激光-筛分联合法粒度分析结果的表达及粒度端元的沉积动力学意义

摘要

河口海岸沉积动力环境复杂,沉积物粗细组分皆有。对于粗细混杂(同时含有砂砾质和泥质成分)的沉积物样品,单一的粒度分析方法不能覆盖整个粒度分布范围,常采用激光-筛分联合法进行粒度分析。由于两种方法的分析原理不同,经常出现细部的激光法结果与粗部的筛分结果部分重合现象,这会影响整个样品的粒度分布计算。石油天然气行业标准《碎屑岩粒度分析方法》(SY/T 5434-2018)对此问题给出了新的解决方案,但是只有文字描述,没有可操作的计算方法。本研究根据该行业标准提出的方案,推算出激光-筛分联合法粒度分析结果的修正计算公式。以浙江舟山群岛潮间带197个粗细混杂样品为例,采用激光-筛分联合法进行了粒度分析,分别采用直接拼接算法及SY/T 5434-2018算法计算了粒度分布,在此基础上对两套算法所得组分含量和粒度参数进行了比较。结果表明,SY/T 5434-2018算法相较于直接拼接算法,扩大了粗颗粒的体积百分比,减少了细颗粒的体积百分比。两种算法得到的组分含量具有显著的线性相关关系,且砾、砂、粉砂、黏土等组分含量的差异从粗到细依次减少。用两种算法的结果分别计算粒度参数,同样具有显著的线性相关关系,且平均粒径、分选系数、偏度与峰态等粒度参数的差异渐次减小。两种算法得到的组分数据的相似度整体优于粒度参数的相似度,均具有高度一致性,可根据工作需求选择适合的算法,无须对两种算法之间的误差再作验证。借助粒度端元分解模型,将舟山潮间带的沉积物划分出不同的粒度端元,其中泥质端元主要是长江泥沙向浙闽沿岸输送的产物;而砾和砂的成分,多是当地物源或当地波浪分选的结果。