沉积物粒度分析
沉积物粒度分析
碳酸盐去除 效果比较
生物硅去除 效果比较
图3 不同方法预处理后 南海沉积物样品中 无机碳和生物硅的 百分含量
图4 用ESEM对方法B1（5ml HCl和6g NaOH）和C3（ 15ml HAc和10g Na2CO3） 处理过的样品进行观察
B1
C3
图片进一步证明：
1、醋酸和盐酸均可有效去除碳酸盐。 2、大剂量的Na2CO3仍难将生物硅有效去除。 3、6g NaOH可有效去除生物硅，但继续增加用量可能会
样品取 0.15g。
➢ 以比较各自的粒度测试结果
二、每个样品另取一部分，按上述方法，
1、用不同剂量的盐酸或醋酸处理后，用有机元素分析仪分析 剩余无机碳的百分含量
2、用不同剂量NaOH或Na2CO3处理后，用硅钼蓝比色法分析 剩余生物硅的百分含量
➢ 以检验碳酸盐及生物硅的去除效果
曲线形态观察
图2 不同方法预处理后南海沉积物样品 的粒度分布频率曲线
水+20%甘油 水+40%甘油
127
195.1
113.8
173.8
112.6
171.9
112.6
171.9
112.6
171.9
112.6
171.9
103
156.9
86.9
131.8
72.8
110
63.6
96
50.5
76.2
影响沉降速度的几个因素
（1）布朗运动 （2）是否达到匀速运动 （3）浓度的影响 （4）非球形颗粒的影响 （5）对流的影响 （6）离心沉降对颗粒运动状态的影响 （7）消光系数
粒度分布、个数计量 表面积、平均粒径 表面积、平均粒度
粒度测试方法
土壤沉积物粒度_国标检测方法_解释说明
土壤沉积物粒度国标检测方法解释说明1. 引言1.1 概述土壤是地球表面的重要自然资源之一，其组成和性质对生态环境、农业发展以及工程建设等方面都具有重要影响。
而土壤中的沉积物粒度是土壤颗粒大小和分布的一个重要指标，对于研究土壤物理性质、水分保持能力、渗透性以及微生物活动等方面具有关键意义。
1.2 文章结构本文将着重探讨国家标准检测方法在土壤沉积物粒度分析中的应用。
我们首先介绍了土壤沉积物粒度的定义和背景，并解释了粒度分析在土壤研究中的重要性。
随后，我们将详细阐述国家标准检测方法，包括样本采集和制备过程，以及实验步骤和流程。
最后，我们将对所得结果进行解读与分析，并讨论这些方法的优势与限制，同时也探讨了该方法在不同应用领域中的意义。
1.3 目的通过撰写本文，旨在提供一个全面而系统的论述关于土壤沉积物粒度国标检测方法的解释说明。
通过深入分析该方法的结果解读与分析方法，希望能帮助读者更好地理解土壤沉积物粒度的意义和应用领域，并为相关领域的研究和实际工作提供指导和参考。
同时，本文也旨在推动国家标准检测方法在土壤科学研究中的广泛应用，促进土壤保护与管理等方面的发展。
2. 土壤沉积物粒度2.1 定义和背景土壤沉积物粒度是指土壤中不同颗粒大小的分布情况。
土壤中的颗粒可以分为不同的级别，如砂、粉砂、黏土等。
研究土壤沉积物粒度可以了解土壤的成分和性质，对于土壤工程、环境科学等领域具有重要意义。
2.2 粒度分析的重要性粒度分析可用于确定土壤的力学性质和水文特性，从而为工程设计提供依据。
不同颗粒大小的土壤对水分保持能力、渗透性等方面有显著影响。
此外，通过分析土壤沉积物粒度，还可以推测进一步信息，如岩石来源、古气候变化等。
2.3 研究方法和技术进行土壤沉积物粒度分析通常需要使用一系列实验方法和技术。
其中包括：- 湿筛法：将采集的土样通过不同孔径的筛网进行筛选，以确定不同颗粒级别所占比例；- 沉降法：通过让悬浮在水中的粒子自由沉降，根据沉降速度推算出颗粒大小；- 水分散法：将土样浸泡于水中并充分搅拌，通过颗粒在液体中的分散情况来判断其大小。
敦煌盆地早更新世沉积物粒度分析、36Cl定年及其构造隆升意义
敦煌盆地早更新世沉积物粒度分析、36Cl定年及其构造隆升
意义的报告，600字
敦煌盆地是中国油气资源的重要区域，其早更新世沉积物的粒度分析、36Cl定年及其构造隆升意义对研究地表形成和地质
演化有着重要的意义。
首先，对于早更新世敦煌盆地沉积物粒度分析，研究发现，其粒度大多以砾砂为主，在颗粒尺寸大小方面，有细粉，泥沙，砂沙，砾石，砂砾，砂砾各类粒度组成，比重以砂砾粒度最高，而砂沙粒度次之，最后是细粉和泥沙粒度，其中，砂沙粒度中-1.7~-2mm的粒径组成比例最高。
另外，针对粒形，主要以椭
球形、山孢状、球状以及环状的粒子组成主要以砾石、砾砂和沙粒组成。
其次，针对敦煌盆地早更新世沉积物的36Cl定年，由于该沉
积物均有海岸河流沉积物形式，因此可以运用36Cl定年技术
来进行定年，结果发现，在不同的沉积层位中，36Cl都有明
显的波动变化，并且大多值都处于常见的衰减范围内，这说明其确实处于近似恒定的状态，从而定出敦煌盆地沉积物的年代为早更新世。
最后，敦煌盆地构造隆升的意义是，由于构造隆升的存在，使沉积物在年代上呈早更新世，并有利于油气资源勘探。
例如，它会使油气资源聚集于较深处，并使岩溶储层发育更好。
而另一方面，构造隆升也会促使油气资源的运移，从而影响油气勘探的成败。
因此，对于敦煌盆地的构造隆升意义是非常重要的，值得进一步研究。
综上所述，敦煌盆地早更新世沉积物的粒度分析、36Cl定年及其构造隆升意义对于研究地表形成和地质演化有着重要的意义。
因此，在未来应进一步加强研究，以期有助于更好地利用和开发区域内的油气资源。
海洋沉积物粒度分析与计算
海洋沉积物粒度分析与计算海洋沉积物粒度分析与计算是研究海洋沉积物的颗粒大小分布特征和变化规律的方法之一、通过对粒度数据的分析与计算，可以了解海洋沉积物的生成环境、沉积过程和物源特征等，对研究海洋地质学、古气候变化、古环境重建等方面具有重要意义。
本文将介绍海洋沉积物粒度分析与计算的基本原理、方法和应用。
1.原理海洋沉积物的粒度分布是指不同粒径的颗粒在垂直方向上的分布情况。
通常用粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂等几个等级来描述，其中粉砂为小于0.063mm的颗粒，细砂为0.063-0.125mm的颗粒，中砂为0.125-0.25mm的颗粒，粗砂为0.25-0.5mm的颗粒，砾砂为大于0.5mm的颗粒。
2.方法（1）样品采集：在海底进行采样，可以使用底播器、取样器等工具，根据研究的需要确定采样的位置和深度。
（2）样品处理：将采集的样品进行干燥、筛分等处理，得到不同粒径的颗粒。
（3）粒度分析：采用激光粒度仪、激光颗粒分析仪等设备，测量不同粒径的颗粒的浓度和体积分布等数据，并进行数据处理与统计。
（4）粒度计算：根据已测得的数据，可以计算出颗粒的平均粒径、分选系数、偏度系数等指标，用以描述沉积物的粒度特征。
3.应用（2）古气候变化与古环境重建：利用海洋沉积物的粒度分布，可以推测古代气候变化和环境演化过程，如冰期-间冰期的交替，季风气候的变化等。
（3）资源评价与利用：通过分析海洋底质的粒度特征，可以评估海底沉积物的潜在资源（如油气、金属矿产等）含量和分布规律，为资源的开发提供科学依据。
总之，海洋沉积物粒度分析与计算是研究海洋地质学和古环境学的重要手段，通过对沉积物粒度特征的分析与计算，可以揭示海洋环境变化的过程和机制，为海洋资源开发和环境保护提供科学依据。
粒度分析的地层沉积划分
粒度是沉积物和沉积岩的主要特征之一,它可以作为沉积物及沉积岩分类的定量指标,可以反映沉积作用的流体力学性质,又能作为分析与对比环境的一种依据。
粒度直接影响沉积岩与沉积物的物理性能,如可塑性、烧结性、孔隙性及渗透性。
因此,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。
在河流沉积中粒度指示意义与此恰恰相反,水动力条件是影响沉积物粒度分配的主要影响因素(孙千里等,2001),当流域降水增加时,水利搬运能力增强,沉积物粒度增大,指示环境有效湿度增加;而当流域偏向于干旱环境时,水文搬运能力减弱,沉积物粒度度减小,指示沉积环境有效湿度降低。
孙千里,周杰,肖举乐.位海沉积物粒度特征及其古环境意义[J].海洋地质与第四纪地质,2001,21(1): 93-95.。
海洋沉积物粒度分析与计算课件
粒度参数的统计特征
平均粒径
对所有颗粒的粒径进行加权平均， 得到平均粒径值。平均粒径是反
映颗粒群整体粒径大小的重要参数。
中值粒径
将颗粒群按照粒径大小进行排序， 取中间位置的粒径作为中值粒径。 中值粒径可以反映颗粒群中中等粒 径颗粒的数值。
有效粒径范围
指颗粒群中含量超过一定比例（如 50%）的粒径范围。有效粒径范围 可以反映颗粒群中主要粒径范围的 分布情况。
海洋沉积物粒度分析的意义
环境监测
粒度分析结果可以用于监测海 洋环境的演变，如悬浮物浓度、
泥沙输运等。
古海洋学研究
通过对沉积物粒度的分析，可 以推断古海洋环境、海流状况 等信息，有助于古海洋学的研究。
资源开发
粒度分析在海底资源开发中也 有重要应用，如海底矿产、油 气资源的勘探和开发。
数值模型验证
粒度分析结果可以为海洋数值 模型提供验证数据，提高模型
海洋沉物粒度分析与 件
• 引言 • 海洋沉积物粒度分析方法 • 粒度数据的处理与计算 • 粒度数据的统计分析 • 粒度数据的解释与应用 • 案例分析
引言
01
目的和背景
目的
本课件旨在介绍海洋沉积物粒度分析的基本原理、方法和技术，以及如何利用 计算技术进行数据处理和分析。
背景
随着海洋科学研究的深入，对海洋沉积物的认识越来越重要。粒度分析是研究 沉积物的重要手段，对于了解沉积物的来源、搬运过程、沉积环境等方面具有 重要意义。
根据粒度参数，结合其他沉积学 标志，如矿物组成、古生物等，
进行沉积环境判别。
判别结果
判断该海域的沉积环境类型，如 三角洲、河口、滨岸等。
应用价值
为该海域的资源开发、环境保护 和灾害防治提供科学依据。
沉积物粒度分析
激光法
光衍射
光子相 干
激光粒度仪
光子相干粒度仪 库尔特粒度仪 气体通过粒度仪 BET吸附仪
粒度分布
粒度分布 粒度分布、个数计量 表面积、平均粒径 表面积、平均粒度
小孔通过法 流体通过法 吸附法
沉降法
• 颗粒在液体中的沉降速度与颗粒的大小 有关，大颗粒的沉降速度快，小颗粒的 沉降速度慢 • 测量液面下某一深度处悬浮液浓度的变 化率来间接地判断颗粒的沉降速度 • 沉降式粒度仪是测量悬浮液的透光率来 反映悬浮液浓度
用混合标准颗粒验证
探测器多的激光粒度仪
探测器少的激光粒度仪
激光粒度仪光路图
大角度检测器 小角度检测器
检测器光强图---由各组份颗粒叠 加的光强图
库尔特双透镜专利技术
不能使相同小颗粒 的光线落在相同角 度的探测器上
库尔特技术
其它技术
透镜的作用--使粒径相同的颗粒产生的平行散射光聚焦于 同一角度位置上的探测器，达到准确测量的目的 双透镜使信号采集保持一致性，降低系统了误差
100m
110 °
115 °
120 °E
第2部分 粒度测试
粒度测试方法
方法分类 直接观察法 测量装置 放大投影器，图像分析仪（与光 学显微镜或电子显微镜相连）、 能谱仪（与电子显微镜相连） 电磁振动式、音波振动式 测量结果 粒度分布，形状参数
筛分法
粒度分布直方图
沉降法
重力
离心力
比重计、比重天平、沉降天平、 光透过式、X射线透过式
直方图 频率曲线 累积曲线
粒度概述
1.3 粒度参数
（3）偏度
（4）峰度（尖度）
一、古环境研究中深海沉积物粒度测试 的预处理方法
粒度分析在沉积岩的成因和沉积相中的应用
碎屑岩石学读书报告——粒度分析在沉积岩的成因和沉积相中的应用一、粒度的概念及标准1.粒度的概念粒度有两种值，线性值和体积值。
体积值一般以标准直径(dn)表示，它代表与颗粒体积相等的球的直径。
线性值常因颗粒形状不规则使测定测值很因难。
通常测三个值，最长直径dL、中间直径dI及最短直径dJ。
可按下述步骤确定这三个值：（1）．确定颗粒的最大投影面；（2）．做垂直最大投影面方向的最长截线，即最短直径dJ（3）. 对最大投影面做切线矩形(图l一1)，矩形酌短边即中间直径dI，长边则是最长直径dL。
可以看出，dL及dI的方向同时还表明颗粒在空间的方位，因此，它们既可用于粒度，也可作颗粒的组构分析用。
线性值粒度较常用，在砾岩研究中有时也用体积值。
2. 粒度的标准所谓粒度标准,就是人们所能通用的粒度标定方法。
在国内外、各个行业流行的粒度标准不下二十余种。
在地质部门,一般认为伍登——温德华标准比较合适。
这个标准以毫米为单位,2为底数,以2的n次方向两端扩展,形成一个以1为基数,2为公比数的等比级数数列。
伍登——温德华标准的优点是规律严谨,便于计算,其划分的精度也随着粒度的减小而提高。
此外,它也反映沉积颗粒的自然特性,这同尤尔斯特隆图解、谢尔兹图解、维希尔正态概率图解所揭示的砾、砂、粘土的水动力学特性是一致的。
但该标准的小数形式太过繁琐,应用不便。
为此,克鲁宾对此做了简单而巧妙的对数变换,即构成了所谓的“∮值”。
标准,它是一个简单的等差级数数列,数字简单,便于计算、绘图,其不足之处是不直观。
现在二者合用称为伍登——温德华——∮值标准(见表1),1969年美国经济古生物学家和矿物学家协会推荐这一联合标准作为共同的粒度标准。
二、粒度分析的方法砾石可用直接法测量，如用测杆、测规量砾石的直径，用量筒测砾石的体积。
可松解或疏松的细、中碎用岩多采用筛析法。
粉砂及帖土岩常用沉降法、流水法、液体比重计等方法测定。
虽少的小样或浓度太低的粉砂、粘土样，可采用光学法和电法。
海洋沉积物粒度分析与计算课件
以粒度值为横坐标，以对数值为 纵坐标绘制的曲线图，展示颗粒 大小与出现频率的对数关系。
粒度分布参数计算
平均粒度
描述粒度分布的平均值，通常采用算术 平均值或几何平均值计算。
标准偏差
描述粒度分布的离散程度，即各粒度值 与平均粒度之间的偏差程度。
不均匀系数
描述粒度分布的不均匀程度，即最大粒 度值与最小粒度值之比。
分段模型是一种将粒度分布分为多个区段的方法。每个区段都可以用不同的理 论或经验模型进行描述，从而更准确地模拟沉积物的粒度分布。
05
海洋沉积物粒度分析在地 球科学中的应用
古环境与古气候重建
古海洋学研究
通过分析沉积物中的粒度、矿物 和化学成分等信息，可以推断古
海洋环境的气候和环境特征。
古气候变化
利用不同时间段的沉积物进行分析 ，可以了解过去气候变化的记录和 原因。
02
样品处理
将采集的沉积物进行筛选、清 洗和干燥处理，以便进行粒度
分析。
03
样品保存
将处理后的样品妥善保存，避 免样品变质或污染。
粒度测量方法与标准
01
02
03
筛分法
沉降法
图像分析法
使用不同孔径的筛子将沉积物样品分成不 同粒度的组分，测量各组分的重量和粒度 分布。
将沉积物样品制成悬浊液，通过测量不同 时间点的沉淀物体积和粒度分布，计算粒 度参数。
人工智能与机器学习在粒度分析中的应用
01
人工智能与机器学习概述
人工智能和机器学习是当前计算机科学的两个重要分支，涉及对数据的
自动处理和理解以及对规律的自动学习和发现。
02
在粒度分析中的应用
在海洋沉积物粒度分析中，人工智能和机器学习可以用于识别和分类粒
用粒度分析资料来确定沉积环境
用粒度分析资料来确定沉积环境摘要：矿物碎屑和岩屑组成沉积岩的基本颗粒，其大小、形态、组构、来源等是大地构造环境、气候和水动力因素相互作用的结果。
其中沉积物颗粒大小是水动力条件的直接反映，同时也是气候干旱和潮湿的指示剂。
从沉积物样品的粒度参数中可以解译出大量气候和环境的演化信息。
关键词：粒度分析沉积环境颗粒大小1、粒度概述及其分析方法1.1定义通常，我们所说的颗粒大小是指其体积值，一般以标准直径（d）表示，取其最长直径用作粒度分析。
在实际工作中，往往粒径很小，大多碎屑样品的粒径＜1mm。
为了运算方便，目前广泛采用Φ值代替d值，是克鲁宾根据伍登—温德华粒级标准通过对数变换而来，其表达式定义为：Φ=-log2d其中d是颗粒直径，mm。
1.2粒度分析方法粒径测量作为粒度分析的前奏，目的是统计各种粒度出现的频率，进而分析其粒度参数。
粒度分析方法主要有筛析法、沉降分析（水析法）、显微镜粒度分析法和自动粒度分析仪法。
2、粒度参数无论用哪一种方法做粒径分析，其结果都会出现大量的数据。
如今，经常使用的粒度参数有粒度平均值、分选系数、偏度、峰态和C-M图。
2.1平均值顾名思义，粒度平均值是指沉积物颗粒的平均粒度，代表粒度分布的集中趋势，反映物质来源和环境变化。
其平均值表达式为：MZ=（Φ16+Φ50+Φ84）/3其中MZ代表平均值；Φ16、Φ50、Φ84分别代表累计频率为16%、50%、84%时的粒径大小。
2.2分选系数分选系数是矿物颗粒分选性好坏的直接反映，它可区分不同成因的沉积物。
如分选性极差的粗粒沉积岩反映当时的沉积环境为冲积扇或冰碛物，而分选较好的则是在风成沙丘的沉积环境中形成的。
2.3偏度偏度是对沉积物颗粒粗细的一种反映。
理想情况下，偏度表现为一正态曲线，此时平均值与中位数重合，即都在曲线的峰值位置，且峰值两端呈对称分布。
当沉积物颗粒较粗时，峰值的左边依次向左为中位数、平均值，亦即平均值的粒径大于中位数的粒径大于峰值对应的粒径。
海洋沉积物粒度分析与计算讲解
海洋沉积物粒度
机械分选作用
表现： 垂直方向上，在底部粗或比重大、上部细或比 重轻；水平方向则呈近岸粗、远岸细，上游比重大，下 游比重轻。 要求：水动力保持相对稳定。
海洋沉积物粒度
海洋沉积物粒级分类与名称
粒组类型 砾石 粒级名称 巨砾 粗砾 中砾 细砾 砂 极粗砂 粗砂 中砂 细砂 颗粒直径(mm) >256 256~64 64~8 8~2 2~1 1~0.5 0.5~0.25 0.25~0.125 Ф值 <-8 -8~-6 -6~-3 -3~-1 -1~0 0~1 1~2 2~3
实验七
海洋沉积物粒度分析与计算
海洋沉积物粒度
海洋沉积物在沉积过程，受其来源、搬运过程及沉积环 境等因素的影响，各海域沉积的碎屑物其形态及颗粒大 小存在差异。
海洋沉积物粒度
机械分选作用 不同粒径的碎屑物质进入海洋后，在水动力、碎屑物大 小、形态和比重，以及海底地形等多种因素联合作用下， 出现颗粒粗、比重大的碎屑先沉积，而颗粒细、比重轻 后沉积的现象。
海洋沉积物粒度计算
海洋沉积物粒度计算
粒度分析计算
沉积物命名
第三步 将处理好的沉积物样品放入烘箱，80-100℃烘干；
海洋沉积物粒度分析过程
第四步 取50克干样，在震筛机上筛10分钟左右（或人工用铜筛 筛到瓷盘内），将各粒级样品从铜筛中转移至样品袋包 装，并放入干燥器内，待称重；
海洋沉积物粒度分析过程
第五步 将样品袋内的样品分粒级在 1 ／万精密天平或电子天平 上称重。各颗粒重量之和应是100%； 若不是或大于此数，应将误差按比例分配到各粒级重量 中去，使总重量保持100%。
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二、到三十年代，由于温氏分类的推广和Φ标准及等比值粒级标准的采用，使单纯的 算术计算转换成对数的运算，使数理统计在粒度资料的处理中得到了应用。
三、到六、七十年代有较大的发展，由于石油资源和沉积矿产的勘探和开发迅猛发展 的结果。对石油来说，查明生油，储油的有利相带，研究沉积相有重要的理论和实际意义。 油田上岩相研究的重点是追索含油砂岩体的几何形态及划分成因类型，粒度数据是其中手段 之一。沉积物是一定环境的产物，它必然包含生成环境的某种信息。一当这种信息被找到， 沉积环境的研究就前进一步。
0.1）。这就破坏了其数学完整性。
2. 各部门对十进制的使用也未统一，多是各行其是。
（二）阿特贝尔格粒级标准 这种标准 1905 年为阿特贝尔格提出，在欧洲大多数国家比较习惯采用，他是以寻求沉
积物的物理性质为基础而进行粒级划分的，同时考虑了成果资料的图解表示和统计分析，该 粒级的基数为二，两个相邻粒级的比值为 10，这个分级标准 1927 年被国际土壤科学会议采 用作为土壤分析的标准，其分级名称如表 3。
Md(㎜)
砂质沉积
粉砂质沉积 粘土质沉积
粗
砂
中
细
粗粉砂
细粉砂质软泥
粉砂-粘土质软泥
粘土质软泥
1～0.5 0.5～0.25 0.25～0.1 0.1～0.05 0.05～0.01 <0.01（<70%） <0.01（>70%）
1～0.5 0.5～0.25 0.25～0.1 0.1～0.05 0.05～0.01 0.01～0.007 <0.007
表 4、 西德“土的工学分类”表
影响沉积物粒度测量结果的多因素分析
影响沉积物粒度测量结果的多因素分析目录1. 内容概述 (2)1.1 研究背景 (3)1.2 研究目的 (4)1.3 研究内容 (4)2. 沉积物粒度测量方法 (5)2.1 常见粒度分析方法 (7)2.2 方法的原理与特点 (8)2.3 方法的适用范围 (8)3. 影响沉积物粒度测量结果的因素分析 (10)3.1 沉积物自身因素 (11)3.1.1 矿物组成 (13)3.1.2 岩石结构 (14)3.1.3 沉积环境 (15)3.2 样品处理方法 (16)3.3 仪器测试因素 (18)3.3.1 仪器类型及精度 (19)3.3.2 测试操作流程 (20)3.3.3 环境条件的影响 (22)4. 对比分析与讨论 (23)4.1 不同方法的优缺点及适用范围 (24)4.2 不同因素对测量结果的影响程度分析 (25)4.3 数据统计及可信度分析 (27)5. 结论与展望 (27)5.1 研究结论 (28)5.2 实际应用 (29)5.3 未来研究方向 (30)1. 内容概述本文档旨在深入探讨影响沉积物粒度测量结果的多重因素，以便更全面、准确地理解和评估沉积物的粒度分布及其在地质学、环境科学和工程领域中的重要性。
通过系统地分析各种相关因素，本报告期望为沉积物粒度测量的实践和研究提供有价值的参考。
沉积物粒度是描述沉积物颗粒大小的重要参数，对于理解沉积作用过程、预测气候变化以及评估地质灾害风险等方面具有关键意义。
沉积物粒度受到多种因素的影响，这些因素相互作用，共同决定了测量结果的准确性和可靠性。
沉积物类型：不同类型的沉积物（如砂、粘土、砾石等）具有不同的粒度和成分特征，直接影响其粒度测量结果。
采样方法：采样过程中使用的工具、技术和操作细节对沉积物粒度的代表性具有重要影响。
环境条件：水深、流速、温度、盐度等环境因素会影响沉积物的搬运、沉积和侵蚀过程，从而改变其粒度分布。
仪器校准与操作误差：测量仪器的校准状况以及操作人员的技能水平都会对测量结果产生重要影响。
沉积物粒度分析
衍射理论的应用
第一级暗斑
颗粒径d=1.22/Sin
颗粒大小决定了角度， 根据此角度可计算颗粒直径
不同的光强图反映各自粒度分布
体积%
0
体积%
粒径
0
粒径
实测通道对粒度报告的影响
检测器多的粒度仪，实测通 道多，各通道粒度窄，不用 通过合成多个虚拟通道来提 高解析度，结果接近实际
检测器少的粒度仪，实测通 道少，各通道粒度宽，只能 通过合成多个虚拟通道来提 高解析度，但结果是：
沉积物粒度分析
提纲
1. 粒度概述
1.1 粒度的概念 1.2 粒度分布 1.3 粒度的参数
2. 粒度的测试
2.1 激光法 2.2 沉降法
3. 粒度在地质学上的应用
3.1 控制沉积物粒度的主要因素 3.2 粒度划分方案 3.3 粒度在地质学上的应用
粒度概述
1.1 粒度概念
• 粒度是颗粒在空间范围所占据大小的线 性尺度
碳酸盐去除 效果比较
生物硅去除 效果比较
图3 不同方法预处理后 南海沉积物样品中 无机碳和生物硅的 百分含量
图4 用ESEM对方法B1（5ml HCl和6g NaOH）和C3（ 15ml HAc和10g Na2CO3） 处理过的样品进行观察
B1
C3
图片进一步证明：
1、醋酸和盐酸均可有效去除碳酸盐。 2、大剂量的Na2CO3仍难将生物硅有效去除。 3、6g NaOH可有效去除生物硅，但继续增加用量可能会
破坏矿物
✓ 因此，应使用6g NaOH去除生物硅
样品的粒度分布频率曲线
样品的平均粒径及部分粒度组分随深度变化的曲线
图5 按确定方法预处理后 南海沉积物样品的粒度特征
15ml 25％的醋酸， 6g NaOH
海洋地质学中的沉积物粒度分析
海洋地质学中的沉积物粒度分析在海洋地质学中，对于海洋沉积物的研究十分重要。
沉积物中的粒度分析是一项常见的技术手段，用于了解沉积物的组成、形成过程以及古环境演变等信息。
本文将介绍海洋地质学中的沉积物粒度分析方法及其应用。
一、概述沉积物是指在水体中悬浮物质沉积下来形成的物质堆积体，主要由颗粒物质组成。
沉积物的粒度特征反映了物质来源、古环境、运动力学过程等信息。
因此，粒度分析可以为我们提供海洋地质学研究的重要线索。
二、粒度分析方法1. 水下观测法水下观测法是通过使用声纳设备获取海底沉积物的粒度信息。
声纳设备可以通过测量声波在沉积物中的传播速度来确定粒度分布。
该方法适用于获取大范围的海底沉积物粒度数据，但对于细粒沉积物的分辨率较低。
2. 潜望镜法潜望镜法是将一个细长的透明玻璃板下垂至水中，观测沉积物的垂直分布。
通过观察沉积物在玻璃板上的沉积特征，可以初步判断出粒度的分布情况。
这种方法操作简单，适用于水浅、光线充足的场合，但对于深水区的应用有一定局限性。
3. 核心取样法核心取样法是目前应用最广泛的沉积物粒度分析方法。
通过使用大型钻探设备，将海底沉积物采集为长而细的圆柱形样本，即岩心。
然后对岩心进行切片处理，利用显微镜或颗粒度分析仪器对沉积物的颗粒大小进行测量。
该方法可以获取更详细、准确的粒度数据，并且可以进行多种细节分析。
三、沉积物粒度分析的应用1. 古环境演变研究沉积物粒度分析可以通过分析粒度信息的变化，推断海洋环境的演变过程。
例如，随着粒度的变细，可以推测为较低能量的环境，如湖泊或静态海湾。
而粒度变粗则可能表示较高能量的环境，如河口、海岸线附近等。
2. 沉积物来源研究粒度分析可以帮助科学家确定沉积物的物质来源。
通过与潜在来源地的物质进行对比，可以推测沉积物是否来自陆地、火山活动、生物残骸或气候变化等。
3. 地质灾害评估沉积物粒度分析还可以用于地质灾害的评估，如海啸、风暴潮等。
通过分析沉积物的中的粗粒含量和相对密度，可以估计灾害事件的规模和频率。
海洋沉积物粒度分析与计算
海洋沉积物粒度分析与计算概述：海洋沉积物粒度是指被海水运动沉降到海底的颗粒物在大小上的分布特征。
粒度分析与计算是研究海洋沉积物特性与环境演化的重要方法之一、通过对海洋沉积物样品进行粒度分析和计算，可以了解沉积物的颗粒大小分布、颗粒组成以及沉积环境的动力学特征。
粒度分析方法：常见的粒度分析方法有激光颗粒分析法、筛分法、沉积柱分析法等。
其中，激光颗粒分析法是一种高效、准确的粒度分析方法。
利用激光器激发沉积物样品，通过对散射光的测量，可以确定颗粒物的大小和浓度。
此外，沉积物样品通常还需要进行预处理，如去除有机质、碳酸盐等杂质，以提高粒度分析的准确度。
粒度计算方法：1.极均值法：根据粒度曲线的形状，将其分为若干极均值段。
计算每段的灰度平均值和质量比例，进而得到每段的大、中、小类粒径。
2.统计指标法：通过计算统计指标，如平均粒径、分选系数、偏度、峰度等，从整体上描述粒度分布的特征。
3.图解法：将粒度曲线用直方图绘制出来，通过观察曲线形状和峰值位置等特征，初步判断沉积物粒度组成和沉积环境特征。
粒度分析结果的解释：1.粒度曲线：粒度曲线反映了沉积物中不同粒径颗粒的相对含量。
典型的粒度曲线形状可分为正态曲线、双峰曲线、倒“U”型曲线等。
不同的曲线形状对应不同的沉积环境和运动形式。
3.分选系数：分选系数反映了沉积物中颗粒的分选程度，值越大说明颗粒的分选越完善。
分选系数可以用来判断沉积物的运动方式。
4.偏度与峰度：偏度和峰度是统计指标，反映了沉积物粒度分布的偏斜和尖峰程度。
正偏度和负峰度的曲线表明颗粒分布向大颗粒倾斜；负偏度和正峰度的曲线则表明颗粒分布向小颗粒倾斜。
应用与意义：总结：海洋沉积物粒度分析与计算是研究沉积物特性与环境演化的重要方法。
通过粒度分析，可以了解海洋沉积物中颗粒的大小分布、颗粒组成以及沉积环境的动力学特征。
激光颗粒分析法是一种常用的粒度分析方法，可以提供高效、准确的颗粒大小和浓度信息。
粒度分析结果的解释需要结合统计指标、粒度曲线的形状等，从整体上了解沉积物粒度分布的特征。
沉积物粒度分析课件
04
结果解释和应用
粒度分布特征及其意义
粒度分布曲线
粒度分布曲线可以揭示沉积物中各种粒度的含量和比例关系，进 而反映沉积物的搬运和沉积过程。
粒度参数
通过计算和分析粒度参数，如平均粒径、标准偏差等，可以进一步 定量描述沉积物的粒度分布特征。
沉积构造和沉积相等
沉积构造和沉积相等可以辅助解释沉积环境的特征和演变过程。
02
分析方法和技术
沉积物样品的采集和保存
沉积物样品采集
选择合适的采样点，使用专业的采样设备，按照规范进行采样操作。
沉积物样品保存
将样品进行妥善保存，避免阳光、湿度、温度等因素的影响，保证样品的真实性 和完整性。
粒度测量的基本原理和方法
粒度测量原理
根据颗粒的大小和形状，利用物理和数学方法进行测量，得到粒度分布和粒径等信息。
随着科技的发展，沉积物粒度分析将不断引入新的技术和方法，如高分 辨率显微镜、X射线衍射、光谱分析等，提高分析的精度和可靠性。
未来，沉积物粒度分析将更加注重与其它学科的交叉融合，如地球化学 、古生物学、环境科学等，推动沉积学研究的深入发展。
06
参考文献和致谢
参考文献
范明, 张宁, 王越等. 沉积物粒度分析 教程[M]. 北京: 科学出版社, 2018.
为地质历史重建和年代学研究提供重要依据。
分析的背景和现状
沉积物粒度分析方法在国内外广泛应用于地球科学、环境 科学、水文学等领域的基础研究，成为地层学、地貌学、 环境科学等学科的重要研究手段。
随着科技的不断发展，沉积物粒度分析方法也在不断改进 和完善，如自动化测量、图像分析等新技术的应用，提高 了分析的精度和效率。
环境监测
通过分析沉积物的粒度特征，可以监测和研究环 境（如水质、气候等）的变化趋势。
沉积物测定指标
沉积物测定指标引言：沉积物是地球表面最常见的物质之一，它们对环境和生物系统具有重要影响。
通过测定沉积物中的一些指标，可以获得有关环境变化、污染物来源和生物地球化学过程的宝贵信息。
本文将探讨几个常用的沉积物测定指标，包括有机质含量、粒度分析、重金属含量和放射性核素浓度。
一、有机质含量有机质含量是沉积物中有机物的质量或体积比例。
有机质是由植物、动物和微生物的生物残体、分解产物以及其他有机物质组成的。
测定沉积物中的有机质含量可以提供关于沉积物来源、有机质的保存和分解过程、生物活动和环境变化等方面的信息。
常用的测定有机质含量的方法包括元素分析、热量分析和光谱分析。
二、粒度分析粒度分析是指测定沉积物中不同粒径颗粒的含量和分布。
粒度分析可以揭示沉积物的沉积环境、物质来源和运移过程。
常用的粒度分析方法有筛分法、激光粒度分析法和激光粒度仪法。
根据不同的粒径分级标准，可以将沉积物分为粗颗粒、中颗粒和细颗粒，并计算粗颗粒、中颗粒和细颗粒的含量百分比。
粒度分析结果可以用来推断沉积物的输运途径、搬运能力和沉积速率。
三、重金属含量重金属是指密度大于5克/立方厘米的金属元素。
沉积物中的重金属主要来自于人类活动和天然源。
测定沉积物中的重金属含量可以评估环境污染程度和污染物的来源。
常用的测定重金属含量的方法有原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法和X射线荧光光谱法。
通过测定沉积物中重金属的含量，可以了解污染物的分布和迁移规律，从而制定相应的环境保护措施。
四、放射性核素浓度放射性核素是具有放射性衰变性质的同位素。
沉积物中的放射性核素主要来自于自然辐射和人为核活动。
测定沉积物中放射性核素的浓度可以用于研究沉积物的沉积速率、沉积物来源以及周围环境的辐射水平。
常用的测定放射性核素浓度的方法有α射线谱法、β射线谱法和伽马射线谱法。
通过测定沉积物中放射性核素的浓度，可以评估环境放射性水平，为核辐射防护提供科学依据。
结论：沉积物测定指标是研究沉积物特性和环境变化的重要工具。
沉积物粒度分析方法的比较
信息系统工程 │ 2019.12.20147ACADEMIC RESEARCH 学术研究摘要：粒度分析是沉淀学重要的研究方法之一，在地球地质以及海洋地质的研究中有重要的应用价值。
现阶段我国主要采用激光粒度分析作为主要的粒度分析方法，论文基于s3500激光粒度分析仪器作为主要的研究工具，探究不同粒度分析方法存在的差异和局限性，旨在为我国沉积物粒度分析的研究提供借鉴。
关键词：沉积物粒度分析；激光粒度分析法；对比分析粒度分析是沉积学中重要的研究内容之一，对沉积物质子进行粒度分析可以有效掌握沉积物质子运动过程和沉积物结构特征。
在地质学研究中有着重要的应用价值。
现阶段对粒度的分析方法众多，如直接测量法、筛析法、沉降法、激光测量法等等。
不同的测量方法有不同的测量优势和应用范围，如直接测量法适合质子大小较大的沉积物粒度分析，筛析法适合对黏土等小颗粒沉降物的质子粒度测量。
在多种质子粒度测量的方式中，我国沉积学研究中应用最为广泛的是激光分析法。
激光分析法起始于1973年由德国科学家研发应用，我国在上个世纪八十年代初期引入，经过几十年不断优化完善，激光分析法具有测量速度快、适用范围广、测量成本低、测量结果精准等诸多特点。
在我国地质研究、海洋矿产研究、古海洋学研究等沉降学研究领域中有广阔的应用空间。
但激光粒度测量方法受其技术原理决定，激光粒度测量方法的结果容易受到测试设备以及测试方法的影响而产生较大的差距，文章通过对应的实验，研究不同测试方法以及测试仪器对测试结果产生的影响差异[1]。
一、激光粒度测试原理分析激光粒度分析是基于不同质子对于激光的光学反射差异进行粒度测量。
在通过激光测试仪器，对质子进行激光照射时，质子对激光会产生衍射、反射、折射等光学现象，不同质子具有不同的光学干涉效果，从而可以绘制对应的激光散射图谱。
结合散射光强岁角度的增加呈对数规律衰减的光学原理，可以实现粒度的测试[2]。
二、激光粒度分析法基于课题的研究需求和研究条件，本文选择在美国1996年研发生产的是s3500型激光粒度分析仪，选择malvern2000型激光粒度分析仪作为参照实验的分析设备、展开研究。
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粒度分布、个数计量 表面积、平均粒径 表面积、平均粒度
粒度测试方法
方法分类 直接观察法
筛分法 沉降法 重力
离心力 激光法 光衍射
光子相 干 小孔通过法 流体通过法 吸附法
测量装置
测量结果
放大投影器，图像分析仪（与光 粒度分布，形状参数 学显微镜或电子显微镜相连）、 能谱仪（与电子显微镜相连）
电磁振动式、音波振动式
检测器多的粒度仪，实测通 道多，各通道粒度窄，不用 通过合成多个虚拟通道来提 高解析度，结果接近实际
检测器少的粒度仪，实测通 道少，各通道粒度宽，只能 通过合成多个虚拟通道来提 高解析度，但结果是：
粒度报告失真，趋近正 态分布
用混合标准颗粒验证
探测器多的激光粒度仪
探测器少的激光粒度仪
激光粒度仪光路图
测量装置
测量结果
放大投影器，图像分析仪（与光 粒度分布，形状参数 学显微镜或电子显微镜相连）、 能谱仪（与电子显微镜相连）
电磁振动式、音波振动式
粒度分布直方图
比重计、比重天平、沉降天平、 粒度分布 光透过式、X射线透过式
光透过式、X射线透过式
粒度分布
激光粒度仪
粒度分布
光子相干粒度仪
粒度分布
库尔特粒度仪 气体通过粒度仪 BET吸附仪
现代分析测试技术
沉积物粒度分析
提纲
1. 粒度概述
1.1 粒度的概念 1.2 粒度分布 1.3 粒度的参数
2. 粒度的测试
2.1 激光法 2.2 沉降法
3. 粒度在地质学上的应用
3.1 控制沉积物粒度的主要因素 3.2 粒度划分方案 3.3 粒度在地质学上的应用
粒度概述
1.1 粒度概念
• 粒度是颗粒在空间范围所占据大小的线 性尺度
样品取 0.15g。
➢ 以比较各自的粒度测试结果
二、每个样品另取一部分，按上述方法，
1、用不同剂量的盐酸或醋酸处理后，用有机元素分析仪分析 剩余无机碳的百分含量
2、用不同剂量NaOH或Na2CO3处理后，用硅钼蓝比色法分析 剩余生物硅的百分含量
➢ 以检验碳酸盐及生物硅的去除效果
曲线形态观察
图2 不同方法预处理后南海沉积物样品 的粒度分布频率曲线
2.1 激光法
分析原理
颗粒对入射激光产生散射光， 利用检测器探测光的强度， 再运用矩阵反演分解角向散 射光强即可获得样品的粒度 分布
衍射理论的应用
第一级暗斑
颗粒径d=1.22/Sin
颗粒大小决定了角度， 根据此角度可计算颗粒直径
不同的光强图反映各自粒度分布
体积%
0
体积%
粒径
0
粒径
实测通道对粒度报告的影响
✓ 使用H2O2去除有机质
➢ 使用HCl还是HAc去除碳酸盐？及其合适的剂量？ NaOH还是Na2CO3去除生物硅？及其合适的剂量？
研究材料
MARCO POLO航次MD05-2900号箱式岩芯，底部年代推测 为MIS 6。等间距采取20个样品。
图1 MD05-2900号岩芯采样位置
实验流程
一、分别按下列方法预处理并测粒度
步骤
方法A 方法B1 方法B2 方法B3 方法C1 方法C2 方法C3
1.去碳酸盐 ——
5ml 盐酸
10ml 盐酸
15ml 盐酸
5ml 醋酸
10ml 醋酸
15ml 醋酸
2.去生物硅
——
6g
8g
NaOH NaOH
10g NaOH
6g
8g
10g
Na2CO3 Na2CO3 Na2CO3
注：HCl的浓度均为10％，HAc的浓度均为25％；方法A不加入酸、碱试剂。
中国
20°
100m 20100m00m
15° 湄
公
南海 4000m
河
10°
MD01-2392
2001m000m
5° 100m
苏禄海
105° 110° 115° 120°E
第2部分 粒度测试
粒度测试方法
方法分类 直接观察法
筛分法 沉降法 重力
离心力 激光法 光衍射
光子相 干 小孔通过法 流体通过法 吸附法
碳酸盐去除 效果比较
生物硅去除 效果比较
图3 不同方法预处理后 南海沉积物样品中 无机碳和生物硅的 百分含量
图4 用ESEM对方法B1（5ml HCl和6g NaOH）和C3（ 15ml HAc和10g Na2CO3） 处理过的样品进行观察
B1
C3
图片进一步证明：
1、醋酸和盐酸均可有效去除碳酸盐。 2、大剂量的Na2CO3仍难将生物硅有效去除。 3、6g NaOH可有效去除生物硅，但继续增加用量可能会
直线形排布
扇形排布
库尔特十字形排布
优点：
当激光对焦发生上下左右任何一个方向偏离时，将造成检测角度在一个方 向偏大，另一个方向偏小，十字星排布方式使整体偏差抵消，不至于出现 其它排列方式造成所测数据整体偏大或偏小
2、激光种类及对焦方式
一般粒度仪采取在同心圆上用三枚等距检测器辅助对焦方式，由于光源不 均匀带来偏差可能性较大，库尔特采取32枚参与对焦，大大降低了误差可 能性
测量装置
测量结果
放大投影器，图像分析仪（与光 粒度分布，形状参数 学显微镜或电子显微镜相连）、 能谱仪（与电子显微镜相连）
电磁振动式、音波振动式
粒度分布直方图
比重计、比重天平、沉降天平、 粒度分布 光透过式、X射线透过式
光透过式、X射线透过式
粒度分布
激光粒度仪
粒度分布
光子相干粒度仪
粒度分布
库尔特粒度仪 气体通过粒度仪 BET吸附仪
破坏矿物
✓ 因此，应使用6g NaOH去除生物硅
样品的粒度分布频率曲线
样品的平均粒径及部分粒度组分随深度变化的曲线
图5 按确定方法预处理后 南海沉积物样品的粒度特征
15ml 25％的醋酸， 6g NaOH
粒度在地质学上的应用
第3部分 粒度在地质学上的应用
碎屑物质在流水中的搬运和沉积作用
25°N
重力沉降法的上限临界直径
Ds3
s
3.62 f f g
部分样品重力沉降法的上限临界直径
样品 介质 水
石墨
67.4
石英
60.6
滑石
60
高岭石
60
重质碳酸钙 60
铝粉
60
碳化硅
55
硅酸锆
46.6
锌粉
39
钼粉
34
钨粉
27
乙醇
77.9 72.2 70.4 70.4 70.4 70.4 65.2 57.5 47.2 41.4 33
（4）峰度（尖度）
一、古环境研究中深海沉积物粒度测试 的预处理方法
深海沉积物主要包含陆源碎屑组分和海洋生物成因组分（主要 为碳酸盐及生物硅） ，提取陆地气候环境变化信息，需将后者 有效去除且不破坏前者。
对于南海研究，强酸、强碱去除生物组分的效果好，但可能 会破坏陆源碎屑组分，弱酸、弱碱不会造成破坏，但去除效果 可能不佳。
粒度分布
光子相干粒度仪
粒度分布
库尔特粒度仪 气体通过粒度仪 BET吸附仪
粒度分布、个数计量 表面积、平均粒径 表面积、平均粒度
沉降法
• 颗粒在液体中的沉降速度与颗粒的大小 有关，大颗粒的沉降速度快，小颗粒的 沉降速度慢
• 测量液面下某一深度处悬浮液浓度的变 化率来间接地判断颗粒的沉降速度
• 沉降式粒度仪是测量悬浮液的透光率来 反映悬浮液浓度
大角度
库尔特双透镜专利技术
库尔特技术
其它技术
不能使相同小颗粒 的光线落在相同角 度的探测器上
透镜的作用--使粒径相同的颗粒产生的平行散射光聚焦于 同一角度位置上的探测器，达到准确测量的目的
双透镜使信号采集保持一致性，降低系统了误差
探测器排列方式
沉降法
• 1.测试范围：0.1μm-150μm。 • 2.测试方式：重力沉降，离心沉降，组合
沉降。 • 3.重复性误差：小于4%（测量标准样品
D50的偏差）。 • 4.测试时间：一般3-15min/次。
粒度测试方法
方法分类 直接观察法
筛分法 沉降法 重力
离心力 激光法 光衍射
光子相 干 小孔通过法 流体通过法 吸附法
光子相 干 小孔通过法 流体通过法 吸附法
测量装置
测量结果
放大投影器，图像分析仪（与光 粒度分布，形状参数 学显微镜或电子显微镜相连）、 能谱仪（与电子显微镜相连）
电磁振动式、音波振动式
粒度分布直方图
比重计、比重天平、沉降天平、 粒度分布 光透过式、X射线透过式
光透过式、X射线透过式
粒度分布
激光粒度仪
粒度分布、个数计量 表面积、平均粒径 表面积、平均粒度
贝克曼库尔特激光粒度仪
LS230型: 0.04-2000um 132枚检测器，
116个解析通道 LS200型: 0. 4-2000 um 126枚检测器， 92个解析通道 LS100Q型: 0.4-1000um 126枚检测器， 72个解析通道
粒度分布直方图
比重计、比重天平、沉降天平、 粒度分布 光透过式、X射线透过式
光透过式、X射线透过式
粒度分布
激光粒度仪
粒度分布
光子相干粒度仪
粒度分布
库尔特粒度仪 气体通过粒度仪 BET吸附仪
粒度分布、个数计量 表面积、平均粒径 表面积、平均粒度
粒度测试方法
方法分类 直接观察法
筛分法 沉降法 重力
离心力 激光法 光衍射
水+20%甘油 水+40%甘油
127
195.1