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粒度 筛析法具体流程
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1. 取样，从待测样品中取具有代表性的样品。
第11-粒度分析
颗粒群的比表面(specific surface area, 比表面积的简称)有两种： 体积比表面积SV和重量比表面Sw，后者常直接称为比表面。SV是单位体积 颗粒群的表面积，Sw是单位重量颗粒群的表面积。当然
SV SW
气体吸附是测量和研究固体表面结构的重要方法之一。
1.吸附等温线
吸附平衡时的吸附量，可以用全量的、单位体积的或单位质量的吸附剂 所吸附气体的质量、物质的量(以摩尔为单位)、分子数或体积V(在STP， 即0℃，760mmHg)表示。以下讨论中采用全量吸附剂的吸附量。 吸附量除与吸附体系的物质本性有外，当然与吸附平衡时的温度T及吸附 质气体的压力有关，若T一定
按照Mie 理论，散射光的振幅函数可以表示为：
s
2l 1 (al l bl l ) l 1 l (l 1)
其中 l、 l 仅与有关，而Mie 系数al 、bl 则与m 和有关。
在波长一定的情况下，尺寸参数正比于粒径D。 D 越小随之越小。 光强又与振幅S的平方成正比，
BET公式是Brunauer , Emmett 和 Teller 三人提出的公式， 其推导可 用动力学方法或统计热力学方法。
V Vm
Cx (1 x)(1 x Cx)
式中p为吸附质的平衡压力，p0为在实验温度时吸附质的饱和蒸气压，x ＝p/p0叫做相对压力，V 为在平衡压力为p时的吸附量，Vm为单层吸附量， c为一常数。 通过测定一系列对应的 p 和 V 值， 以x / V(1-x) 对x 作图可以得 到一直线，其斜率a 和截距b 分别为：
第十章 颗粒粒度及比表面积 §10.1 有关粒度的几个定义 颗粒的宽度b定义为相距最近的，能夹颗粒投影像的两根 平行线间的距离。然后将与宽度垂直的，能夹此投影像的两 根平行线的距离定义为颗粒长度l 。颗粒投影像的周长和面 积分别用L和a表示。颗粒的表面积和体积分别用s和v表示。
SV SW
气体吸附是测量和研究固体表面结构的重要方法之一。
1.吸附等温线
吸附平衡时的吸附量，可以用全量的、单位体积的或单位质量的吸附剂 所吸附气体的质量、物质的量(以摩尔为单位)、分子数或体积V(在STP， 即0℃，760mmHg)表示。以下讨论中采用全量吸附剂的吸附量。 吸附量除与吸附体系的物质本性有外，当然与吸附平衡时的温度T及吸附 质气体的压力有关，若T一定
按照Mie 理论，散射光的振幅函数可以表示为：
s
2l 1 (al l bl l ) l 1 l (l 1)
其中 l、 l 仅与有关，而Mie 系数al 、bl 则与m 和有关。
在波长一定的情况下，尺寸参数正比于粒径D。 D 越小随之越小。 光强又与振幅S的平方成正比，
BET公式是Brunauer , Emmett 和 Teller 三人提出的公式， 其推导可 用动力学方法或统计热力学方法。
V Vm
Cx (1 x)(1 x Cx)
式中p为吸附质的平衡压力，p0为在实验温度时吸附质的饱和蒸气压，x ＝p/p0叫做相对压力，V 为在平衡压力为p时的吸附量，Vm为单层吸附量， c为一常数。 通过测定一系列对应的 p 和 V 值， 以x / V(1-x) 对x 作图可以得 到一直线，其斜率a 和截距b 分别为：
第十章 颗粒粒度及比表面积 §10.1 有关粒度的几个定义 颗粒的宽度b定义为相距最近的，能夹颗粒投影像的两根 平行线间的距离。然后将与宽度垂直的，能夹此投影像的两 根平行线的距离定义为颗粒长度l 。颗粒投影像的周长和面 积分别用L和a表示。颗粒的表面积和体积分别用s和v表示。
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。
第二讲-粒度分析
• 2 沉降法
• 基本原理：利用颗粒的沉降速度来划分粒级分布，并且把 较细颗粒的沉积物分离为粒级。
• •
>2 mm：惯性沉降 <0.2mm：粘性沉降，Ｓtocks沉降公式：
w
1 18
s
gD2
• 移液管法：先准备浓度低而均匀的悬浮液，将1升悬浮液 装入刻度筒中，按标准的时间间隔从顶面向下10cm或 20cm标度处取出悬浮样品。根据Ｓtocks定律计算出吸取 样时间。根据从已知样品体积中所回收的沉降物重量（干 重），可以计算出粒度分布。
– 激光粒度仪的工作原理基于光与颗粒之间的作用，在光束中，一 定粒径的球形颗粒以一定的角度向前散射光线，这个角度接近于 与颗粒直径相等的孔隙所产生的衍射角，当一束单色光束穿过悬 浮的颗粒流时颗粒产生的衍射光通过再现凸透镜会聚于探测器上。 探测器记录了不同衍射角的散射光强度。同时，没有发生衍射的 光线，会经凸透镜聚焦于探测器中心，不影响发生衍射的光线。 因此颗粒流经过激光束时，可以产生一个稳定的衍射谱。
线的斜率即为分选度，直线越倾斜，分选性越好。 – 最大优点是揭示了沉积物与搬运营力之间的关系，甚至
搬运条件的微弱变化，也能反映在曲线上。
99.9
99.5 99 98
95 90
80 70 60 50 40 30 20
10 5
2 1 0.5
0.1 0.05
0.01 0.005
md1 ST md2 YT
0
md42 md43 md44 md45 md46 md47
粒度频率分布图 8 7 6 5 4 3 2 1 0
粒度phi
(-2)-(-1.75) (-1.25)-(-1) (-0.5)-(0.25)
粒度分析实验范文
粒度分析实验范文
实验步骤如下：
1.样品制备：选择适当的材料样品，如金属粉末、陶瓷颗粒等，根据实验目的决定样品的数量和尺寸范围。
将样品置于特定的容器中，保证样品的均匀性和稳定性。
2.实验仪器：准备一台适用于粒度分析的仪器，如激光粒度仪、显微镜、扫描电子显微镜等。
根据实验要求选择合适的仪器，并确保仪器的工作状态正常。
3.采集图像数据：使用仪器获取样品的图像数据，可以通过显微镜直接观察颗粒形态，并进行记录。
对于较大颗粒或不透明样品，可以通过扫描电子显微镜获取高分辨率的图像。
4.图像处理：将图像导入图像处理软件，对图像进行处理和分析。
常用的图像处理方法有二值化、边缘检测、粒径测量等。
通过这些方法，可以提取颗粒的形态特征和粒径分布信息。
5.数据分析：对处理后的图像数据进行分析。
可以使用统计学方法计算颗粒的平均粒径、标准差、尺寸分布曲线等参数。
同时，还可以比较不同处理条件下的颗粒尺寸差异，以及颗粒形态的变化。
6.结果展示：将实验结果进行归纳总结，并绘制直方图、散点图等图表展示颗粒尺寸分布和形态特征。
同时，可以通过图像对比展示颗粒形态的差异。
总结起来，粒度分析实验通过图像处理和数据分析，可以获得颗粒的尺寸分布和形态特征。
它是一种非常有效的研究材料颗粒特性的方法，可以在材料科学、环境科学等领域得到广泛应用。
实验一薄片粒度分析X资料
(％)
频率(％)
180.0－134.5 134.5－113.1 113.1－95.1 95.1－80.0 80.0－67.3
……
4.000－3.363 3.363－2.828 2.828－2.378 2.378－2.000 2.000－1.683
……
-2.00－-1.75 -1.75－-1.50 -1.50－-1.25 -1.25－-1.00 -1.00－-0.75
校正方法：截点位移法。
四、薄片粒度分析步骤及主要问题
4、数据处理
（2）粒度校正
③ 杂基校正-“截尾效应”
主要是4～7φ细粒被测机会增多，跳跃总体无转折、 与悬浮总体无法区分，在中细砂岩中常见。
校正方法：取杂基含量的1/2～1/3为校正值“Δ”， 将累积频率乘以（100-Δ），重绘一条曲线。
可先做杂基校正，绘出概率曲线再做弗里德曼校正 对若固结的岩石，既可以做筛析，也可以做薄片粒 度分析，也可得出（100-Δ）值。
6、参数计算
偏度：
S1
16 84 50 84 16 )
95 5 250 2(95 5 )
福克和沃德指数：
极负偏： -1~-0.3 负偏： -0.3~-0.1 近于对称： -0.1~+0.1 正偏： +0.1~+0.3 极正偏： +0.3~+1.0
四、薄片粒度分析步骤及主要问题
6、参数计算
（2）概率累积曲线图（概率纸） 3、实验报告：
（1）实验目的及意义 （2）实验内容及要求 （3）参数计算与环境图件解释； （4）沉积环境判别与分析（手写）
实验一
D=0.3815+0.9027d（φ单位）
D-校正后的筛析直径值；
沉积学课件实验一粒度分析
C－M图解
C－M图是应用每个样品的C值（累积曲线上1%处对应的粒径， D1）和M值（累积曲线上50%处对应的粒径，D50）绘成的图形。
C值与样品中最粗颗粒的粒径相当，代表了水动力搅动开始搬运 的最大能量；M值是中值，代表了水动力的平均能量。
①QR段代表递变悬浮沉积。一般位于水流底部， 常是由于涡流发育造成的。当涡流流速降低时，迅速发 生滚动。递变悬浮沉积物的一个最大特点是C与M成比例 地增加，即C值与M值相应变化，从而使这段图形与C=M 基线平行。
Mie 散射理论 Fraunhofer 衍射近似理论
Mie 散射理论
测量值
未知粒径
Mie理论需要介质和颗粒的折射率！ 然而事实上为混合物质，其折射
率也是未知的
折射率与吸收率对粒度测试结果的影响
折射率对测试结果的影响折射率定义为: N = n － ki，n 为实 部，指光在真空中传播速度与在材料中的传播速度的比值，与 材料的属性有关。n 比较容易获得，在文献中可以查得。k 为 虚部，即材料的吸收率，指光通过材料被吸收的属性。虚部不 仅与材料的属性有关，还与材料的纯度有关，并且对测试光的 波长很敏感。
⑤NO段基本上由滚动颗粒组成，C值一般大于1mm （1000μm）。常构成河流的砂坝砾石堆积物。
1 牵引流沉积； 2 浊流沉积； 3 静水悬浮沉积
累积频率曲线：横坐标仍 然表示粒径，而纵坐标表 示的是各粒级的累积百分 比。累积数据是由粗粒级 开始计算的。 因此总是 构成“S”形。
粒度频率曲线（直方图）的参数
中值或平均粒径：碎屑物质的粒度分布所趋向于围绕的一个平 均数值。中值Md是累积曲线上50%处对应的粒径，也叫D50。
分选系数或标准偏差：表示颗粒大小的均匀程度，或者说是表 现围绕集中趋势的离差。
《纳米粒度分析》课件
优势
纳米粒度分析提供了快速、 准确的粒度数据。
局限性
纳米粒度分析受样品性质 和仪器限制。
Байду номын сангаас
发展趋势
纳米粒度分析将越来越广 泛应用于多个行业和领域。
参考文献
列出本课件中所引用的相关研究和文献。
讨论样品制备、仪器选择、数据分析和常见误差及排除方法。
1 样品制备
2 仪器选择
样品制备对纳米粒度分析结果有重要影响。
合适的仪器选择是确保准确分析的关键。
3 数据分析
4 常见误差及排除方法
正确的数据解析是得出可靠结果的前提。
介绍常见的误差来源和排除方法。
总结
概述纳米粒度分析的优势、局限性和未来发展趋势。
应用
纳米粒度分析广泛应用于材料科学、化学、 生物医学等领域。
纳米粒度分析方法
介绍纳米粒度分析的三种常见方法。
1
动态光散射（DLS）
通过测量光散射来分析纳米颗粒的尺寸和分布。
2
静态光散射（SLS）
使用静态光散射技术来获得纳米颗粒的尺寸数据。
3
激光粒度仪
利用激光光散射原理进行粒度分析的仪器。
DLS技术
DLS技术的原理、实验流程和数据分析。
原理
DLS利用光散射的强度和 频率变化来分析颗粒的尺 寸分布。
实验流程
包括样品制备、仪器设置 和数据采集。
数据分析
使用相关函数等方法解析 DLS测量数据。
SLS技术
SLS技术的原理、实验流程和数据分析。
原理
通过测量散射光强度的变化来分析纳米颗粒的尺寸。
实验流程
包括样品制备、仪器设置和数据采集。
数据分析
使用散射理论和数据拟合等方法进行数据分析和粒度计算。
扫描电镜图片粒度分析过程
1、打开imagej软件
2、File——open，打开图片
3、设置阈值。
Image——adjust——threshold——若分析内容为空洞，则点击一次apply；若分析内容为凸起，则点击两次apply。
使要分析的部位变为深色。
4、进行标尺设定。
Analyse——setscale，软件会自动判断图中标尺中像素个数，在known distance中设定自己图片标尺的长度，并且将unit of length中的单位设定为
自己标尺的单位。
如图，
known distance设为5，unit of
length设为μm。
5、分析并输出结果。
Analyze——analyze particles,在
show中选取outlines，并点选display result和exclude on
edges，或可根据自己的需要选择不同选项。
最后点击
ok，即可得到结果，可把结果复制到excel中分析。
6、设置输出选项。
在analyze—analyze
measurements中设置输出选项，得到自己想要的结果。
比如周长、面积、灰度值等。
粒度分析成图
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。
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。
粒度分析_方法及步骤
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
（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（ ½ Φ） 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。
φ
3
4
5
多峰
50 40 30
粒度分散
%
20 10 0 -1
0
1
2
φ
3
4
5
直 方 图 与 频 率 曲 线 图
GZYK-001
第2章 粉体粒度分析及测量 PPT课件
等体积球当量径dV：与颗粒同体积球的直径
V = dV3
6
dv
3
6v
等表面积球当量径dS：与颗粒等表面积球的直径
d s
s
当量直径
等体积比表面积球当量径dSV 或面积体积直径，与颗 粒具有相同的表面积对体积之比，即具有相同的体积比
表面积的球的直径
d2 SV
S
/
6
d3 SV
V
d sv
6V S
dv3
np N
100%
这种频率与颗粒大小的关系，称为频率或频度分布。
h 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 总和
表2-5 颗粒大小的分布数据
最小：1.5 最大：12.2
△Dp/μm
np
1.0~2.0
5
2.0~3.0
9
3.0~4.0
11
4.0~5.0
28
5.0~6.0
58
6.0~7.0
60
统计平均径是平行于一定方向（用显微镜）测得的颗 粒投影像的线度，又称定向经。
粒径名称
定
义
定 方 向 径 沿一定方向测得颗粒投影的两平行线间的距
（Feret 径）dF 离。
定方向等分径
（Martin 径或马 沿一定方向将颗粒投影像面积等分的线段长度
丁直径)dM
）
定向最大径
沿一定方向测定颗粒投影像所得最大宽度的线 段长度
2、扁平度和伸长度
扁平度m
短径 厚度
b h
伸长度n
长径 短经
l b
3、丘奇（Church）形状因子
c
=
dF dM
4、圆形度
圆形度定义了颗粒的投影与圆的接近程度。
粒度分析手册
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
部
水文工程 南京中心 宣化地校 土壤所
地质局 实验室 （工程）
全国海洋 调查暂行 规范 （1961）
水电部 华东水科 所
同济大学
上表系根据国内已公开发表的材料搜集。不一定反映近期实际采用的粒级标准。
表 7、苏联各部门采用的碎屑颗粒粒度分级表
莫斯科 鲁欣
什维佐夫 工程地质 土壤学 国立海洋 地质研究 水文研究
特点是粒级系以等比级数关系排列的，相邻的两个粒级的粒径大小，系后者为前者之半（即
比值为 2）（见表 1 和表 2）。
表一、温德华氏粒级界限及Φ值
直径（毫米）
直径（毫米）
分数式
小数式
Φ值
分数式
小数式
Φ值
256
256
-8
1/4
0.25
+2
128
128
-7
1/8
0.125
+3
64
64
-6
1/16
0.063
在十进制粒级中，对粒级级限及名称由于各有关部门，所持的实际依据不同，对砾石、 砂、粉砂、和粘土的分界，又颇多出入，从而使粒径按十进制递变的规律，有了一定程度的 破坏，现列表比较我国和苏联各有关部门，颗粒粒度级限及命名概况（见表 6 和表 7）。
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• 沉积筒法：砂粒级颗粒的沉积筒法比筛析法更为快速。比 筛析法得到的粒度更有动力意义。
• 3 光电分析法 • 对于更细颗粒的悬浮物质来说，其粒度的分析可
以采用光电法，这种悬浮物的主要成分为石英碎 屑、粘土颗粒及有机物等，出现的形式有颗粒、 团状或集合体等，由于粘土的絮凝作用，有机物 对沉积颗粒的作用等，使细颗粒悬浮物形成多种 多样的结构，这些结构的形状、密度、凝聚程度 和电阻率都产生变化。 • A．光透法 根据光通过混浊的水，强度减弱、吸 收和散射性质来测定粒度。原理是入射光和透射 光强度的关系。 • B．电法测定粒度 库尔特计数器。原理是在电解 质中维持一个电场，若颗粒所带的电性与电解质 不同，当其进入电场时，颗粒就占据了电解质与 其体积相等的空间，从而引起电场的变化。变化 程度与颗粒的体积成正比。
• 激光粒度仪
– 法国Cilas公司生产的Cilas 940L型（930）激光粒度仪。它的主要 部件是一个注水罐（包含机械搅拌器），超声波振荡仪和抽、排 水泵。测试时将经过预处理，即样品采用0.5N的六偏磷酸钠溶液 浸泡24小时，用超声波振荡仪振荡20-30分钟，之后将样品放入注 水罐，经超声波和机械分散后形成悬浮溶液，并由泵带动形成连 续的悬浮颗粒流，颗粒流由样品室，穿过激光束，发生衍射的光 线，由探测板上的环形探测器记录，记录的信号输入微机，最终 测试结果由微机计算并输出。整个操作过程由微机控制，平均每 个样品的测试时间约5-7分钟。
• 筛析样品通常取15-20克或更多一些，一般在振筛机上筛 15-20分钟，然后分级称重。称重应精确到0．01克；如分 级量不足1克时，则称重应精确到0．001克；然后，每个 分级均需用双目镜检查，发现有未分离开的颗粒集合体， 则应按估计百分数加以扣除，然后才计算重量及累积百分 数。还要注意最后的总和应为100％，如不足或多于100 ％时，要按比例分配到各级重量中去，使总量为100％。
• 至于不能继续筛析的粘土物质，如不继续做分析。则可用 外推法在一张算术图纸上，从最后的资料点10φ上外推到 100％的14φ上，以得到近似的情况。
• 在筛析工作有各种误差影响成果的精确性， 其中以套筛制造误差最为显著。据研究， 孔径误差对粗沙为7.0%,对细沙甚至达 17.0%.如果只求粒度平均值和标准差．可 以不进行孔径校正。如果要了解环境的细 微区别，就必须仔细校正孔径,因为孔径的 大小误差对偏度及峰态等参数产生的影响 十分显著。
• 后来，经克伦宾（Krumbein，1934）将其转 化成Ф值。转换公式为：
• Ф=-log2 d 或 d=2 –Ф，式中d为毫米直径值。
（二）沉积物分类
名称 砾 砂
粉砂 粘土
10进制
粒级划分 巨砾 粗砾 中砾 细砾 粗砂 中砂 细砂
表1 粒度分级标准及换算
颗粒直径(mm) >1000
1000-100 100-10 10-1 1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.1
粒级划分 巨砾 中砾 中砾 细砾 极粗砂 粗砂 中砂 细砂
φ值 >-8 -8~ -6 -6~-2 -2~-1 -1~0 0-1 1-2 2-3
2的几何级数
颗粒直径(mm) >256 256-64 64-4 4-2 2-1 1-0.5
0.5-0.25 0.25-0.125
极细砂
3-4
0.125-0.0625
– 激光粒度仪的工作原理基于光与颗粒之间的作用，在光束中，一 定粒径的球形颗粒以一定的角度向前散射光Байду номын сангаас，这个角度接近于 与颗粒直径相等的孔隙所产生的衍射角，当一束单色光束穿过悬 浮的颗粒流时颗粒产生的衍射光通过再现凸透镜会聚于探测器上。 探测器记录了不同衍射角的散射光强度。同时，没有发生衍射的 光线，会经凸透镜聚焦于探测器中心，不影响发生衍射的光线。 因此颗粒流经过激光束时，可以产生一个稳定的衍射谱。
• 也有两组分接近，含量多的为主名，次者为副名，如中粗 沙和粗中沙。或过25%的副名为“质”，如沙质淤泥。过 15%的或有生物等成分的为“含”，如含沙粘土，含贝壳 中粗沙。我们主要按海洋调查和参考地质命名。
（四）粒度分析方法
• 1筛析法
• 用于粗颗粒样品的分析，下限为0.063mm, 即细砂以上。 选用不同孔径的套筛，将样品自粗至细逐级筛分。筛孔间 隔最好是1/2或1/4φ。
粗粉砂
0.1-0.05
粗粉砂
4-5
细粉砂
0.05-0.01
中粉砂
5-6
细粉砂
6-7
0.0625-0.0312 0.0312-0.0156 0.0156-0.0078
极细粉砂
7-8
0.0078-0.0039
<0.01
粘土
<8
<0.0039
φ标准
中国 美国 英国 前苏联 日本
表2 粒组分界比较表
砾-砂
• 2 沉降法
• 基本原理：利用颗粒的沉降速度来划分粒级分布，并且把 较细颗粒的沉积物分离为粒级。
• •
>2 mm：惯性沉降 <0.2mm：粘性沉降，Ｓtocks沉降公式：
w 1 s 18
gD2
• 移液管法：先准备浓度低而均匀的悬浮液，将1升悬浮液 装入刻度筒中，按标准的时间间隔从顶面向下10cm或 20cm标度处取出悬浮样品。根据Ｓtocks定律计算出吸取 样时间。根据从已知样品体积中所回收的沉降物重量（干 重），可以计算出粒度分布。
粒度分析
• 粒度指颗粒大小，有mm值和φ值两种表示 法，（线性值粒度较常用，在砾岩研究中 有时也用体积值。）。在工程上，有关泥 沙计算公式一般用mm值，在做粒度分析研 究时，一般用φ值。
• 目前国际上应用最广的粒度分级是乌登一温 特沃思粒级（Udden一Wentworth scale）。 它是以 1毫米作为基数乘以或除以2来分级的 （表1一1）。
• 林克（Link，1966）提出一个这样的结构分类。在他的分 类上尽量使用已经通用的名称，只是细分了中间部分 。
• 举例来说，如一样品含23％的砂、48％的粉砂和29％的 粘土，如按此分类则可称为粘土、砂质粉砂。可看出这个 名称是将含量最多的组分做为主名。并在与主名之间加一 “质”字；两副名之间加“、”点，前面一个代表含量多 的。
砂-粉砂
粉砂-粘土
-1φ（2mm） 4φ（0.0625mm） 8φ(0.0039mm)
2
0.05
0.005
2
0.063
0.004
2
0.063
0.002
2
0.05
0.005
2
0.063
0.004
（三）沉积物分类
• 谢波德的分类方案（Shepard，1954）。 超过50%或最多的组分为主名。这个分类 已不够仔细，特别是图解的中间部分。
• 3 光电分析法 • 对于更细颗粒的悬浮物质来说，其粒度的分析可
以采用光电法，这种悬浮物的主要成分为石英碎 屑、粘土颗粒及有机物等，出现的形式有颗粒、 团状或集合体等，由于粘土的絮凝作用，有机物 对沉积颗粒的作用等，使细颗粒悬浮物形成多种 多样的结构，这些结构的形状、密度、凝聚程度 和电阻率都产生变化。 • A．光透法 根据光通过混浊的水，强度减弱、吸 收和散射性质来测定粒度。原理是入射光和透射 光强度的关系。 • B．电法测定粒度 库尔特计数器。原理是在电解 质中维持一个电场，若颗粒所带的电性与电解质 不同，当其进入电场时，颗粒就占据了电解质与 其体积相等的空间，从而引起电场的变化。变化 程度与颗粒的体积成正比。
• 激光粒度仪
– 法国Cilas公司生产的Cilas 940L型（930）激光粒度仪。它的主要 部件是一个注水罐（包含机械搅拌器），超声波振荡仪和抽、排 水泵。测试时将经过预处理，即样品采用0.5N的六偏磷酸钠溶液 浸泡24小时，用超声波振荡仪振荡20-30分钟，之后将样品放入注 水罐，经超声波和机械分散后形成悬浮溶液，并由泵带动形成连 续的悬浮颗粒流，颗粒流由样品室，穿过激光束，发生衍射的光 线，由探测板上的环形探测器记录，记录的信号输入微机，最终 测试结果由微机计算并输出。整个操作过程由微机控制，平均每 个样品的测试时间约5-7分钟。
• 筛析样品通常取15-20克或更多一些，一般在振筛机上筛 15-20分钟，然后分级称重。称重应精确到0．01克；如分 级量不足1克时，则称重应精确到0．001克；然后，每个 分级均需用双目镜检查，发现有未分离开的颗粒集合体， 则应按估计百分数加以扣除，然后才计算重量及累积百分 数。还要注意最后的总和应为100％，如不足或多于100 ％时，要按比例分配到各级重量中去，使总量为100％。
• 至于不能继续筛析的粘土物质，如不继续做分析。则可用 外推法在一张算术图纸上，从最后的资料点10φ上外推到 100％的14φ上，以得到近似的情况。
• 在筛析工作有各种误差影响成果的精确性， 其中以套筛制造误差最为显著。据研究， 孔径误差对粗沙为7.0%,对细沙甚至达 17.0%.如果只求粒度平均值和标准差．可 以不进行孔径校正。如果要了解环境的细 微区别，就必须仔细校正孔径,因为孔径的 大小误差对偏度及峰态等参数产生的影响 十分显著。
• 后来，经克伦宾（Krumbein，1934）将其转 化成Ф值。转换公式为：
• Ф=-log2 d 或 d=2 –Ф，式中d为毫米直径值。
（二）沉积物分类
名称 砾 砂
粉砂 粘土
10进制
粒级划分 巨砾 粗砾 中砾 细砾 粗砂 中砂 细砂
表1 粒度分级标准及换算
颗粒直径(mm) >1000
1000-100 100-10 10-1 1-0.5 0.5-0.25 0.25-0.1
粒级划分 巨砾 中砾 中砾 细砾 极粗砂 粗砂 中砂 细砂
φ值 >-8 -8~ -6 -6~-2 -2~-1 -1~0 0-1 1-2 2-3
2的几何级数
颗粒直径(mm) >256 256-64 64-4 4-2 2-1 1-0.5
0.5-0.25 0.25-0.125
极细砂
3-4
0.125-0.0625
– 激光粒度仪的工作原理基于光与颗粒之间的作用，在光束中，一 定粒径的球形颗粒以一定的角度向前散射光Байду номын сангаас，这个角度接近于 与颗粒直径相等的孔隙所产生的衍射角，当一束单色光束穿过悬 浮的颗粒流时颗粒产生的衍射光通过再现凸透镜会聚于探测器上。 探测器记录了不同衍射角的散射光强度。同时，没有发生衍射的 光线，会经凸透镜聚焦于探测器中心，不影响发生衍射的光线。 因此颗粒流经过激光束时，可以产生一个稳定的衍射谱。
• 也有两组分接近，含量多的为主名，次者为副名，如中粗 沙和粗中沙。或过25%的副名为“质”，如沙质淤泥。过 15%的或有生物等成分的为“含”，如含沙粘土，含贝壳 中粗沙。我们主要按海洋调查和参考地质命名。
（四）粒度分析方法
• 1筛析法
• 用于粗颗粒样品的分析，下限为0.063mm, 即细砂以上。 选用不同孔径的套筛，将样品自粗至细逐级筛分。筛孔间 隔最好是1/2或1/4φ。
粗粉砂
0.1-0.05
粗粉砂
4-5
细粉砂
0.05-0.01
中粉砂
5-6
细粉砂
6-7
0.0625-0.0312 0.0312-0.0156 0.0156-0.0078
极细粉砂
7-8
0.0078-0.0039
<0.01
粘土
<8
<0.0039
φ标准
中国 美国 英国 前苏联 日本
表2 粒组分界比较表
砾-砂
• 2 沉降法
• 基本原理：利用颗粒的沉降速度来划分粒级分布，并且把 较细颗粒的沉积物分离为粒级。
• •
>2 mm：惯性沉降 <0.2mm：粘性沉降，Ｓtocks沉降公式：
w 1 s 18
gD2
• 移液管法：先准备浓度低而均匀的悬浮液，将1升悬浮液 装入刻度筒中，按标准的时间间隔从顶面向下10cm或 20cm标度处取出悬浮样品。根据Ｓtocks定律计算出吸取 样时间。根据从已知样品体积中所回收的沉降物重量（干 重），可以计算出粒度分布。
粒度分析
• 粒度指颗粒大小，有mm值和φ值两种表示 法，（线性值粒度较常用，在砾岩研究中 有时也用体积值。）。在工程上，有关泥 沙计算公式一般用mm值，在做粒度分析研 究时，一般用φ值。
• 目前国际上应用最广的粒度分级是乌登一温 特沃思粒级（Udden一Wentworth scale）。 它是以 1毫米作为基数乘以或除以2来分级的 （表1一1）。
• 林克（Link，1966）提出一个这样的结构分类。在他的分 类上尽量使用已经通用的名称，只是细分了中间部分 。
• 举例来说，如一样品含23％的砂、48％的粉砂和29％的 粘土，如按此分类则可称为粘土、砂质粉砂。可看出这个 名称是将含量最多的组分做为主名。并在与主名之间加一 “质”字；两副名之间加“、”点，前面一个代表含量多 的。
砂-粉砂
粉砂-粘土
-1φ（2mm） 4φ（0.0625mm） 8φ(0.0039mm)
2
0.05
0.005
2
0.063
0.004
2
0.063
0.002
2
0.05
0.005
2
0.063
0.004
（三）沉积物分类
• 谢波德的分类方案（Shepard，1954）。 超过50%或最多的组分为主名。这个分类 已不够仔细，特别是图解的中间部分。