风成沉积物3种粒度参数计算方法比较

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风成沉积物3种粒度参数计算方法比较

2024-07-11 14:39| 来源: 网络整理| 查看: 265

沉积物粒度特征是反映物源和沉积地环境信息——流体动力性质和条件、气候等的敏感性指标[1-2],被广泛应用于风成、海洋、湖泊、河流和浊流沉积环境的比较和沙丘成因分析鉴别[2-8]。沉积物的粒度特征也是影响其输移量的重要参数,为防沙工程设计提供了重要参考。平均粒径(Mz)、分选系数(σ)、偏度(SK)、峰度(Kg)是粒度分析中常用的粒度参数。过去广泛采用的粒度参数计算方法是Trask于1930年提出的。这种方法需要从累积频率分布曲线图上读出特定的累积百分数所对应的粒径[9],耗时耗力并且受人为因素影响较大。目前,计算沉积物粒度参数的方法主要有Folk-Word图解法[10]和矩法[11-13]。Folk-Word图解法的Mz、σ、SK的计算公式形式稳定;针对Kg公式,为了适用于特定系统,德尔和李玉文先后于1970年、1988年进行了改进[14],但公式的实质仍然未变,都着眼于粒度分组区间的某种比例关系。Folk-Word图解法2007年被确定作为中国海洋地质地球物理调查的国家标准[15]。矩法运用数理统计原理定量表征粒度特征[16]。激光衍射(LD)法作为一种新型的粒度测定方法具有样品需求量少(1~3 g)、快速、测量范围广等优势,并且可以大大提高测定效率,从而简化矩法公式的运用[17]。矩法计算公式通用的有两种:McManus矩法[11]和Friedman矩法[13]。两种矩法Mz和σ的计算公式一致,区别在于SK和Kg的计算。Friedman矩法SK和Kg的计算采用传统的统计学方式,分别用离差三次方、四次方对应除以标准差(分选系数)的三次方、四次方。就SK而言,当粒度频率曲线对称分布时,离差三次方后正负离差可以相互抵消,因而SK的分子等于0,则SK=0;当粒度频率分布不对称时,正负离差不能抵消,就形成了正或者负的SK。SK绝对值越大,表示其粒度频率曲线的峰所对应的粒径值偏离平均粒径程度越高。在计算SK时,将离差三次方除以分选系数是为了将SK值转化为相对数,Kg类似[18]。而MaManus矩法SK和Kg的计算分别采用三阶中心矩、四阶中心矩进行消阶,其物理意义尚不清楚[19]。Kg和σ都反映数据的集中趋势,所不同的是,Kg越大,数据越集中,恰恰与σ的数值意义相反。所以,从统计学意义上看,Kg和σ应当负相关,这与前人的研究结论一致[20]。



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