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1、陆源碎屑岩的粒度分析 目录一、实验目的与要求二、实验内容三、实验指导四、粒度分析的方法五、利用粒度分析结果作图六、 粒度分析参数的计算一、实验目的与要求1、了解粒度分析的常用方法。2、学会并掌握应用粒度分析结果进行计算和作图的方法。3、学会并掌握运用计算和作图成果，初步分析样品的形成环境。二、实验内容1. 用给定的粒度分析数据表绘制直方图、频率曲线、累积曲线和概率累积曲线。2. 利用萨胡判别公式计算粒度参数。3. 根据曲线图和粒度参数的计算结果分析样品的形成环境。三、实验指导粒度分析即是测量颗粒大小，并按粒级分类，分别计算各粒级碎屑的百分含量。粒度分析也可以用于粘土岩和碳酸盐岩。粒度分析的目的
2、是为了分析岩石的形成条件，为沉积相分析提供重要的依据，同时也为旋回分析、地层对比提供资料。另外岩石的分选性与岩石的孔隙度、渗透率有密切关系，因此粒度分析资料对水文地质与石油地质也有很大意义。四、粒度分析的方法粒度分析方法很多，主要决定于粒度大小和样品情况，其常用方法有以下几种：1. 直接测量法对粗大的砾石或砾岩采用直接测量法。直接用尺测量A轴或A、B、C三轴。测后按粒级分别归类，并求得各粒级百分含量。要求测150300个颗粒。如要求精度高可测量A、B、C三轴，用公式求得直径，然后分别按粒级计算百分含量。2. 筛析法筛析法是用一套具不同粒级孔径的筛子将碎屑分开的方法。选用筛子的间距可根据研究程度
3、要求而定,一般选用1/2或1/4间距,应用结果作图和解释形成条件效果较好。筛析法实用范围是： 细砾和砂样， 松散的或可解离的岩石。软的和脆性碎屑样不宜做筛析，以免在筛析过程中破碎变细，影响效果。表3-1是某样品经筛析后所得数据。3. 显微镜下薄片粒度分析法对于固结又难于解离开的砂岩和粉砂岩只有采用薄片粒度分析法。 它是测定一定粒度的颗粒数的百分比，而不是重量百分比，是属于粒算法。（1）显微镜下鉴定和测量粒度大小的方法 换上带有目镜微尺的目镜。微尺每小格代表的长度不固定，不同放大倍数格值大小不同。 将物台微尺置于物台上，使物台微尺进入视域并对好焦距，然后使物台微尺零线对齐目镜微尺的一端横线，并与
4、纵丝重合平行（物台微尺有刻2mm长的和1mm长的）。 计算目镜微尺每小格的数值。因物镜放大倍数不同，因此目镜微尺的每一格所代表的数值也不同，不同放大倍数的物镜均需换算;例如，用中倍镜(x10)计算目镜微尺一小格数值：目镜微尺80小格等于物台微尺1mm 目镜微尺一小格=1/800.0125mm高倍镜和低倍镜目镜微尺小格数计算方法相同。注意，用各种型号显微镜时均要重新计算。（附各种型号显微镜的不同物镜的目镜微尺格值） 取去物台微尺换上薄片即可测量碎屑颗粒的大小。如碎屑颗粒直径为5个小格，则该颗粒大小为50.0125mm=0.0625mm属微粒砂级。注意的问题：目测或在显微镜下测量碎屑颗粒直径时，均
5、要注意全面观察岩石，注意碎屑颗粒大小是否均匀，分布如何，如果是不均匀的，则应在观察和描述时需指出最大颗粒直径和含量及其分布；最小颗粒直径和含量；一般颗粒直径及含量，以及分布（成层或是递变或是均匀分布）等。江南牌XP213型显显微镜镜各种技术术参数序号显显微镜镜物镜镜放大倍数 （目镜为镜为 10倍）视视域内物镜镜微尺1mm对应对应 目镜镜微尺的格子数143.9 格 /mm21010 格/ mm32525 格/ mm序号显显微镜镜物镜镜放大倍数 （目镜为镜为 10倍）视视域内目镜镜微尺1格对应对应 的毫米数140.2564 mm / 格2100.1 mm / 格3250.04 mm / 格（2）显
6、微镜下薄片中的颗粒选择方法抽样方法：是选择欲测颗粒时方法，是粒度分析的重要一环，包括：u 点计法u 线计法u 带计法 点计法：使用网格目镜，凡是网格交点遇到的颗粒均为要测定的颗粒（见图）。按粒径分别计数。可联合使用点计目镜和电动计数器或点计机械台和自动点计器。网格间距要大于薄片内最大颗粒的粒径。 线计法：使用机械台等距离移动薄片，测定纵丝或横丝通过的全部颗粒的粒径，并分别计数。线间距要大于最大颗粒的粒径。 带计法：测定一个带内的全部颗粒的粒径。带的宽度应大于薄片内最大颗粒的粒径。选择包括颗粒较多的薄片中间部分，使之有代表性。然后在垂直目镜微尺的方向上慢慢移动薄片，按粒径分别计数。测量数目：一般
7、测300500颗粒即可达到稳定频率。但测量时注意测线布置要均匀，不能太集中，特别是对分选差、分布不均匀的岩石。（3） 薄片粒度分析步骤a、在岩石薄片鉴定的基础上，根据工作需要选择抽样方法和确定线间距，并确定好统计粒级间距是1/2或1/4，制粒度分析统计计算表（见表30）。b、测定不同放大倍数的显微镜目镜微尺的格直。并计算好各粒级不同放大倍数的目镜格数填入粒度分析统计计算表相应格中。c、将机械台装在显微镜的物台上，夹好薄片。将机械台的南北轴固定在零点或薄片的最左边。d、转动机械台的南北轴，使薄片成南北向移动，用目镜微尺测量压线颗粒的长度方法测定欲测颗粒。直至测完300500颗粒为止。测颗粒时注意
8、，对轮廓不清的颗粒和重矿物、片状矿物不予计数，再生长大的石英和 长石应测其原粒径。如有杂基则需测其百分含量，填入5的粒级中，予以计算。e、统计各粒级颗粒数及总数。并计算各粒级频率及累积含量，最后达1OO%。（4）薄片测定值与筛析测定值的换算 薄片粒度分析是粒算法：由于现有的粒度分析成因图解，都是根据研究松散的现代沉积物，用筛析法求出的粒级，是同一粒级的颗粒重量在全样品中的重量百分含量，而薄片中测出的是同一粒级的数量在所测颗粒数量的百分含量。 切片效应：薄片不一定切过颗粒的中心，粒度要小于实际粒径，而且颗粒形状常为不规则状，切过颗粒不同位置，视直径差别很大，因此，存在切面效应问题。因此必须将薄片
9、所测视直径换算为筛析直径，才能应用已有的粒度分析成因（即沉积环境）图来解释样品的沉积环境， 换算方法：1）费里德曼回归方程式换算法D（筛析）=0.3815+0.9027D（簿片） 2）图解法江南XP-213型显微镜目镜格数与颗粒粒度的对应颗粒筛析粒径（mm）目镜格数变化范围（最大值）变化范围（最小值 ）2.001.6870572.0017 1.7008 1.681.4156451.6776 1.4230 1.411.1844351.3999 1.1916 1.181.0034271.1684 1.0064 1.000.84126200.9833 0.8444 0.8410.70719150.8
10、213 0.7287 0.7070.59514100.7055 0.6130 0.5950.500960.5898 0.5204 0.5000.421520.4972 0.4278 0.4210.354100.4046 0.3815 （5）杂基的处理 用线计法测量颗粒大小时，把线上的杂基长度累计起来，算出杂基占全薄片中的百分含量 在扫视薄片时，目估杂基在全薄片中的百分含量 由于切片效应和成岩后生变化，测出和估计的杂基含量往往比实际含量高，常取2/31/2的校正值，如测出杂基占15，则只取107.5将各粒级碎屑的频率除以（100-）为校正频率，再得出累积频率，用以作图。注意：若尾端未达95，则将
11、悬浮总体线段自然延伸至10-14即可。五、利用粒度分析结果作图应用粒度分析结果常作的粒度图有：u 直方图、u 频率曲线图u 累积曲线图u 概率累积曲线图u CM图这几种图各有优缺点和独到的意义，因此均应作图。1. 直方图 直方图：在标准计算纸上作图，横坐标为颗粒直径，以为单位或毫米为单位，截取1/2为5毫米的间距，截至5为止，纵坐标为频率（重量百分数），截取1厘米间距为10%，截至100%。将所测得的各粒级频率画成矩形柱即称直方图或柱状图。矩形面积代表频率分布。 2. 频率曲线图 频率曲线图：将直方图上各矩形上边中点连成一圆滑曲线则成频率曲线图。3. 累积曲线图 累积频率曲线图简称累计曲线，它
12、是以累积百分含量为纵坐标，以粒级为横坐标，从粗粒的一端开始，以每一粒级的百分含量为基点，向细粒的一端点出累积百分含量，将各点用圆滑曲线连接而成。总是构成“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。滨海沉积和风成沉积的碎屑物质分选好，粒度范围窄，因而累积曲线很陡；洪流及冰川沉积分选差，粒度分布范围宽，累积曲线表现得平缓（图3-5）。4. 概率累积曲线图概率累积曲线图是在正态概率纸上作图，其横坐标为自然数，表示粒级，以值或毫米值为单位、间距可以是、1/2、1/4及相应的毫米值。纵坐标为概率值，表示累积百分含量（累积频率）。作图时以各粒级的累积频率在图上投点，然后将相邻的点连
13、成直线，因而概率曲线图是由2-4个直线段组成的（图3-2）。此图反映搬运方式与粒度分布总体和截点位置的关系。与“S”形累积曲线相比，概率累积曲线是将碎屑组分中含量较少的粗细尾部的特点放大了，这对于沉积成因分析及在图解法中应用都显得更加方便。概率累积曲线图的优点是可以说明粒度搬运的状态。可以解释形成环境。5. CM图CM图是用C值和M值两个粒度参数在双对数坐标纸上分别为纵坐标和横坐标所作的一种图。其C值为累积曲线上1%处的粒径，相当于样品中最粗粒径；M值相当于累积曲线上50%处的粒径，即相当于中值Md。因此CM图是表示沉积物的最粗粒径与中值的关系图。此图能反映沉积物粒度与搬运方式的关系，从而判断
14、沉积环境。六、 粒度分析参数的计算利用粒度分析的数据进一步计算粒度参数，来分析沉积物粒度特征、分布、分选程度等，因为它们与水动力条件有密切关系，因此可以帮助判断沉积环境。1. 粒度参数的计算方法：有图算法和数理统计法（1） 图算法：即是从累积曲线图上读出某些累积百分数相应的颗粒直径(毫米或值)再经简单的算术公式计算就行了，此法简便，可从图上一目了然地读出所需要的数值，如50即指粒径以值为单位，累积百分比在50%处的粒径等。（2） 数理统计法：可直接用粒度分析记录表中各粒度百分比例表计算，常用计算方法为距法，此法优点是可以概括全部粒级，但是计算繁杂，且是一种近似的定量计算。粒度参数的种类很多，目前广泛采用的 是福克和沃德(Filk and Ward ，1957)提出的粒度参数。其计算公式如表3-3，过去常用的计算公式也介绍在该表中。2. 粒度参数的应用鉴别沉积环境的判别函数
