激光粒型分析法在砂质沉积物粒度分析中的应用

对辽宁海岸带75个砂质沉积物样品分别采用激光粒型仪与筛分法进行粒度测试,并对两种方法所测样品的各组分含量及粒度参数进行对比分析,探究两种分析方法之间的相关规律,从而将激光粒型仪应用于粒度分析中。结果表明,激光粒型仪所测样品的粗砂及砾石含量比筛分法所测结果偏高,而所测中、细砂含量较低,且前者所测样品的中值粒径及平均粒径均偏高,由此可得出激光粒型仪所测沉积物样品粒度偏粗。通过相关性分析得出,两种测试方法所测样品的各组分含量及粒度参数相关性均较好,其中中值粒径与平均粒径的相关系数均大于0.9。     

河口海岸和近海沉积物的粒度资料同化技术

我国河口海岸和近海区域的沉积物类型多样,粒级范围包括砾、砂、粉砂和黏土,其主体粒径范围为-4~10Φ,常规的粒度分析技术不能满足一次性完成测量的要求。以图像法作为建立粒度分析标准的测量方法,以新型激光粒度粒形分析仪为主体,以显微镜法为补充技术手段,对筛分法、吸管法和主流激光粒度仪等粒度资料进行同化处理,对主流粒度分析仪器和方法的输出结果进行转换,有助于河口海岸学与海洋沉积学对同样的粒度和粒度参数数据有统一的认识;在此基础上,对沉积物的粒度和类型所用术语进行区别,使得沉积物资料的对比有可能的"共同语言"。     

青岛旅游海滩沉积物粒度的季节性变化特征和输运

通过对2010年4和10月青岛市区主要旅游海滩(一浴、二浴、三浴和石老人浴场海滩)的157个表层沉积物样品进行粒度试验,分析了表层沉积物粒度的变化特征。研究结果表明:研究区4个海滩沉积物粒度的季节变化较为显著,从4～10月,沉积物平均粒径变细,分选性变好。4月样品65%为细砂,以负偏、窄峰态为主,平均粒径为344μm(1.54Φ),分选性较差(σi=1.04);10月样品95%为细砂,以负偏、窄峰态为主,平均粒径为233μm(2.1Φ),分选性中等(σi=0.81)。滩肩和滩面沉积物粒度特征的季节变化都较为明显。波浪特征是控制海滩沉积物变化的主要原因,另外海滩所处的地理位置等使不同海滩沉积物粒度特征的变化程度不同。由海滩沉积物的粒度分布化可以推断其输移特征,二浴和三浴海滩基本是单向输运,而一浴和石老人海滩存在沉积物双向输运的特征。     

崎岖列岛海域沉积物粒度特征比较研究

崎岖列岛海域表层沉积物平均粒径在0.1~0.2mm之间的细砂通常具有较好的分选性,平均粒径细于4Φ的沉积物通常分选性较差;平均粒径在4.5Φ~7.5Φ的沉积物通常表现为正偏态,且粒度越粗,偏度越正偏;平均粒径粗于4Φ的砂质沉积物偏度无显著的正偏或负偏倾向;崎岖列岛海域中值粒径位于4Φ~5Φ的样品数较少,因该粒级位于悬移质与跃移质之间。     

陇西盆地晚更新世风成堆积物粒度参数的对比

计算了末次冰期旋回陇西盆地的黄土古土壤和风成砂的粒度参数，并对图解法与矩值法粒度参数进行了对比。结果表明，对黄土古土壤来说两种方法所获得的平均粒径基本相同，分选系数、偏度和偏态的相关性逐渐降低，对风成砂和砂黄土来说，除了平均粒径呈较好的线性相关外，其他参数则差别很大。造成这种差异的主要原因是由于它们粒度组分的分布不同所致。图解法主要反映了样品总体中主要粒度组分的粒度特征，而矩值法则反映了样品的总体特征。在沉积环境的分析和比较中，应充分考虑这两种方法的差异，并建立不同的标准。激光粒度仪和吸管法对平行样品测试的图解计算结果表明，粒度参数的变化趋势比较接近。     

激光-筛分联合法粒度分析结果的表达及粒度端元的沉积动力学意义

河口海岸沉积动力环境复杂,沉积物粗细组分皆有。对于粗细混杂（同时含有砂砾质和泥质成分）的沉积物样品,单一的粒度分析方法不能覆盖整个粒度分布范围,常采用激光-筛分联合法进行粒度分析。由于两种方法的分析原理不同,经常出现细部的激光法结果与粗部的筛分结果部分重合现象,这会影响整个样品的粒度分布计算。石油天然气行业标准《碎屑岩粒度分析方法》（SY/T 5434-2018）对此问题给出了新的解决方案,但是只有文字描述,没有可操作的计算方法。本研究根据该行业标准提出的方案,推算出激光-筛分联合法粒度分析结果的修正计算公式。以浙江舟山群岛潮间带197个粗细混杂样品为例,采用激光-筛分联合法进行了粒度分析,分别采用直接拼接算法及SY/T 5434-2018算法计算了粒度分布,在此基础上对两套算法所得组分含量和粒度参数进行了比较。结果表明,SY/T 5434-2018算法相较于直接拼接算法,扩大了粗颗粒的体积百分比,减少了细颗粒的体积百分比。两种算法得到的组分含量具有显著的线性相关关系,且砾、砂、粉砂、黏土等组分含量的差异从粗到细依次减少。用两种算法的结果分别计算粒度参数,同样具有显著的线性相关关系,且...     

图解法与矩法沉积物粒度参数的对比

采用Folk Ward图解法公式和McManus矩法公式 ,分别计算了山东半岛月湖地区 2 70个底质样品的粒度参数 (粒度分析用Cilas 940L型激光粒度仪与筛析法相结合 )并进行了比较。分析结果显示 ,两种方法所获的平均粒径和分选系数基本相同 ,偏态值相差较大 (但仍存在显著相关性 ) ,而峰态值不能相互转换。偏态值差异的原因在于 ,图解法的偏态指示了主要粒度组分的尾部特征 ,而矩法的偏态反映了样品总体的尾部特征。峰态值的差异是由于图解法所反映的往往只是样品的某一组分的粒度特征 ,计算方法比较粗略 ,而矩法反映了样品的总体特征 ,计算方法比较精确。在沉积环境分析、粒径趋势分析、历史数据解译时 ,应充分考虑这两种方法的差异。     

MS2000激光粒度仪测量第四纪沉积物粒度的定量进样研究

粒度是第四纪古气候与古环境重建的常用替代指标,目前通常采用Mastersizer2000激光粒度仪进行分析,该测试仪器优点是速度快、精度高、重复性好,缺点是进样过程未实现定量化,对部分沉积样品的分析结果出现一定的随机性和不确定性,分析结果易产生人为误差。为探究样品量和进样方法对测试结果可能造成的影响,本研究选取6类代表性第四纪松散沉积物,预处理后分别采用倾倒法、吸管法及定量进样法进行多次重复实验。结果显示:粒度组分越单一,不同进样方法造成的结果误差越小;如果沉积物含有多个粒度组分,而预处理样品量过多,倾倒法容易造成粒度结果偏细,吸管法往往造成实验结果偏粗,定量进样法实验结果居于前两者之间。采用烧失量法计算沉积物中碳酸盐、有机质含量,结合马尔文激光粒度仪测试原理及多次定量重复实验结果,计算了一次实验所需样品量,发现其与中值粒径和碳酸盐、有机质(合称杂质)含量呈线性正相关。根据该线性关系式,在分析第四纪沉积物中值粒径范围及杂质含量的前提下,可计算一次测试所需样品量,将全部预处理后样品倒入测试烧杯中,可有效避免样品量和进样方法对样品粒度实验结果造成的误差。     

台湾浅滩沉积物粒度特征及输运趋势

2007年7月,对台湾浅滩43个站位进行了表层底质采样,在室内用Mastersizer 2000型激光粒度仪获得了沉积物的粒径分布,并用矩法计算其粒径参数.研究区内沉积物类型多为砂和含砾砂,平均粒径集中于0Φ到3Φ之间.福建—广东沿岸海域一带沉积略细,沿岸带外侧的浅槽,以及台湾浅滩东北边坡与南边坡沉积略粗.用粒径趋势分析计算结果显示,台湾浅滩东北方向与偏西方向的沉积物均向浅滩核部汇聚;而浅滩核心区的粒度参数比较接近,沉积物输运趋势弱化.     

海底松散沉积物声学性质原位测量实验研究

分析研究了国内外海底松散泥沙的声速和声衰减系数测量的研究现状,并据此研制了海底表层沉积物声速声衰减系数原位测量系统。利用原位测量系统分别在实验室和海滩对不同粒度的沉积物进行了测量分析,得到了不同粒度沉积物的声速和声衰减系数。数据分析表明,沉积物的声速和声衰减系数与沉积物的粒径有密切的关系,粒径越粗,声速越高,声衰减系数越大。通过沉积物声学性质研究,可以开发海底浅层沉积物声学性质原位测量技术,提高相关海洋调查的速度和效率。     

废黄河口门外砂质海滩粒度和重矿物特征及其成因机理分析

为研究黄河南流变迁过程中物质沉积分异作用下的产物,进而追踪废黄河沉积物在江苏沿海以及南黄海的运移状况,测量废黄河口门外砂质海滩沉积物粒级组成及特征参数,分析各样品重矿物含量及种类特征;结合与废黄河陆上沉积物的对比,探讨在不同沉积分异作用下重矿物沉积特征。结果表明:砂质海滩沉积物平均粒度Φ为2.67(0.16mm),分选较好,为微负偏,具有海滩砂粒度特征;陆域样沉积物粒度跨度大,以粉砂组分为主,为河流沉积特征。另外,对海滩砂样进行广粒级重矿物(Φ为1～6)分析,重矿物含量在极细砂和粗粉砂粒级中最高,不同粒级形成不同的矿物组合,砂粒级重矿物组合为黑云母+普通角闪石+褐铁矿,粉砂粒级则为钛铁矿+石榴子石+普通角闪石;砂质海滩样品广粒级重矿物质量分数为3.66%,其中Φ为3～4 (0.125～0.063 mm)的粒级重矿物质量分数高达15.66%,比重大且稳定性较高的矿物在此粒级中富集,表明海滩重矿物分选强烈。     

动态图像仪与激光粒度仪的测试对比及其应用

分别采用Camsizer XT型动态图像仪和LS 13 320型激光粒度仪进行长江口沉积物粒度测试,并对测试结果进行分析比对。动态数字图像仪的测量结果重复性比激光粒度仪好,其测得的等效球径(X_(area))和激光法测量值更接近,且比投影宽度(X_(c min))和激光法测量值更稳定。两种方法粒度测量结果基本一致,粒度参数相关性好;动态图像法在大颗粒测量上更准确,而激光法在亚微米颗粒测量上更具优势;动态图像法的测量结果具有更丰富准确的粒度和粒形数据,并且测量时间短、效率高。以崇明东滩南北近岸为例,将动态数字图像法应用于沉积物分析,结果表明:北部以细粉砂和极细粉砂为主,滩地略淤积,南部则以细砂和粗粉砂为主,滩地微侵蚀;北部沉积物分选性比南部好,峰度值比南部大,偏度值差别不大,大多表现为极正偏;向外沉积物颗粒变粗,球形度和宽长比变好,且南部的球形度和宽长比的变幅比北部大。     

不同前处理方法对南方红土粒度测量的影响——以安徽宣城第四纪红土剖面为例

以安徽宣城官塘村第四纪红土剖面为例,研究了不同前处理方法对南方红土粒度测量的影响。结果表明:(1)南方红土中所含的有机质对粒度测量结果会产生明显影响,在进行粒度测量前处理时,必须加入双氧水去除有机质;(2)南方红土因淋溶强烈,碳酸钙含量极低,对粒度测量结果无影响,无需加入盐酸进行去钙处理。加入盐酸反而使得所测粒径偏粗;(3)与六偏磷酸钠相比,氢氧化钠作为分散剂因其强碱性产生的复杂化学反应,会导致所测得的粒度频率曲线峰态出现异常,且<1μm的黏粒组分含量减少,故不宜用作南方红土粒度测量的分散剂;(4)在对南方红土进行粒度测量时,建议使用H2O2+(NaPO3)6的前处理方法,即先使用双氧水去除有机质,再使用六偏磷酸钠作为分散剂,并用超声波清洗仪震荡后上机测试。     

不同的前处理方法对南黄海沉积物粒度测试的影响

选取多个南黄海表层和浅表层的沉积物样品,分别以两种方法做前处理并采用激光粒度仪测试后,通过测试结果的对比,来探讨不同前处理方法对南黄海沉积物粒度测试的影响。南黄海的样品经过有机质和碳酸盐去除处理与未经过处理所测得的粒度概率分布曲线和粒度参数进行比较,结果显示,粒度概率分布曲线其峰值数、峰态及粒径分布范围发生明显变化,对水动力条件分析具有一定的影响作用;而粒度参数则具有平均粒径增粗、分选变差、偏度更为正偏、峰度更宽等特征,但多数没有改变参数的描述等级。这些粒度特征与南黄海沉积物中碳酸盐和有机质含量较低有关。因此,对不同海域沉积物进行粒度分析时,应首先通过对比实验优选合适的前处理方法,以得到符合调查研究要求的粒度参数结果。     

粒度分析中偏度系数的影响因素及其意义

利用粒度分析中的偏度系数对区分不同搬运动力和不同沉积环境下的沉积物具有重要的鉴定意义,通过对偏度系数内涵的深入分析和粒度分析不同方法的比较,研究表明:偏度是非正态粒度分布下的偏斜程度,可敏感地反映粒度分布两端的微量变化,正偏是沉积物粒度分布的细偏,负偏则是粗偏,偏度正负大小与多种因素有关,它主要受沉积物属性控制,既与沉积环境类型密切相关,又与环境能量是否对应平衡有关;偏度还受计算方法和测试方法等人为因素影响。筛析法结合图解法计算较适用于粒度粗、跨度大的沉积物粒度分析,激光粒度法结合矩法计算更适用于粉砂—黏土粒级沉积物的粒度分析。     

东海内陆架表层沉积物粒度及其净输运模式

根据对东海内陆架海底沉积物的粒度测试,运用Gao-Collins"粒度趋势分析"方法,探讨了东海内陆架海底表层沉积物的粒度分布特征和净输运趋势。结果表明,研究区表层沉积物可以分为两类:细颗粒(>5Φ)和粗颗粒(<5Φ);细颗粒分布于研究区的大部分区域,而粗颗粒主要分布在闽江、瓯江等入海河流口门以及马祖等海岛附近;表层沉积物的平均粒径、分选系数、偏态等粒度参数对应性较好,总体特征为粒径越粗,分选越差,偏态更正偏,而粒径越细,分选越好,偏态也较低;粒径趋势分析显示东海陆架表层沉积物的运移模式总体为NE—WS方向运移,而研究区边缘在运移过程中发生向左右两侧的偏移,南部闽江河口区沉积物由近岸向海方向辐射运移,研究区表层沉积物的净输运模式主要受控于流系和地形等多种因素。     

东山乌礁湾海滩表层沉积物粒度时空变化分析

为了进一步了解海岛岬湾海岸表层沉积物粒度的时空分布特征和形成机制,作者以福建东山岛乌礁湾为典型研究区,通过秋、春、夏3个不同季节海滩表层沉积物的采集和点位测量,综合应用激光法和筛析法进行粒度测定。结果表明,东山乌礁湾海滩表层沉积物以0.16～0.50 mm之间的中、细砂为主,并含有少量的粗砂和细砾,这与区域砂质沉积背景有关;湾内从南到北剖面沉积物粒径由粗砂到细砂逐渐变细,主要受剖面地形、局地物源、季节性风浪作用和近岸往复水动力的影响。时间变化上,各取样站位表现出沉积物粒径粗、细不同程度的多种变化趋势,以秋季为参考,整体上表现为由南到北粒级的变小、增大和稳定,这与东北、南南西季风影响下的浪、潮作用以及沿岸流系格局变化下的水动力环境有关。     

前处理方法对北黄海沉积物粒度的影响

采用不同方法对北黄海底质样品进行了粒度分析前处理，以探讨有机质和碳酸盐对北黄海沉积物粒度的影响。结果表明，去除有机质或碳酸盐后，粗粒沉积物（呈双峰分布）粒度分布的峰态明显变宽，平均粒和戏及粗颗粒（＞32μm）组分含量明显增加；而细粒沉积物的粒度分布发生明显细偏，表现为众数的细化及平均粒径和粗颗粒含量的降低。北黄海底质沉积物的有机碳含量变化与沉积物的平均粒径呈明显的负相关，暗示了浅海沉积物中有机碳的输运和积聚主要是伴随着细颗粒组分发生；而碳酸盐含量同沉积物粒度的关系不甚明确，可能与沉积物物源的关系更为密切。     

海滩均衡剖面的概念及相关问题的讨论--以日照实测海滩剖面为例

海滩均衡剖面是海洋动力和海滩泥沙充分作用下的一个具有统计意义上的相对均衡的海滩形态。绝对意义上的、理想的均衡海滩剖面在自然界是难以找到的 ,而统计意义上的海滩均衡特征可以满足海岸变化和海滩过程研究需要。海滩均衡剖面的形态主要受控于国海滩泥沙的粒度特征 ,该剖面的形态指数是海滩泥沙沉降速率的函数 ,海滩粒度越粗 ,海滩坡度越陡。本文研究的日照海滩存在统计意义上的均衡剖面。由于海滩沉积物粒度具有明显的分带特征 ,海滩剖面不是一个理想的均一平面 ,而是由与海滩泥沙粒度相适应的两个均衡剖面组成。这两段海滩的表层粒径分别为 4.8Φ和 7.5Φ ,观测剖面的海滩形态指数分别为 0 .0 75和 0 .0 1 5,理论海滩形态指数分别为 0 .0 77和 0 .0 2 ,理论值和观测值有很好的一致性。     

南黄海沉积物不同粒度分析结果的对比研究

分析了南黄海海域65个沉积物样品的激光法与综合法(筛析法—沉析法)的粒度分析结果,并作了对比研究。南黄海沉积物样品的激光粒度仪和筛析法测试结果很接近;激光粒度仪测定的细粒组分(>4Φ)的含量85%样品的测试效率达到75%以上,平均值为92%,表层沉积物黏土粒级的激光法与综合法分析结果呈弱正相关。用激光粒度分析南黄海海域沉积物结果可靠,可以替代传统的粒度分析方法。