沉積物粒分析第1頁/共59頁提綱1.粒度概述

1.1粒度的概念

1.2粒度分布

1.3粒度的參數(shù)2.粒度的測試

2.1激光法

2.2沉降法3.粒度在地質(zhì)學(xué)上的應(yīng)用

3.1控制沉積物粒度的主要因素

3.2粒度劃分方案

3.3粒度在地質(zhì)學(xué)上的應(yīng)用第2頁/共59頁1.1粒度概念粒度是顆粒在空間范圍所占據(jù)大小的線性尺度粒度概述第3頁/共59頁第4頁/共59頁φ=-log2d

d，mmd=2n

φ值小數(shù)式分?jǐn)?shù)式888=23-3444=22-2222=21-1111=2000.51/21/2=2-110.251/41/4=2-220.1251/81/8=2-33“d”與“φ”的換算關(guān)系

第5頁/共59頁直方圖

頻率曲線

累積曲線粒度概述第6頁/共59頁1.3粒度參數(shù)粒度概述第7頁/共59頁（3）偏度

第8頁/共59頁（4）峰度（尖度）

第9頁/共59頁第10頁/共59頁一、古環(huán)境研究中深海沉積物粒度測試的預(yù)處理方法第11頁/共59頁

對于南海研究，強酸、強堿去除生物組分的效果好，但可能會破壞陸源碎屑組分，弱酸、弱堿不會造成破壞，但去除效果可能不佳。

使用HCl還是HAc去除碳酸鹽？及其合適的劑量？

NaOH還是Na2CO3去除生物硅？及其合適的劑量？

使用H2O2去除有機質(zhì)

深海沉積物主要包含陸源碎屑組分和海洋生物成因組分（主要為碳酸鹽及生物硅）

，提取陸地氣候環(huán)境變化信息，需將后者有效去除且不破壞前者。第12頁/共59頁研究材料MARCOPOLO航次MD05-2900號箱式巖芯，底部年代推測為MIS6。等間距采取20個樣品。圖1MD05-2900號巖芯采樣位置第13頁/共59頁步驟方法A方法B1方法B2方法B3方法C1方法C2方法C31.去碳酸鹽——5ml鹽酸10ml鹽酸15ml鹽酸5ml醋酸10ml醋酸15ml醋酸2.去生物硅——6gNaOH8gNaOH10gNaOH6gNa2CO38gNa2CO310gNa2CO3注：HCl的濃度均為10％，HAc的濃度均為25％；方法A不加入酸、堿試劑。樣品取0.15g。實驗流程一、分別按下列方法預(yù)處理并測粒度

以比較各自的粒度測試結(jié)果第14頁/共59頁二、每個樣品另取一部分，按上述方法，1、用不同劑量的鹽酸或醋酸處理后，用有機元素分析儀分析剩余無機碳的百分含量2、用不同劑量NaOH或Na2CO3處理后，用硅鉬藍(lán)比色法分析剩余生物硅的百分含量

以檢驗碳酸鹽及生物硅的去除效果第15頁/共59頁圖2不同方法預(yù)處理后南海沉積物樣品的粒度分布頻率曲線曲線形態(tài)觀察第16頁/共59頁圖3不同方法預(yù)處理后南海沉積物樣品中無機碳和生物硅的百分含量碳酸鹽去除效果比較生物硅去除效果比較第17頁/共59頁圖4用ESEM對方法B1（5mlHCl和6gNaOH）和C3（15mlHAc和10gNa2CO3）處理過的樣品進行觀察B1C3第18頁/共59頁圖片進一步證明：1、醋酸和鹽酸均可有效去除碳酸鹽。3、6gNaOH可有效去除生物硅，但繼續(xù)增加用量可能會破壞礦物2、大劑量的Na2CO3仍難將生物硅有效去除。

因此，應(yīng)使用6gNaOH去除生物硅第19頁/共59頁樣品的粒度分布頻率曲線樣品的平均粒徑及部分粒度組分隨深度變化的曲線圖5按確定方法預(yù)處理后南海沉積物樣品的粒度特征15ml25％的醋酸，6gNaOH第20頁/共59頁粒度在地質(zhì)學(xué)上的應(yīng)用

第3部分粒度在地質(zhì)學(xué)上的應(yīng)用

第21頁/共59頁第22頁/共59頁第23頁/共59頁碎屑物質(zhì)在流水中的搬運和沉積作用第24頁/共59頁第25頁/共59頁第26頁/共59頁第27頁/共59頁第28頁/共59頁第29頁/共59頁第30頁/共59頁第31頁/共59頁第32頁/共59頁第33頁/共59頁第34頁/共59頁第2部分粒度測試第35頁/共59頁粒度測試方法方法分類測量裝置測量結(jié)果直接觀察法放大投影器，圖像分析儀（與光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡相連）、能譜儀（與電子顯微鏡相連）粒度分布，形狀參數(shù)

篩分法電磁振動式、音波振動式粒度分布直方圖沉降法重力比重計、比重天平、沉降天平、光透過式、X射線透過式粒度分布離心力光透過式、X射線透過式粒度分布激光法光衍射激光粒度儀粒度分布光子相干光子相干粒度儀粒度分布小孔通過法庫爾特粒度儀粒度分布、個數(shù)計量流體通過法氣體通過粒度儀表面積、平均粒徑吸附法BET吸附儀表面積、平均粒度第36頁/共59頁第37頁/共59頁粒度測試方法方法分類測量裝置測量結(jié)果直接觀察法放大投影器，圖像分析儀（與光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡相連）、能譜儀（與電子顯微鏡相連）粒度分布，形狀參數(shù)

篩分法電磁振動式、音波振動式粒度分布直方圖沉降法重力比重計、比重天平、沉降天平、光透過式、X射線透過式粒度分布離心力光透過式、X射線透過式粒度分布激光法光衍射激光粒度儀粒度分布光子相干光子相干粒度儀粒度分布小孔通過法庫爾特粒度儀粒度分布、個數(shù)計量流體通過法氣體通過粒度儀表面積、平均粒徑吸附法BET吸附儀表面積、平均粒度第38頁/共59頁第39頁/共59頁粒度測試方法方法分類測量裝置測量結(jié)果直接觀察法放大投影器，圖像分析儀（與光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡相連）、能譜儀（與電子顯微鏡相連）粒度分布，形狀參數(shù)

篩分法電磁振動式、音波振動式粒度分布直方圖沉降法重力比重計、比重天平、沉降天平、光透過式、X射線透過式粒度分布離心力光透過式、X射線透過式粒度分布激光法光衍射激光粒度儀粒度分布光子相干光子相干粒度儀粒度分布小孔通過法庫爾特粒度儀粒度分布、個數(shù)計量流體通過法氣體通過粒度儀表面積、平均粒徑吸附法BET吸附儀表面積、平均粒度第40頁/共59頁沉降法顆粒在液體中的沉降速度與顆粒的大小有關(guān)，大顆粒的沉降速度快，小顆粒的沉降速度慢測量液面下某一深度處懸浮液濃度的變化率來間接地判斷顆粒的沉降速度沉降式粒度儀是測量懸浮液的透光率來反映懸浮液濃度

第41頁/共59頁重力沉降法的上限臨界直徑

第42頁/共59頁

部分樣品重力沉降法的上限臨界直徑

樣品介質(zhì)

水乙醇水+20%甘油水+40%甘油

石墨67.477.9127195.1石英60.672.2113.8173.8滑石6070.4112.6171.9高嶺石6070.4112.6171.9重質(zhì)碳酸鈣6070.4112.6171.9鋁粉6070.4112.6171.9碳化硅5565.2103156.9硅酸鋯46.657.586.9131.8鋅粉3947.272.8110鉬粉3441.463.696鎢粉273350.576.2第43頁/共59頁

影響沉降速度的幾個因素

（1）布朗運動（2）是否達到勻速運動（3）濃度的影響（4）非球形顆粒的影響（5）對流的影響（6）離心沉降對顆粒運動狀態(tài)的影響（7）消光系數(shù)第44頁/共59頁1.測試范圍：0.1μm-150μm。2.測試方式：重力沉降，離心沉降，組合沉降。3.重復(fù)性誤差：小于4%（測量標(biāo)準(zhǔn)樣品D50的偏差）。4.測試時間：一般3-15min/次。沉降法第45頁/共59頁粒度測試方法方法分類測量裝置測量結(jié)果直接觀察法放大投影器，圖像分析儀（與光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡相連）、能譜儀（與電子顯微鏡相連）粒度分布，形狀參數(shù)

篩分法電磁振動式、音波振動式粒度分布直方圖沉降法重力比重計、比重天平、沉降天平、光透過式、X射線透過式粒度分布離心力光透過式、X射線透過式粒度分布激光法光衍射激光粒度儀粒度分布光子相干光子相干粒度儀粒度分布小孔通過法庫爾特粒度儀粒度分布、個數(shù)計量流體通過法氣體通過粒度儀表面積、平均粒徑吸附法BET吸附儀表面積、平均粒度第46頁/共59頁貝克曼庫爾特激光粒度儀LS230型:0.04-2000um132枚檢測器，116個解析通道LS200型:0.

4-2000um126枚檢測器，92個解析通道LS100Q型:0.4-1000um126枚檢測器，72個解析通道第47頁/共59頁分析原理顆粒對入射激光產(chǎn)生散射光，利用檢測器探測光的強度，再運用矩陣反演分解角向散射光強即可獲得樣品的粒度分布2.1激光法第48頁/共59頁衍射理論的應(yīng)用顆粒大小決定了角度，根據(jù)此角度可計算顆粒直徑第一級暗斑顆粒徑d=1.22/Sin第49頁/共59頁不同的光強圖反映各自粒度分布00體積%體積%粒徑粒徑第50頁/共59頁實測通道對粒度報告的影響檢測器少的粒度儀，實測通道少，各通道粒度寬，只能通過合成多個虛擬通道來提高解析度，但結(jié)果是：粒度報告失真，趨近正態(tài)分布檢測器多的粒度儀，實測通道多，各通道粒度窄，不用通過合成多個虛擬通道來提高解析度，結(jié)果接近實際第51頁/共59頁用混合標(biāo)準(zhǔn)顆粒驗證探測器少的激光粒度儀探測器多的激光粒度儀第52頁/共59頁激光粒度儀光路圖小角度檢測器大角度檢測器檢測器光強圖----由各組份顆粒疊加的光強圖第53頁/共59頁庫爾特雙透鏡專利技術(shù)其它技術(shù)庫爾特技術(shù)透鏡的作用--使粒徑相同的顆粒產(chǎn)生的平行散射光聚焦于同一角度位置上的探測器，達到準(zhǔn)確測量的目的雙透鏡使信號采集保持一致性，降低系統(tǒng)了誤差不能使相同小顆粒的光線落在相同角度的探測器上第54頁/共59頁探測器排列方式當(dāng)激光對焦發(fā)生上下左右任何一個方向偏離時，將造成檢測角度在一個方向偏大，另一個方向偏小，十字星排布方式使整體偏差抵消，不至于出現(xiàn)其它排列方式造成所測數(shù)據(jù)整體偏大或偏小優(yōu)點：庫爾特十字形排布扇形排布直線形排布第55頁/共59頁2、激光種類及對焦方式對500um顆粒，偏差0.01。，粒徑漂移約10%750nm固體激光器，工作壽命達7萬小時當(dāng)激光均勻時當(dāng)激光不均勻時一般粒度儀采取