粒度分析新技术在土壤和地质领域的应用

1.粒度的定义

       颗粒的大小叫做粒度，通常用颗粒的直径（粒径）来描述颗粒的粒度。但就颗粒直径而言, 其物理意义有很大的不同，在沉积学中的颗粒有以下5 种定义:

     （1）筛析直径：颗粒所能通过的Z小正方形孔径^[1]。

     （2）等效沉速径：在流体中, 与沉积颗粒具有相同自由沉降速度的同质球体的直径。

     （3）视直径：在颗粒规定的方向上所测定的直径。一般测定Z长或Z短直径。

     （4）等效体积径：与所测颗粒具有相同体积的同质球形颗粒的直径，激光法所测粒径就是等效体积径。

2.在土壤和地质中的粒度测试技术与方法

     （1）筛析法:筛析法是分析细砾和砂的主要方法。通常取筛析样品50 g , 在震筛机上筛约10min, 然后分级称重。筛析法设备简单，但不适宜用于分析粉砂、粘土颗粒。

     （2）激光粒度分析仪法：激光粒度分析仪法是在20世纪70年代发展起来的一种有效、快速测定粒度的方法, 具有精度高、快速、操作简单等优点^[2]。

     （3）图像分析法:图像分析法的原理是将显微镜下的颗粒图像采集到计算机中, 在计算机上对颗粒的二维颗粒图像进行测量统计、处理。随着成像技术的进步这种分析法法的越来越多地用于土壤和地质的颗粒分析。

     （4）综合法：对于宽分布的土壤样品，一般用筛析法+激光粒度分析法组合分析，并通过专用软件合成Z终的粒度分布报告。附表是筛析法+百特粒度仪联合测试的碎屑岩粒度分析报告。

3. 粒度分析的应用

       沉积物的粒度分布主要受搬运介质、搬运方式、沉积环境等因素影响。因此, 通过对沉积物粒度分布研究可了解沉积物所处的沉积环境。

       沉积物的粒度成分按搬运方式不同可分为悬浮质、跳跃质和牵引质。悬浮质粒度一般在0.1mm 以下，跳跃质是靠近河床底层的沙, 粒度在0.15mm 至1.0mm ，牵引质因颗粒粗故贴在底面上滑动或滚动，粒度一般大于1mm。沉积物粒度分布是物质来源、沉积区水动力环境、输移能力和输移路线的综合反映。根据粒度分析资料对沉积物类型进行分类及命名, 得出的沉积物类型分布规律, 用于判别沉积环境的水动力条件^[3]。

       丹东百特研制的激光粒度仪具有测试准确、量程宽、操作简便、测试速度快等特点。各类图像仪能够测量粒度、长径比、圆形度等指标，并可以保存单颗粒图像，方便查询和分析，完全可以满足各类土壤及沉积物粒度测量需求。

Bettersize2600激光粒度分析仪

BT-2900图像粒度粒形分析系统

附表：筛分+百特仪器测试碎屑岩粒度分析报告            

参考文献

[1] 刘蛐峰.沉积岩粒度分析及应用.成都地质学院沉积岩研究室, 1981, 21~ 23

[2]成都地质学院陕北队. 沉积物( 岩) 粒度分析及其应用[ M] .北京: 地质出版社, 1978

[3]蒋明丽.粒度分析及其地质应用.石油天然气学报[J]..2009,31(1),161-163