激光粒度仪测试结果及其与沉降法、筛析法的比较

分析了Cilas 940L激光粒度仪的测试结果,并与沉降法、筛析法进行了比较。激光粒度仪测试结果的重复性较好,测量精度较高。对于玻璃珠样品,激光粒度仪和筛析法测试结果十分接近,对于天然沉积物,激光粒度仪测定的平均粒径偏粗,分选偏差。和沉降法相比,激光粒度仪测定的粘土组份 (<8%)的含量为沉降法的 46.7%～ 70.5 %,平均为 6 0 %,测定的平均粒径较沉降法偏粗,分选偏差。造成激光粒度仪与沉降法、筛析法之间差异的原因主要在于这些测试方法原理的不同和天然沉积物不规则的形状。     

曹妃甸近岸海域表层沉积物粒度特征及其沉积环境

为探讨河北曹妃甸人工填海对近岸海域沉积环境及水动力条件的影响,对该区沉积物粒度特征进行了研究。利用LS13320系列激光粒度分析仪对13个站位沉积物粒度进行测试,分析了其粒级组成与特征参数。结果表明,研究区分为3个岩性区:北部海域潮间带沉积物以砂质粉砂为主;中部工业区周围海域沉积物偏粗,以粉砂质砂为主;南部沿岸海域沉积物较细,以黏土质粉砂为主。沉积物平均粒径介于2.94~6.87Φ,粒级组分为黏土、粉砂和砂,质量分数平均值分别为18.16%、52.30%和29.53%。粒度频率曲线偏态Ski为0.07~0.81,峰态Kg为0.63~2.21,自北向南,由单峰逐渐过渡为主峰或弱峰,与2007年人工填海初期沉积环境相比,沉积物类型变单一、组分粗化,表明人工填海工程对曹妃甸近岸海域沉积环境是有影响的。     

联用筛析法与激光法进行粒度接序分析的界点选择

筛析法、激光法和图像法是三种常用的粒度分析方法,但由于测试原理的不同,三种测试方法有不同的适用性。筛析法和图像法能够精确测量砂质颗粒的粒径,但不适用于泥质细颗粒（<0.063 mm）的粒径测量;相反,激光法无法准确测量中粗砂粒级颗粒（2~0.21 mm）,但能高精度测量较细沉积物粒径。分选较差的天然沉积物粒径分布范围较广,需要综合运用筛析法-激光法进行接序粒度测试。通常选用2 mm为界点开展接序粒度分析,但因激光法在测量中粗砂颗粒时误差较大,易导致接序粒度分析结果准确性不高。建议以0.21 mm为分界点开展接序粒度分析,分别避开筛析法和激光法测量精度不高的粒级区间,可使测试结果的准确性得到有效的提高。     

动态图像法应用于海滩沉积物粒度粒形测试及其与筛析法的比较

筛析法是海滩沉积物粒度分析较经典和常用的方法。随着科学技术的发展,利用动态图像法分析沉积物粒度逐渐得到推广。本文利用动态图形法和筛析法对海南岛5个海滩剖面20组沉积物样品进行粒度粒形测试,并将两种方法所测得的粒度进行比较。测试分析结果显示,该方法的测试结果重复性好,精度高;通过与筛析法的对比显示,动态图像法与筛析法的测试结果非常接近,粒度级配曲线基本一致,各个粒度参数值很接近且相关性非常好（R2>0.94）;由动态图像法得出的粒形参数可以看出,粒径相当的不同海滩沉积物粒形参数有很大差别,同一海滩不同部位的球形度和宽长比变化很大,对称度和凹凸度变化稍小。研究表明,动态图像法与筛析法之间的粒度分析差异主要来自于两者测量原理的不同和天然海滩砂颗粒形状的不规则;动态图像法解决了不规则沉积物粒度的测量。因此,动态图像法可以替代筛析法来测量沉积物粒度,应用前景广阔。     

南海表层沉积物的沉降法和激光法粒度分析结果对比和校正

沉降法与激光法粒度分析的主要差异是黏土粒径,这个差异将直接影响到黏土、粉砂含量和沉积物类型。本文对激光法黏土粒径和含量及沉积物类型进行系统校正。南海东部水深〉2 000 m海域沉降法得出的砂、粉砂、黏土含量分别为3.66%、42.43%、53.91%,激光法砂、粉砂、黏土含量分别为9.26%、61.11%、29.64%...     

用吸管法取代综合法进行粒度分析的试验及有关问题的探讨

一、用吸管法取代综合法进行粒度分析的意义按照现行海洋地质调查规范,在对所取的海洋底质及柱状样进行粒度分析时,如样品中粒径大于0.063mm 的颗粒多于85%时,可直接采用筛析法;如样品中粒径小于0.063mm 的颗粒超过85%时,可直接采用吸管法(也即沉析法)进行测试。但当样品的颗粒大小从粗至细各粒级均有分布时,则应采用综合法,也就是用筛析法和吸管法同时进行测试。最后,将两种方法所求得的百分含量统一平差,求出校正百分数。     

江苏潮滩沉积物激光粒度仪与移液管-筛析分析结果的对比

激光粒度仪的广泛应用带来了与历史数据的对比问题,因此需要建立激光粒度仪与早期分析结果之间的关系。根据江苏海岸潮滩沉积物样品的激光粒度仪和移液管-筛析法分析,对粒度参数、粒度组分等进行了对比,对两种方法的差异进行了分析。结果表明,对于江苏潮滩沉积物粒度参数中平均粒径的激光粒度仪与移液管-筛析分析结果之间有良好的线性关系;筛分法测得的粗颗粒物质较激光法偏少,而移液管法法测得的细颗粒物质较激光法偏多;将样品分类之后再进行两种方法所获粒度参数的回归分析,相关性得以提高,说明不同粒度组成的沉积物对分析结果的对比有不同的影响。两种方法之间的换算关系不仅与研究区域有关,而且与沉积物本身的粒度组成有关。     

江苏潮滩沉积物激光粒度仪与移液管-筛析分析结果的对比

激光粒度仪的广泛应用带来了与历史数据的对比问题,因此需要建立激光粒度仪与早期分析结果之间的关系。根据江苏海岸潮滩沉积物样品的激光粒度仪和移液管—筛析法分析,对粒度参数、粒度组分等进行了对比,对两种方法的差异进行了分析。结果表明,对于江苏潮滩沉积物粒度参数中平均粒径的激光粒度仪与移液管—筛析分析结果之间有良好的线性关系;筛分法测得的粗颗粒物质较激光法偏少,而移液管法法测得的细颗粒物质较激光法偏多;将样品分类之后再进行两种方法所获粒度参数的回归分析,相关性得以提高,说明不同粒度组成的沉积物对分析结果的对比有不同的影响。两种方法之间的换算关系不仅与研究区域有关,而且与沉积物本身的粒度组成有关。     

金沙江巧家段冲积物动态图像法粒度特征研究

图像法作为国际地科联唯一推荐的粒度分析方法,长期受制于样本量不足的问题。基于新型快速成像和处理技术的动态图像法可在短时间内为样品建立海量颗粒的粒度粒形数据库,为天然沉积物粒度特征的直观表达开辟了广阔前景。本文以金沙江巧家段右岸支沟冲积扇沉积物为研究对象,对4个沉积剖面20个样品进行动态图像粒度分析,建立样品颗粒图像数据库,计算颗粒6种粒径,包括等效投影圆面积径(等积径),弗雷德(Feret)径三种(最大、最小和均值)以及最小外接矩形径两种(最大和最小)等,并与激光(衍射/散射)法测试结果进行对比。结果表明:①图像法所获6种粒径的中值粒径和均值粒径均较激光法粗,分选性较激光法优。②消除量程差异后的对比结果表明,激光法所测均值粒径仅为真实均值粒径(图像法结果)的3/10～1/2左右(差值为0.68～1.78φ);这种偏离可能与天然沉积物的多矿物属性和不规则性有关。③两种测试方法所获结果均能反映相同的剖面沉积物粒度相对变化趋势,在传统的沉积环境判别准则下均能反映基本一致的动力条件和堆积环境。这些认识为图像法粒度分析技术的应用和推广提供了技术支撑和解释依据。     

沉积物粒度分析方法的比较

近年来激光粒度分析法在沉积物粒度分析方面的应用得到了进一步扩展。本文利用美国麦克奇公司生产的S3500型激光粒度分析仪开展沉积物粒度分析方法实验,研究表明:S3500型仪器较优的样品用量约为0.2 g;稀释过程会影响样品的粒度分布;样品分取方式会带来不同的随机误差。与薄片图像法和筛析法两种传统粒度分析方法获得的粒度分布参数比较表明:激光法测得的平均粒径较薄片图像法和筛析法偏细;激光法和筛析法的峰度相关性较好。采用Malvern 2000和Micro S3500两种激光粒度分析仪测量结果的比较表明:Malvern 2000测得的平均粒径较Micro S3500测得的平均粒径偏细,但二者的相关性很好(r=0.9574),研究认为这两种粒度仪的测试结果会给岩石粒度定名带来差异。由于各种粒度分析方法存在差异和局限性,在实际工作中粒度分析应尽可能建立在同一测量体系上,以便资料对比。     

激光法粒度筛析校正研究

激光法和筛析法分析作为两种最常见的用于沉积地质粒度分析的方法,其间的数据转换校正是在数据对比、数据对接时经常遇到且无法回避的问题。为此设计了两个实验,实验一对比了窄粒度范围样品两种分析方法的分析结果,统计分析了筛析法比激光法偏大的幅度,并提出一个校正方法;实验二对不同磨圆程度的样品进行分析,研究了磨圆度与两种分析方法差异程度之间的相关关系,认为实验一提出的校正方法适合一般条件下的天然沉积物粒度分析校正。文章又以实例展示了所提出的校正方法的校正效果并讨论了激光粒度法存在的问题。激光粒度分析法用于天然沉积物粒度分析时,结果常见明显的光滑化、正态化、双峰合并现象,扭曲了真实的粒度分布。文章认为实际样品具体情况远远复杂于米氏理论的设定条件,样品条件参数并未全部带入计算过程,所以激光法粒度求解是不精确的。更好的数据校正方法有待于激光粒度仪的软件、硬件改进。激光法合理的用于天然沉积物粒度分析还有一些问题需要讨论。     

基于图像法和激光法的山东半岛黄岛海滩沉积物粒度特征对比

以新型快速成像及处理技术为基础的动态图像法可为单个样品快速建立百万至上亿个颗粒的图像及粒度、粒形参数数据库,可直观表现天然沉积物的海量颗粒的大小和形状信息,但目前对其与激光法测试结果之间的异同尚缺乏深入理解。本文对采自山东半岛黄岛地区黄海沿岸3处海滩共190个样品进行动态图像粒度分析,通过等效投影面积径(等积径)计算均值粒径、分选系数、偏度、峰度等粒度参数,并与激光法测试结果进行对比。结果表明:1)现代海滩沉积物图像法统计粒径比激光法稍粗,但二者之间的差异较之细粒沉积物较多的类型(如冲洪积物)而言已经很小;2)现代海滩沉积物图像法粒度分析较之激光法分选更优,偏度和峰度均更小;3)图像法和激光法粒度分析结果在沉积环境判别中具有相近的功能,但图像法对沉积环境和动力条件的响应更为敏感。这些认识为动态图像粒度分析技术的应用推广和资料解释提供了新的理论与技术支持。     

江陵剖面沉积物的粒度特征及其古气候意义

通过对江汉平原江陵剖面高分辨率采样，利用激光粒度仪对沉积物粒度进行测试，分析了粒度的组成及其参数特征，结合孢粉资料和岩性特征，探讨了粒度在该区的古气候意义。结果表明，降水量较大的湿润气候条件下沉积物的粗颗粒组分明显增多；而降水量相对较少的干旱气候条件下沉积物的粗颗粒组分相对减少。通过与邻区对比．江汉平原江陵剖面沉积物粒度所揭示的该区近9000aB．P．以来的古气候变化与国内相邻区域其他指标的研究结果相一致。     

山东丁字湾海域沉积物重金属含量、分布及与粒径之间的关系研究

为揭示沉积物中重金属含量的粒径控制规律,选取山东丁字湾海域126件表层沉积物样品进行粒度和重金属(Cr、Pb、As、Cd和Hg)含量测试分析,总结沉积物类型和重金属分布特征,进而分析沉积物重金属含量、空间分布及其与粒径之间的关系。结果表明,自湾口至外海,沉积物类型由砂向粉砂大致呈扇形过渡,平均粒径φ值逐渐增大,黏土含量逐渐增高,Cr、Pb、Cd和Hg含量随之升高,As含量则先降后升,表层沉积物质量符合国家第一类标准。相关性分析表明,砂、砂质粉砂和粉砂中Cr含量与平均粒径均为显著正相关;砂中As含量与平均粒径为显著负相关,粉砂中As含量与平均粒径为显著正相关;砂质粉砂和粉砂中Hg含量与平均粒径均为显著正相关;其余各沉积物重金属含量和平均粒径相关性不显著。     

长江沉积物稀土元素的粒度效应研究

依据Stokes定律,将小于63μm的长江沉积物分成小于2、2～4、4～8、8～16、16～32、32～63μm6个粒级,采用ICP-MS法分别测试了分粒级沉积物的REE含量,结果显示:长江沉积物REE的丰度遵循元素的"粒度控制律",即随粒度变细,∑REE含量依次增高;北美页岩标准化分布曲线均呈右倾的近"W"型,轻、重稀土分馏明显,相对富集LREE,明显的Ce负异常和弱Eu亏损。对长江沉积物不同粒级样品进行X射线衍射分析和体视镜下观测,结果表明:长江沉积物随粒度增大石英和长石含量逐步增加,碳酸盐和重矿物在各个粒级中含量甚微并且随粒级变化不大;长江沉积物REE随粒度变细逐渐增加的特征主要受控于沉积物随粒度变化而变化的矿物成分,黏土粒级及细粉砂中较高的∑REE主要是黏土矿物吸附作用的结果,粗粉砂中较低的∑REE主要为长石和石英的稀释作用结果,而碳酸盐和重矿物因其较低的含量对稀土元素含量影响较小。     

粒度分析理论技术进展及其应用

粒度分析在区分沉积环境、判定物质输运方式、判别水动力条件和分析粒径趋势等方面具有重要作用。本文主要介绍粒径测试技术方法及其新进展,包括传统的直接测量法、筛析法、沉降法和以计算机为依托的激光粒度测试仪法;评述沉积物分类命名方法理论及其在区分沉积环境、判定物质输运方式和判别水动力条件等方面的应用,以及粒度分析在研究海洋环境中沉积物输运方向、即粒径趋势分析方面的重要作用。随着计算机技术的快速发展,粒度分析测试技术正朝向自动化和测试内容多样化方向发展,其在实践中的应用也将更加广泛。     

膨润土与石英的粒度分析方法优选

采用淘析法、激光粒度分析法、渗透过滤法、显微镜法对膨润土及石英的粒度进行测量比较分析。实验结果表明：4种方法得到的粒度由大到小依次为淘析法、激光粒度分析法、显微镜法、渗透过滤法;由于凝聚的影响,淘析法与激光粒度分析法测试结果粒度偏大;渗透法分析结果与显微镜法结果较为接近;膨润土在水中崩解的粒度比石英要小,但采用沉降法分离提纯,膨润土比石英更易于团聚,因此在湿法提纯研究中,有必要添加分散剂。     

湛江湾海域表层沉积物稀土元素特征及其物源指示意义

通过对湛江湾近海海域表层沉积物样品粒度和稀土元素(RE E)测试分析,系统地研究海域沉积物稀土元素地球化学特征并探讨其物质来源.结果表明,研究区沉积物的稀土元素含量变化较大,平均值为163.23μg/g,湾外的REE含量(168.61μg/g)高于湾内的REE含量(142.17μg/g);不同类型沉积物的稀土元素含量存...     

岷江上游叠溪古堰塞湖沉积物粒度特征及环境意义

利用古堰塞湖沉积物中连续的地质记录来研究区域过去气候变化规律,这一方法是继通过深海沉积、极地与高山冰芯、黄土、湖泊、洞穴石笋、珊瑚等沉积物中的地质记录来研究全球气候变化途径之后的又一新途径。反映沉积物中环境信息的代用指标有多种,其中粒度特征就是其中一种,它可以反映沉积过程中的古环境、古气候特征。通过该项研究可以建立青藏高原东部边缘(岷江上游叠溪地区)2万年以来的古环境古气候演化规律以及地质环境的演化规律,找到气候环境变化与地质环境演化的相关性。本文采用精细粒度分析和系统粒度分析等方法提取了堰塞湖相沉积物的粒度特征资料,并与已有的冰川湖沉积物的研究成果进行了对比分析。通过精细分析得到了堰塞湖相沉积物多为粉土和黏土;深色沉积物与粗颗粒相对应,浅色沉积物与细颗粒相对应的关系;并结合有机质测试发现:深色沉积物有机质含量多于浅色沉积物,表明粗颗粒土代表的是雨水充沛水动力条件好且植被相对茂盛的气候环境特征,细颗粒土则与其相反;沉积物中深浅交替的纹层厚度约为2～5 cm;这些特征与冰川湖沉积物特征差别很大,因此其代表的气候环境意义也完全不同。通过整个剖面的系统粒度分析得到了整个沉积过程的粒度变化特征,并据此结合年代测试结果将整个沉积剖面划分了7个粒度变化周期,揭示了该沉积过程中该地区经历了7次气候环境的变迁。     

汕头近岸海域表层沉积物粒度特征及其输运趋势

对汕头近岸海域70个站位表层沉积物作了粒度分析和粒度参数计算,以探讨沉积物粒度分布特征。分析结果显示,研究区表层沉积物可划分为9种底质类型,以黏土质粉砂（YT）、砂质粉砂（ST）和砂-粉砂-黏土（S-T-Y）为主;砾、砂、粉砂和黏土的平均含量分别为1.4％,29.2％,51.0％,18.4％。平均粒径在0.12~7.30 之间变化,平均值为5.53 ;分选系数、偏态和峰态值的变化范围分别为0.50~2.94,-0.65~0.30和0.63~2.67,对应的平均值为1.82,-0.02和1.11。根据粒度分析结果,结合系统聚类方法和因子分析方法将研究区分为四类沉积区,分别代表不同的沉积环境,并应用GSTA模型分析了沉积物净输运趋势。结果显示,在汕头港水深＜10 m的海区,径流来沙和海域来沙有在榕江入海口和近岸汇聚的趋势;水深＞10 m的海区,沉积物呈现出明显的沿海岸线东北向输运的特征;在柘林湾,沉积物主要表现为弱的由海岸/海岛向海湾输运的特征。粒径趋势模型所揭示的这种沉积物输运格局与研究区的物源和水动力状况较好吻合,可为研究区港口建设和航道管理的决策提供参考资料。