粒度分析资料的整理

Question

如题所述

Answer 1

1.粒度分析作图

粒度分析的结果可按表3-3的格式整理，然后绘制直方图、频率曲线图、累积曲线图和概率累积曲线图（图3-5，图3-6）。图的横坐标表示颗粒大小，纵坐标表示百分数或累积百分数。

表3-3 粒度分析资料统计表

直方图是广泛使用的一种粒度分布的图解形式，以并排高低不同的矩形表示各粒级的百分比。如果把每个矩形的顶点连接成一平滑曲线，即为频率曲线图（图3-5），可以一目了然地表示出粒级分布的范围和各粒级的百分比，以及百分比最高和最低的粒级所在位置。

累积曲线图（图3-6）是粒度分析必用的基础图，从累积曲线分布的粒级范围和曲线的陡缓，可使沉积物的粒级分布范围、粒度粗细和分选好坏等主要的粒度特征得到直观的感性认识。不同沉积物的累积曲线可以绘在一张图上，以便于互相对比；还可以直接从曲线上读出一些参数，识别出沉积条件。因此，它是粒度分析中应用广泛的一种方法。用正态概率纸（图3-7）所作的概率累积曲线图，直观来看，概率坐标不是等间距，中央部分百分比之间的间距小，上下始末两端百分比之间的间距大，其变化规律是以中央50%处为对称中心点，向上下两端相对应地逐渐加大，从而使沉积物的粗细尾端百分含量较小的部分得以放大，使原来在半对数纸上的“S”形累积曲线的始末两端曲线拉长而成为一条直线。所以在正态概率纸上，表示粒度分布的累积百分比图形是由几段相交的直线段组成。不同性质沉积物，线段的数目、交切点和斜度等性质均有不同，便于直观地比较沉积物之间的差别和辨别沉积环境，也可以直接从图上识别不同的搬运与沉积作用。同时，由于概率累积曲线的粗细尾端变化明显，便于求出Φ₅、Φ₁₆、Φ₈₄、Φ₉₅的分位数值，并利用图算法计算出各种参数。

图3-5 由直方图所绘的频率曲线图

图3-6 三种常见的粒度曲线

图3-7 正态概率纸示意图

2.粒度参数的计算

合适的粒度参数能较简便地表示碎屑沉积物的粒度特征，在分析沉积物的搬运方式和介质的水动力条件方面，具有一定的参考价值。粒度参数的计算有两种方法，即矩法与图解法。矩法计算是一种近似的定量计算，运用矩法统计粒度参数的公式如下：

沉积学原理

式中：f为每个粒级中质量分数频率；m为每个粒级中间值，以Φ表示；n为样品中颗粒总数，当以百分数表示时，n就等于100。

图解法可以从累积曲线上读出与某些累积百分数相对应的颗粒直径，称之为分位数值，再经过简单的数学运算，即可得出粒度参数。

从累积曲线图上可以读出下列参数：

Φ₁——累积质量分数频率为1%的粒径Φ值；

Φ₅——累积质量分数频率为5%的粒径Φ值；

Φ₁₆——累积质量分数频率为16%的粒径Φ值；

Φ₂₅——累积质量分数频率为25%的粒径Φ值；

Φ₅₀——累积质量分数频率为50%的粒径Φ值；

Φ₇₅——累积质量分数频率为75%的粒径Φ值；

Φ₈₄——累积质量分数频率为84%的粒径Φ值；

Φ₉₅——累积质量分数频率为95%的粒径Φ值。

以上参数又称之为百分位数，如Φ₁₆为对应于16%处的粒径Φ值，称之为第16百分位数。Φ众数为含量最高的粒级Φ值，可直接从原始分析数据上读出；小于4Φ的粒级含量百分数，也可直接从原始分析数据上读出。

过去广泛采用的是特拉斯克提出的粒度参数计算公式：

沉积学原理

特拉斯克粒度参数精度较差，不能表示出分布的粗尾和细尾的特征。因此，目前大都采用福克及沃德提出的粒度参数计算公式：

沉积学原理

平均值可以反映沉积物的平均粒度，它是沉积物粒度特征中的主要特征之一，常用来绘制剖面粒度韵律曲线，作为沉积韵律的基础；或是绘制平面等值线图，表示沉积物在平面上的粒度变化，作为岩性变化的基础，划分沉积相带，追索物源方向，或是用于研究储油物性与粒度的关系，应用广泛。

标准偏差（σ_Φ）用来表示沉积物粒度的分选程度，即颗粒大小的均匀性。若粒级少，主要粒级很突出，百分含量高，分选就好，标准偏差的数值小；反之，粒级分布范围很宽，主要粒级不突出，甚至是两峰或多峰沉积物，则分选就差，标准偏差的数值大。

偏度（S_K）是用以度量频率曲线的不对称程度，即表示非正态特征。按频率曲线对称的性质分为三类：正偏态、正态及负偏态（图3-8）。偏度公式中，“+”号前的公式表示频率曲线中央部分的偏度，“+”号后的公式表示粗细两尾端的偏度。

曲线对称时，S_KΦ=0；曲线不对称呈正偏时，S_KΦ＞0，最大可达+1，通常不超过+0.8；曲线不对称呈负偏时，S_KΦ＜0，最小可到-1，通常不超过-0.8。

偏度与分选有密切关系，很纯的、分选很好的单峰沉积物频率曲线是对称的。当有另一组粗或细的少量组分加入时，分选变差，频率曲线不对称，为正偏或负偏，随着新加入组分含量逐渐增加，原组分含量相应减少，至两组分含量相等时，分选最差，频率曲线呈平坦马鞍状双峰，并趋于对称。

尖度又称峰态（K_Φ），用来显示分布曲线尾部展开度与中部展开度的比例，用以说明与正态分布曲线相比时，分布曲线的峰的宽窄尖锐程度（图3-9）。按福克和沃德于1957年提出的尖度公式，正态曲线的K_Φ=1.01，双峰分布的K_Φ值可能低至0.68，而含尾部的尖峰分布的K_Φ值可能在1.5～3之间，或更大一些。

图3-8 正态频率曲线和正偏态、负偏态曲线

图3-9 宽窄峰态与正态曲线形态的比较

尖度和偏度一样，都是用来测量沉积物频率曲线的双峰性质和反映其尾部变化的。由于沉积物的粒度分布，以粗细两尾端部分对搬运介质的机械作用反映最灵敏，所以尖度和偏度可用于判断沉积环境、追溯物源方向。真正的单峰沉积物（如海滩砂）应该为常态曲线，有正常的偏度和尖度值。不正常的偏度和尖度值的出现，说明沉积物是双峰或多峰的多物源的混合沉积物，在频率曲线上应显示双峰或多峰性质。但是，当次峰不明显时，频率曲线反映不出来，而偏度和尖度却能灵敏地表示出微弱的双峰或多峰性质，有时尖度比偏度还要灵敏。