04第四纪沉积物的研究方法

（b）砂和粘土的成因标志
※粒度分析
粒度参数
平均粒度 分选性
粗、细含量 峰值高低
标准差
偏度
峰态
σ值
等级
Sk值
等级
Kg值
等级
<0.35 0.35—0.5 0.5—0.7 0.7—1.0 1.0—2.0 2.0—4.0
4.0
分选极好 分选好
分选较好 分选中等 分选较差 分选很差 分选极差
+1.0—+0.3 +0.3—+0.1 +0.1—-0.1 -0.1—-0.3
分样
粒度分析步骤 洗样
洗盐：对海、泻湖和盐湖等样品，将样品置于高烧杯中， 加水用玻璃棒搅拌后静置过夜，第二天将杯中清水吸去， 再加清水，搅拌静置过夜，如此重复3次即可。 除去有机质：通过过氧化氢（H2O2）去处沉积物中的有 机质。在盛样品的高烧杯中加入6％的H2O2，用玻璃棒 搅拌，过一夜再加一次H2O2，直至没有气泡产生即说明 有机质已全部氧化，过量的H2O2用加热法排除。 去钙胶结物：盐酸去除；加10％左右盐酸于放有样品的 高烧杯，用玻璃棒搅拌后放置第二天，除去清液，再加 盐酸，如此反复至不再起泡，然后换清水，搅拌，过夜， 吸去清液，加水洗至无钙离子和氯离子为止。
式，推出沉积物的来源、搬运动力和沉积 环境
粒度分析步骤
• 样品预处理
– 分样：均匀将样品分成几份——缩分 – 洗样：洗去沉积物中的杂质
粒度分析步骤
将拌匀的样品平摊在纸上，在样 品上划十字，将样品分为相等的 四分，分别取对角的两分混和在 一起，就将样品缩分为一半了， 以此类推。 注意：缩分准确与否是决定分析 的样品是否真正具有沉积物代表 性的关键，故缩分必须有同一分 析人员亲自作。
2、第四纪沉积物的命名
第四纪沉积物的二元法命名
（砂砾沉积物）
第四纪沉积物的三元法命名
（砂、粉砂、粘粒沉积物）
3、第四纪沉积物与地貌的相关性
• －－剥蚀区地貌发展的同时在相邻的堆 积区一定有相应的堆积。
• 如何证明相关性？ • （1）岩性成分是否来自供源区； • （2）看每期沉积物的粒度变化；
粒度测试结果分析（图件）
• 直方图：常以粒径区间（组距）为横坐标，
以频率（或频数）为纵坐标做成的一种最
简单的统计图。它是以矩形面积代表频率
（或频数）的分布。可以一目了然的表示
出各样品粒度的变化，众数的位置和移动、
偏度情况等。
体积 (%)
6
5
4
3
2
1
0-3.3
-0.8
1.7
GWL-40, 2003年11月10日 15:06:42
（1）沉积学标志※
●A、岩性 ●B、结构 ●C、构造 ●D、产状 ●E、沉积体形状
（1）沉积学标志
●A、岩性 a、砾石 砾性 岩性单一/复杂？ 近源/远缘？ ★ 砾径 （a、b、c轴） ★ ★ 砾向 （ab面 a轴） ★ ★ ★ 砾态（圆度 球度 扁平度） ★ ★ ★ 砾石表面特征（擦痕 擦口 压痕 撞痕 砸痕） 风化程度 （全风化 半风化 未风化〕
粒度测试结果分析（图件）
概率累积曲线图
将累积曲线的纵坐标累积频率的算术值改为概率质作出 的图即是概率值累积曲线图。 沉积物的粒度成分因搬运方式不同，可分为推移、跃迁 和悬移3各粗细不同部分，它们各成对数正态分布，在 图上分为几个直线段，斜率代表分选程度，越大，分选 越好 优点：为沉积物的直接对比提供许多定量指标，便于肉 眼与正态分布作比较，还可以进一步说明颗粒的搬运状 态 缺点：不如直方图那样容易确定众数值和众数组
• 方法：筛析法、激光粒度仪 • 图件：
–直方图 –频率曲线 –累积频率曲线 –正态概率曲线 – C-M图
• 粒度参数
粒度分析步骤
• 获得基本的粒度资料，包括样品接收、处 理和进行机械分析
• 机械分析所获得的资料作成各种图表 • 计算各有关参数和绘制相关图式 • 用各种方法分析研究这些资料、数据和图
海滩环境
• 判别冰碛和冰水沉积环境公式
Y=-00256MZ+0.03501σ2+0.02578SK-0.01549KG 当Y <0.8133时，属冰水沉积环境， Y >0.8133时，
属冰碛环境
※石英砂表面微结构分析
• 石英砂的选择
– 选取0.5-0.25mm的中、细砂
• 石英砂的处理
– 筛分，选所需粒级，取3-5g样于浓盐酸 中，煮沸10分钟，蒸馏水洗净、烘干
-0.3—-1
很细偏 细偏
近于对称 粗偏
很粗偏
<0.67 0.67—0.9 0.9—1.11 1.11—1.50 0.50—3.00
>3.00
很宽 宽
中等 窄
很窄 非常窄
※粒度分析
• 判别风和海滩环境公式
应用
Y=-3.5688MZ+3.7016σ2-2.0766SK+3.1135KG 当Y <-2.7411时，属风成环境， Y >-2.7411时，属
• （3）蒸完放凉后加入适量10%HCl(1—2ml)，再靜置24小 时（溶解生物钙，生成CaCl2）滴管析出清液；
• （4）用pH试纸测试其pH值，加入蒸馏水稀释，直至沉积 物再次沉积（24小时）；
• （5）重复第四步，直至pH值呈中性；
• （并6用）超抽声去波蒸清馏洗水机，振加荡入100分.05钟m后ol上/L机的测Na量PO。3分散剂约10ml，
21 砾性：不同成因的沉积物砾石的岩性不同。
冰川漂砾
砾性
片流 简单 洪流 较简单 河流 复杂 冰川 较简单 重力 最简单
（1）沉积学标志
砾径
泥 石 冰 流 洪冲湖 风 碛 堆 积积积 积 物 积 物物物 物
大 砾径 小
冰碛物 差 分选 好
风成沙
23
砾态
圆度
24
砾态
圆度
海滩砾石
洪积砾石
河流砾石
方法：激光粒度仪
• 样品前处理步骤如下：
• （1）取0.5—1g（粗砂可适量增加）样品放入50ml烧杯中， 加入约烧杯容量1/2的自来水浸泡样品，加入2—3滴 10%H2O2，靜置24小时（有机质挥发，生成CO2）；
• （2）24小时后（无气泡产生），用电炉蒸样品，使反应 剩余的H2O2挥发出来；
粒度分布
6.3
8.3
10.3
粒度（Phi 单位）
12.3
14.3
分析（图件）
累积曲线图（又称累积百分含量图）
用来表示大于一定粒级的百分含量的统计图，以粒 度为横坐标，以粒度频率累积分布为纵坐标，由于 粒度分布一般属正态分布或对数正态分布，故其曲 线呈S形。 优点：可用分组或不分组的资料作图，曲线形状不 太受分组间隔大小的影响，可从曲线上读出分布的 四分位值或任意分位置，以供粒度参数计算用 缺点：不如直方图那样容易确定众数值和众数组
痕线、弯曲钩，磨圆度高，表面具贝壳状断口和
SiO2沉淀、具有方向性的溶蚀沟和溶蚀坑 – 大陆架砂：磨圆度好，溶蚀孔，Si质沉淀物，具
明显的成岩作用标志
※石英砂表面微结构分析
• 1、基本特征
（1）岩性松散
是确定第四纪沉积物的重要特征。除海滩岩、火 山岩、强钙质胶结的沉积物外。
1、基本特征
• （2）成因多样 • 几乎包括了所以外力成因的沉积物。
1、基本特征
（3）岩性岩相变化快
el
dl
pl al
all l
1、基本特征
• （4）厚度差异大 • 厚度从0米到数百米。
北京平原区 第四系厚度 等值线图
结合野外标志，运用统计方法，依据表 面特征组合解释沉积环境。
扫描电 镜下石 英砂的 观察
※石英砂表面微结构分析
• 石英砂粒的外形特征
– 磨圆度、扁平度等
扫描电镜下石 英砂的观察
• 石英砂的表面特征
– 原形特征：结晶条件直接遗留的一切迹象。
包括：颗粒的形态、结晶体生长形态、火山玻璃壳、 包裹体及作用、贝壳状断口、熔融痕迹
• 制样
– 任选15-20颗石英砂（能概括反映样品的 全部颗粒形态特点），固定在样品托上， 镀一层厚200的金钯合金。
※石英砂表面微结构分析
• 原理：高倍放大
• 基本原则：环境因素是沉积物上机械、 化学、物理和生物等影响反映的总体， 各种因素互相作用、干扰，改变颗粒的 原始特征（原生形），使颗粒获得特定 区域逗留的典型形状（它生形），故需 研究每种类型迹象、互相影响和颗粒表 面形态之间的联系。
1、基本特征
• （5）不同程度地风化 • 早更新世：全风化到半风化 • 中更新世：半风化 • 晚更新世：薄的风化皮 • 全新世：未风化
1、基本特征
• （6）含哺乳动物化石和古人类 • 尤其洞穴堆积。
2、第四纪沉积物的命名
• 砾石、砂、粘土。 • 进一步细分采取二元法命名。
– 例如：据砂和粘土的含量划分 – 砂、亚砂土、亚粘土、粘土。
粒度分布
4.2
6.7
9.2
粒度（Phi 单位）
11.7
14.2
粒度测试结果分析（图件）
频率曲线图
将直方图上各矩形上边中点连成一圆滑曲线，即 是频率曲线。也可直接从累积曲线上求得，即频
率曲线是累积曲线的微分
优点：能更准确的确定众数值和偏度的情况
7
6
5
4
3
2
1
0-1.7
0.3
2.3
4.3
GWL-40, 2003年11月10日 15:06:42
第四章 第四纪沉积 物的研究方法
第四章 第四纪沉积物 的研究方法
• 一、第四纪沉积物的特征 • 二、第四纪沉积物的成因研究方法 • 三、各种成因沉积物的野外鉴定