 16 63 砾岩 36 26 15 75 175 16 64 石英砂岩 35 29 9 69 158 16 65 片岩 56 24 10 96 141 21 66 石英岩 44 30 10 72 165 40 67 石英砂岩 37 25 11 74 161 35 68 闪长岩 38 24 16 78 171 30 69 花岗岩 80 41 25 76 180 28 70 石英砂岩 34 19 14 82 190 21 71 石
