粒度分析成图

主讲人：刘万洙边伟华二O一O十月砂岩碎屑成分定量分析一、沉积岩薄片粒度分析；二、沉积岩成分分析（构造背景分析）；三、沉积岩铸体薄片分析；粒度分析_目的及要求1.掌握粒度分析方法，要作到准确统计，准确换算，准确作图。2.运用粒度分析成果分析沉积环境。3.分析结果整理作实习报告。1.统计粒度。粒度分析_方法及步骤2.整理统计结果3.图解分析4.判别式分析统计粒度❶代表性部位选取❷单颗粒粒度的选取❸统计颗粒数量：≥230❹避免重复统计❺杂基如何统计粒度分析_方法及步骤粒度分析_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杂基校正累积频率在沉积岩和沉积物的粒度分布主要服从正态分布和罗辛分布。在沉积岩研究中，用概率坐标纸检验粒度分布规律即可。（一）正态分布在自然界中各种环境的碎屑沉积物绝大部分均服从或接近于正态分布。正态概率分布的检验可用正态概率累积坐标纸。∅x=12πσe(xi−x)22σ2（二）罗辛分布其累积概率函数是凡是符合罗辛分布的粒度分布在罗辛概率坐标纸上呈直线。自然界中机械破碎而未经流体搬运、沉积的物质，大部分服从或接近于罗辛分布，如火山碎屑岩、机械风化的残积物和坡积物、冰川、泥石流等，人工破碎物质也服从罗辛分布。𝑅=100𝑒−(𝑥𝑖𝑘)𝑛Φ值与毫米值的换算关系Φ=－log2mm－１Φ=2mm；0Φ=1mm；1Φ=0.5mm；2Φ=0.25mm；3Φ=0.125mm；4Φ=0.063mm；粒度分析计算公式1niNi1niQi各级频数n=石英总数n（Qm+Qp）+长石总数n（P+K）+岩屑总数n（Lv+Ls）(n=1、2、…n)百分频数(N)n=各级频数n/颗粒总数(n=1、2、…n)百分累计频数n=(n=1、2、…n)杂基个数（X）杂基含量=X/（颗粒总数+X）杂基校正频数(Q)n=各级频数n/（颗粒总数+杂基个数）(n=1、2、…n)杂基校正累计频数=(n=1、2、…n)粒度分析及成分统计表（奥林巴斯显微镜）样品号：F-8杂基含量：16%放大倍数:10×毫米粒级Φ值成分及频数统计各级频数百分频数百分累积频数杂基校正频数杂基校正累积频数石英长石岩屑QmQp总数PK总数LvLs总数0.50-0.421.00-1.252220.880.880.740.740.42-0.351.25-1.5031412373.103.982.603.340.35-0.301.50-1.75551123811187.9611.956.6910.030.30-0.251.75-2.001041442683113113.7225.6611.5221.550.25-0.212.00-2.25143178412141154419.4745.1316.3537.910.21-0.182.25-2.501922162876134218.5863.7215.6153.520.18-0.152.50-2.751711841573103314.6078.3212.2665.780.15-0.132.75-3.00911011516177.5285.846.31872.100.13-0.113.00-3.255541522125.3191.154.46076.560.11-0.093.25-3.50774411125.3196.464.46081.020.09-0.073.50-3.7522221152.2198.671.85882.880.07-0.063.75-4.001110.4499.120.37183.250.06-0.054.00-4.2500.0099.12083.250.05-0.044.25-4.502220.88100.000.74384.00总量9111102371249502575226杂基个数43.05共计：269.05F-8粒度分析为例百分频数(N)n=各级频数n/颗粒总数(n=1、2、…n)0.88=2/2263.10=7/2267.96=18/266百分累计频数n=(n=1、2、…n)0.88=0.883.98=0.88+3.1011.95=0.88+3.10+7.961niNi杂基个数（X）杂基含量=X/颗粒总数+X0.16=X/266+XX=43.05杂基校正频数(Q)n=各级频数n/颗粒总数+杂基个数(n=1、2、…n)0.74=2/266+43.052.60=7/266+43.056.69=18/266+43.05杂基校正累计频数=(n=1、2、…n)0.74=0.743.34=0.74+2.6010.03=0.74+2.60+6.691niQi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图粒度分析_方法及步骤（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（½Φ）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。直方图近似正态K115-Y21-T201020304050%123450-1φ直方图与频率曲线图近似正态K115-Y21-T201020304050%123450-1φ01020304050%123450-1φ直方图多峰粒度分散GZYK-001多峰粒度分散GZYK-00101020304050%123450-1φ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值（¼Φ）投点直线连接（至少两个点以上）成概率累积曲线图。0102030405060708090100%123450-1φ0102030405060708090100%123450-1φ0102030405060708090100%123450-1φ直方图与累积频率曲线图0102030405060708090100%123450-1φ99.9999.999950.010.115908070605040302010510.10.0199.9999.99995908070605040302010123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=YZ为杂基含量X为杂基数与颗粒数之和Y为颗粒数概率累积曲线图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平均值（M）、标准差（σ）、偏度（SK）、尖度（K）粒度分布参数的意义和计算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。粒度分布参数就是描述粒度分析的特征数值，包括平均值（M）、标准差（σ）偏度（SK）、尖度（K）、分选系数等。这些参数均是根据粒度统计测量所提供的粒度分布频率按数理统计方法计算出来的。2．标准差（σ）——粒度分布的标准差代表粒度分布的集中与分散程度，可定量地确定颗粒的分选程度。粒度分布参数的意义1．平均值（M）——粒度平均值代表粒度的平均大小。𝑥=xifin1σ=(xi−𝑥)2fin13．偏度（SK）——可以表示出粒度分布的对称程度。偏度等于零，则示对称分布，偏度为正值，表示颗粒在粗粒部分集中，细粒部分拖尾；偏度为负值则表示细粒部分集中，粗粒部分分散而延伸较远。μ3=(xi−𝑥)3fin1SK=μ3σ34．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。SK=μ4σ4μ4=(xi−𝑥)4fin15．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。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。在作为粒度参数应用时中值用Md表示。0102030405060708090100%123450-1φ0102030405060708090100%123450-1φ0102030405060708090100%123450-1φ各个累积频率所对应的粒度值φ5-累积频率为5%的粒度值φ16-累积频率为16%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φ75-累积频率为75%的粒度值φ84-累积频率为84%的粒度值φ95-累积频率为95%的粒度值厘米坐标纸直方图与累积频率曲线图0102030405060708090100%123450-1φMG=φ16+φ84+φ503福克公式φ84-φ16φ95-φ546.6σG=+（φ84+φ16）-2φ50（φ95+φ5）-2φ502（φ84-φ16）2（φ95-φ5）SKG=+φ95-φ52.44（φ75-φ25）KG=计算后填表得到的结果是基于φ的，而不是毫米值。横坐标为标准差（σ），纵坐标为偏度（SK）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）散点图五种样品图例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。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。CM图河流沉积物在层序完整的情况下应具备N-O-P-Q-R-S五段展现的“S”形。沉积物类型AB河流风成海滩浅滩三角洲冲积扇浊流冰水泥石流泥石流浅海浅海冲积冰碛冰碛冰碛判别判别指标yc判别式（式中M、σ、SK、K均系图解值）yA/B=-3.5688M+3.7016σ²-2.0766SK+3.1135KyA/B=0.2852M-8.706σ²-4.8932SK+0.482KyA/B=-0.00256M+0.03501σ+0.2578SK-0.01549KyA/B=0.00405M+0.2381σ-0.05616SK+0.10365KyA/B=-6.8808M+11.2605σ-14.7663SK+7.6658KyA/Byc风成yA/Byc浅滩yA/Byc浅滩yA/Byc浅滩yA/Byc三角洲yA/Byc浅海yA/Byc浊流yA/Byc冲积yA/Byc冲积yA/Byc冰水yA/Byc冰碛yA/B=-13.9200M+30.9492σ-1.6336SK-0.6370KyA/Byc冰碛yA/Byc河流yA/Byc泥石流-2.741140.57340.81330.128099.8433-7.419065.365087.8547yA/B=0.7215M-0.4.30σ²+6.7322SK+5