连续级配和单粒级配分别是什么意思？

1、连续级配：连续级配是某一矿料在标准套筛中进行筛分后，矿料的颗粒由大到小连续分布，每一级都占有适当的比例。这种由大到小逐级粒径都有，并按比例互相搭配组成的矿质混合料，称为连续级配混合料。

2、单粒级配：单粒级：是标准中的叫法，在有关的书籍中称做间断级配。严格讲二者是有区别的，间断级配是在连续级配中剔除一个（或几个）粒级，形成形成一种级配不连续的矿质混合料，这中矿质混合料所具有的级配称为间断级配，即筛分曲线出现水平段，单粒级与间断级配的区别在于单粒级的粒级范围比间断级配的相对要小。

单粒级粗集料同样也可以配置出密实高强的砼，而且较连续级配粗集料单方砼水泥用量小，但仅适合于塑性砼，而且必须加强振捣。

扩展资料

相关国家标准中关于砂的表述：

砂的级配 （sand grading）：砂试样中各级砂粒的分配情况。

砂的级配曲线（sand grading curve）：以砂的标准筛上各级累计筛余百分数为纵坐标，筛孔尺寸为横坐标绘成的用以直观判断砂颗粒组成的曲线。

砂的级配标准区（sand grading standard region）：用于衡量砂颗粒级配的标准区。

细度模数(MX)（fineness modulus）：表示砂颗粒粗细程度的一种指标，用砂的标准筛筛析结果确定：MX=[(A2+A3+A4+A5+A6)-5A1]/(100-A1)，式中：A1、A2、A3、A4、A5、A6——分别为砂的标准筛筛孔尺寸的5，25，125，063，0315，016mm各筛上的累计筛余百分率。

砂的最大粒径(dm ax)（maximum size of sand）：根据砂浆保护层厚度、网格尺寸及钢丝网水泥板厚度确定的砂的最大允许尺寸。

-级配

-连续级配

一、陆源碎屑岩的成分

陆源碎屑岩主要由碎屑和填隙物组成。碎屑是其主要组成部分，它决定着碎屑岩形成时的基本特征（如母岩性质、搬运条件、沉积环境和成岩后生作用等），因此，碎屑在岩石中的含量必须大于50%。而填隙物是碎屑岩中不可缺少的次要组成部分，其含量少于50%，填隙物的数量虽然相对碎屑较少，但对研究碎屑岩的搬运条件、成岩后生变化及成岩历史同样具有极为重要的意义。

（一）碎屑成分

碎屑成分主要是来源于陆源区母岩机械破碎的产物，它包括了岩浆岩、变质岩及早先形成的沉积岩的矿物碎屑和岩石碎屑。但由于各种矿物和岩石的稳定程度不同、风化作用强度不同，再加上搬运和沉积作用的改造，它们在碎屑岩中的丰度不大一样。最常见的碎屑物质有：

1石英碎屑

石英是碎屑岩中出现最多的矿物，且多集中于砂岩和粉砂岩中。其平均含量达668%。由于石英碎屑可来源于花岗岩、片麻岩、片岩及早先形成的沉积岩（主要是碎屑岩），因此常利用石英的各种特点，如包裹体、消光性质、颗粒形态及复晶性质等来确定来源区母岩的性质（表2-1）。

表2-1 母岩性质与石英碎屑的关系

2长石碎屑

是碎屑岩中含量仅次于石英的另一重要组分，在砂岩中的长石平均含量可达10%～15%，在个别岩石中可高达60%。长石碎屑中常见的是钾长石，尤其是微斜长石更为多见，其次是酸性斜长石，而中性和基性斜长石则较少。长石碎屑主要来自花岗岩和花岗片麻岩，一般认为碎屑岩中长石的含量受气候条件、地壳运动强度及母岩性质多种因素的影响，因此，对长石含量、长石类型及其他特征的研究，有助于追溯母岩性质和母源区，推断古气候、古构造等状况。

3云母碎屑

碎屑岩中常见的有白云母和黑云母碎屑，以白云母居多，且多分布于细砂岩和粉砂岩的层面上。

4重矿物碎屑

是碎屑岩的次要碎屑组分，其含量一般不超过1%，多分布于较细的砂岩中。重矿物的含量虽低，但多数性质稳定，种类较多，故常利用重矿物组合类型及标型特征来划分对比地层和追溯母岩性质，在勘探实践中可用以指导找矿。

5岩石碎屑

简称岩屑，是碎屑岩的重要组分，它是由母岩机械破碎形成的岩石屑（块）。岩屑保留了母岩的物质组分和结构特征。岩屑的成分可以是火成岩，也可以是变质岩或沉积岩，所以岩屑是判断母岩性质最直接和最可靠的标志。碎屑岩中岩屑的数量和种类与粒度有关，故岩屑大量出现在砾岩中，特别像粗粒的花岗岩岩屑只能出现在砾岩中；砂岩中的岩屑则是具细粒、细晶、隐晶结构的母岩类型，如火山岩中的玄武岩、安山岩、霏细岩等；变质岩中的千枚岩、板岩、石英岩及片岩等；沉积岩中的泥质岩、粉砂岩、燧石及泥晶、微晶灰岩；粉砂岩中的岩屑数量和种类则很少，有时可含有内源沉积的颗粒或火山碎屑物。

母岩类型与碎屑矿物的组合特征如下：

◎ 再旋回沉积物：重晶石、海绿石、石英（特别是具磨蚀次生加大边的石英）、燧石、石英岩岩屑（沉积石英岩）、白钛石、金红石、圆化的电气石、圆化的锆石。

◎ 低级变质岩：板岩及千枚岩岩屑、黑云母及白云母，一般不含长石、白钛石、石英及石英岩岩屑（变质石英岩类型）、电气石（小的淡棕色自形晶、具碳质包体）。

◎ 高级变质岩：石榴子石、角闪石、阳起石、蓝晶石、矽线石、红柱石、十字石、石英（变质变种）、白云母及黑云母、长石（酸性斜长石）、绿帘石、黝帘石、磁铁矿。

◎ 酸性岩浆岩：磷灰石、黑云母、角闪石、独居石、白云母、榍石、锆石（自形晶）、石英（火成的变种）、微斜长石、电气石（小的粉红色自形晶）。

◎ 基性岩浆岩：锐钛矿、辉石、板钛矿、紫苏辉石、钛铁石及磁铁矿、铬铁矿、白钛石、橄榄石、金红石、斜长石（中性）、蛇纹石。

◎ 伟晶岩：萤石、电气石（蓝电气石）、石榴子石、独居石、白云母、黄玉、钠长石、微斜长石。

（二）填隙物成分

填隙物包括杂基和胶结物两类。

1杂基

杂基是指与碎屑同时沉积的、粒度小于001mm的机械破碎物质，其类型包括起填隙作用的黏土、细粉砂或灰泥等，但不包括孔隙水沉淀的自生矿物。

2胶结物

胶结物是指存在于碎屑颗粒间孔隙内的化学沉淀物质。胶结物成分较复杂，有碳酸盐质矿物、硅质矿物、磷质矿物、铁质矿物和黏土矿物等。

（三）自生矿物

自生矿物是在沉积期后新生成的矿物，如石英、长石、黏土、海绿石、黄铁矿等。对研究沉积环境和成岩作用特征成岩流体性质都具有重要意义。

二、陆源碎屑岩的结构

碎屑岩的结构，总称为碎屑结构。它包括碎屑颗粒的结构、填隙物的结构，以及碎屑与填隙物间的关系（胶结类型和支撑类型）。

（一）碎屑颗粒的结构

碎屑颗粒的结构是指碎屑颗粒的大小（粒度）、圆度、球度、形状和颗粒的表面特征。

1碎屑颗粒的粒度划分及鉴定

（1）粒度划分

粒度是指颗粒的大小，其划分标准有自然粒级标准和φ值粒级标准。自然粒级标准主要是根据碎屑颗粒的水力学行为来划分的；φ值粒级标准则是克鲁宾（1934）根据伍登-温德华的粒级标准经对数变换来的，即。详细划分见表2-2。

表2-2 碎屑颗粒粒级划分标准比较表

（2）粒度的确定

对于大于2mm的砾石，其颗粒的直径可用尺子或卡尺直接测量。对于圆球形或接近圆球的颗粒一般取其直径作为颗粒的大小。对于长形或不规则的碎屑，则往往测其长轴和短轴，或长轴、中轴或短轴的直径来表示其大小。

若为扁圆形砾石则取其扁圆的直径。在测量的基础上注意用肉眼目估碎屑的大小。对于砂级碎屑可用已知粒级的砂（砂样管）进行对比确定其碎屑的粒度。在显微镜下确定碎屑的粒度一般用带微尺的目镜，利用目镜微尺的格值测定其碎屑的视域直径。另外也可测出不同放大倍数下的视域直径（参见表0-1）来确定碎屑的大小（一般是指碎屑的长视直径）如5×10倍的视域直径为2mm，在直径上有10颗碎屑，则碎屑的粒度约为02mm。

（3）分选性

碎屑岩中碎屑颗粒大小的均匀程度称分选性或分选程度。分选性可粗略分为三级：

◎ 分选好：碎屑中主要粒级成分的含量>75%；

◎ 分选中等：碎屑中主要粒成的含量为75%～50%；

◎ 分选差：碎屑中各粒级的含量均

2碎屑颗粒的形态

碎屑颗粒的形态包括颗粒的圆度、球度和形状三个方面。

（1）圆度

指碎屑的棱角被磨蚀圆化的程度。一般分为四级：

◎ 棱角状态；

◎ 次棱角状；

◎ 次圆状；

◎ 圆状。

碎屑的圆度一般主要与搬运距离、搬运条件（介质性质及搬运方式）有关，还与碎屑的粒度、碎屑的性质有关（还应注意物源区气候条件）。碎屑磨圆的好坏一般也可分为三级。

◎ 磨圆好：碎屑多为圆及次圆状；

◎ 磨圆中等：碎屑多为次圆状及次棱角状；

◎ 磨圆差：碎屑多为次棱角状及棱角状。

（2）球度

指碎屑颗粒接近于球体的程度。球度一般用A、B、C三轴长度来确定，三轴长度近于相等，则球度高。球度取决于矿物本身的结晶习性和搬运距离。

球度和圆度是两个不同的概念，球度高的颗粒，圆度不一定好，相反磨圆很好的扁平砾石，球度也可以很差。

（3）颗粒的形状

根据碎屑的圆度和球度及三个轴之间的关系，颗粒的形状可以有四种：

◎ 圆球体；

◎ 扁圆体；

◎ 椭球体；

◎ 长扁圆体。

碎屑颗粒的形状与颗粒本身的性质（大小、晶形、硬度、解理、密度等）、搬运介质、搬运方式、搬运距离和时间的长短有关。因此，对砾级颗粒形状的观察十分重要，描述时应综合描述。对砂级的碎屑来说描述圆度的意义更大，而对粉砂级碎屑来说描述圆度意义并不大。

3碎屑颗粒的表面特征

在碎屑颗粒的表面常有各种磨光面、毛玻璃化、擦痕和刻蚀痕迹等，称为颗粒的表面特征。其成因主要与机械磨蚀作用和化学的溶蚀、沉淀作用有关。颗粒的表面特征用肉眼只能在粗碎屑上观察。而对于砂岩中的碎屑表面特征则常常在扫描电镜（SEM）下进行观察。碎屑颗粒表面的某些特征有助分析其搬运和沉积的历史，恢复形成时的环境，但应注意成岩后生作用对碎屑颗粒表面特征的影响。

（二）填隙物结构

填隙物结构包括胶结物结构和杂基结构。

1胶结物结构

胶结物结构指充填于碎屑之间孔隙内的胶结物的结晶程度、晶粒大小、排列方式及分布的均匀性等。常见的胶结物结构类型有：

◎ 非晶质结构；

◎ 隐晶质结构；

◎ 显晶质结构。

显晶质结构又可根据晶体的排列方式（即组构特征）进一步分为：

◎ 粒状结构：胶结物呈镶嵌粒状他形晶体，晶粒小于碎屑，无一定排列方向。

◎ 带状（薄膜状）结构：胶结物围绕碎屑颗粒分布，呈薄膜状，切面呈带状包绕颗粒。

◎ 栉壳状（丛生）结构：胶结物呈纤维状或细柱状晶体垂直碎屑颗粒表面生长。主要发生在成岩早期阶段。

◎ 再生（次生加大）结构：胶结物沿碎屑边缘结晶，其成分与碎屑的成分相同，其光性方位与碎屑的光性方位一致，胶结物的这种结构称为再生结构或次生加大结构。如石英的次生加大结构，长石和方解石也可形成次生加大结构。这种结构一般发生在成岩晚期及后生期阶段。

◎ 连生（嵌晶）结构：因胶结物重结晶作用，使充填孔隙的细小晶体加大为颗粒镶嵌的粗大晶体，或由海百合茎次生加大或孔隙水沉淀结晶矿物（石膏、方解石等）充填孔隙形成的粗大晶体连生胶结作用，将碎屑颗粒包含在大晶体中。这种结构一般是成岩后生阶段的产物。

2杂基结构

杂基是与碎屑颗粒同时机械沉积的起填隙作用的细屑物质，理论上为粒度

杂基是原始机械沉积物，其研究的意义在于杂基可以反映搬运时流体介质的性质和流动特点，其含量与沉积环境流体的动力条件成明显的正相关性。因此，杂基的含量可作为判别分选性和结构成熟度的标志。在实际工作中，必须区分原始机械沉积的杂基和由孔隙水沉淀形成的黏土矿物，后者也被称作为淀杂基或淀黏土，实际上是胶结物；也要区分与外来黏土物质的差别，后者又被称之为外杂基，系外部流体，如地表径流从地表渗入沉积物内部时，将外部的细粒沉积物带入前期的沉积体内形成的外杂基；同时也要注意由泥质岩屑受挤压变形形成的类似杂基的填隙物，此类型被称之为假杂基。由于上述几类填隙物在成分上虽然与杂基相似，但它们均非沉积成因的，因而被统称为似杂基，它们不能反映搬运沉积介质的流动特点和能量条件，但与成岩后生作用和成岩演化历史密切相关。

碎屑岩的结构特点常用结构成熟度来表示。结构成熟度是指碎屑沉积物在其风化、搬运和沉积作用的改造下接近于终极结构特征的程度。结构成熟度的高低应反映在碎屑的分选性、磨圆度以及黏土杂基的含量上。例如，分选好、磨圆好、无杂基，则说明结构成熟度高，反之，则结构成熟度低。

（三）支撑类型及胶结类型

1支撑类型

碎屑岩按碎屑颗粒与杂基含量的多少及碎屑与碎屑之间，碎屑与杂基之间的支撑关系，可划分为杂基支撑和颗粒支撑2种主要支撑类型。

◎ 杂基支撑：杂基含量较高，碎屑颗粒彼此不接触而呈漂浮状分散在杂基之中，由杂基支撑着碎屑颗粒。这种关系一般反映了快速堆积的密度流沉积特点，其胶结类型为基底式胶结。

◎ 颗粒支撑：碎屑颗粒之间彼此直接接触，相互支撑，反映了稳定水流沉积作用和波浪淘洗作用的特点。

2胶结类型

◎ 孔隙式胶结：在碎屑颗粒之间的孔隙内充满填隙物。其填隙物多为化学胶结物，也可以是黏土杂基，或二者同时存在。

◎ 接触式胶结：胶结物较少，一般只在颗粒接触点存在，在孔隙内则很少有或没有胶结物。这种胶结类型可以是原生的也可以是由于溶蚀淋滤作用次生形成。这种类型孔隙性较好。

◎ 基底式胶结：在碎屑颗粒之间充满填隙物，填隙物仅为黏土杂基而不含化学胶结物，碎屑颗粒往往呈“漂浮状”分布在黏土杂基中，因此，此类型基本不发育有孔隙。

三、陆源碎屑岩的观察与描述内容

（一）手标本的观察与描述内容

观察与描述的内容一般包括：岩石的颜色（注意区分原生色和次生色）；结构特征（重点是碎屑本身的粒度及分选性、磨圆度、颗粒形状及表面特征等）；构造特征（通常是在野外露头上观察到的）；碎屑成分、特征及含量；填隙物类型、成分、特征及含量；支撑类型及胶结类型；进行初步命名。

（二）薄片的镜下观察与描述内容

一般应依次观察与描述：结构类型及结构特征（包括粒度结构名称、颗粒大小及含量、分选性、磨圆度等）；构造特征（主要描述原生沉积构造，如各种层理构造、生物构造等）；碎屑成分、特征及含量，按碎屑成分类型（Q、F、R及重矿物）的顺序依次描述其特征，估计出这些碎屑成分在岩石中的或在碎屑中的相对含量；填隙物和自生矿物的成分及含量，包括：①杂基的成分、特征及含量；②支撑方式和胶结类型；③胶结物的成分、特征及含量；④重矿物的成分、特征及含量；⑤自生矿物的成分、特征、含量及产出方式；支撑类型及胶结类型；成岩后生变化；进行初步成因分析，最后进行综合命名。

通常还需选择能代表岩石结构及成分组合的视域，进行素描或显微照相。

四、陆源碎屑的观察与描述要求

（一）陆源碎屑岩粒级划分和命名

陆源碎屑岩按其碎屑颗粒直径大小可划分为：

◎ 粗碎屑岩（砾岩和角砾岩）：碎屑粒径＞2mm；

◎ 中碎屑岩（砂岩）：

碎屑粒径2～01mm；

◎ 细碎屑岩（粉砂岩）：

碎屑粒径01～001mm。

每亚类碎屑岩其相对应的粒级成分和含量必须大于50%，但含砾石级碎屑的碎屑岩，砾石在30%以上即可称作砾岩类。自然界中每类碎屑岩的成分不会很单一，总会有其他粒级的碎屑混入，当其他粒径成分混入物含量小于5%时，不参与命名；但当其中含有具特殊地质意义的成分时，以“微含××质”来进行命名；如有5%～25%的其他粒级成分混入时，则以“含××”表示（如含粉砂砂岩）；若岩石中有25%～50%的其他粒级成分混入时，以“××质”表示（如粉砂质砂岩）。

（二）粗碎屑岩的观察与描述要求和实例

对于粗碎屑岩亚类岩石，许多特征可通过露头和手标本的观察与描述即能基本确定，所以应特别重视露头和手标本的观察与描述。

1手标本的观察与描述要求

（1）颜色

应尽可能指出总的颜色，观察时要特别注意新鲜面的颜色。新鲜面的颜色是岩石成分和其形成环境的反映。

（2）结构

是粗碎屑岩重点描述的内容之一。描述时应先指出岩石的总体结构，如砾状结构、角砾状结构。然后再进一步描述其结构特征。包括以下几个内容：

◎ 砾石大小：最大、最小，一般大小，并估计各种大小砾石的含量，说明和统计其分选性。

◎ 砾石圆度：说明砾石形状（扁圆体、圆球体、椭球体等）及磨圆的好坏和球度。

◎ 砾石表面特征：砾石表面光泽和光滑程度、有无刻划痕、压坑、擦痕和毛玻璃化等现象。

（3）砾石成分及含量

是粗碎屑岩重点描述的内容之一。研究砾石的成分具有重要地质意义，是判断母岩性质的最直接最可靠的标志。砾石成分多为岩石碎屑（单矿物碎屑极少），对砾石成分的鉴定就是对构成该砾石的某类岩石的鉴定。故鉴定时应从砾石的颜色、表面特征、“断口”特征（如贝壳状、平坦状、砂状等）、矿物组成及岩石物理性质入手。

常见的砾石成分基本特征如下：

◎ 石英岩及石英砂岩砾石：均由石英集合体组成，浅色，表面呈粗糙的砂状断口，具油脂光泽、硬度大。

◎ 脉石英砾石：浅色，表面光滑，由粗晶石英镶嵌组成，断口可见贝壳状、油脂光泽，硬度大。

◎ 燧石岩砾石：颜色较深，多为黑色和深灰色，表面光滑，断口致密状，呈隐晶结构，硬度大。

◎ 粉砂岩砾石：表面较光滑细致，断口呈粉砂状结构。

◎ 泥质岩砾石：多为黑色或紫红色，硬度低，土状光泽。

◎ 石灰岩砾石：浅色，硬度低，滴（稀）盐酸起泡剧烈。

◎ 千枚岩（片岩）砾石：灰黑色和深灰色，丝绢光泽，具定向结构。

◎ 火山岩砾石：颜色较特殊（浅灰绿色或暗紫红色），断口较粗糙，常见火山碎屑结构，可见长石或石英斑晶（或晶屑）。

此外，还应估计砾石的百分含量以及各种成分的砾石相对含量。

（4）填隙物成分及含量

填隙物包括杂基和化学胶结物。应分别描述。

（5）支撑类型和胶结类型

支撑类型有杂基支撑和颗粒支撑。确定支撑类型主要是观察碎屑颗粒是否彼此接触，若碎屑颗粒彼此接触则为颗粒支撑，其胶结类型为孔隙式胶结或接触式胶结；若碎屑颗粒彼此不接触，呈漂浮状则为杂基支撑，基底式胶结类型。

（6）构造

注意砾石的排列方式，特别是有无定向排列，有无叠瓦状，有无层理构造等。如有则加以详细描述。

（7）命名

根据砾岩和角砾岩分类，确定基本名称。再根据颜色、填隙物成分、粒度等综合命名。通常采用“颜色+胶结物+砾石成分+结构+基本名称”（如钙质胶结石灰岩质粗砾岩）。

2薄片的观察与描述要求

粗碎屑岩的薄片观察主要用来补充手标本观察的不足。薄片观察的重点是进一步确定砾石成分（表2-3，表2-4）和进一步研究填隙物类型、成分等特征，以及成岩后生变化等。

表2-3 沉积岩中常见岩屑的镜下特征

续表

表2-4 沉积岩中常见的岩屑结构和光性特征一览表

续表

续表

（据刘孟慧，1994）

3粗碎屑岩的观察与描述实例

（岩石编号：Sb12；层位：第四系江北砾岩；产地：重庆嘉陵江河滩）

岩石呈淡黄绿色，风化面为黄褐色。砾石的含量约占70%，砾级以下碎屑及填隙物占30%。具砾状结构和块状构造，砾石以定向排列为主，局部可见叠瓦状构造。砾石多为近圆球体或近椭球体，少数扁圆体，砾石的磨圆度属次圆状（平均圆度068）；砾石的大小不一，分布不均。最大的砾石为65mm×45mm，在测定的200个砾石中，砾径为2～4mm者占25%，4～16mm者约占45%，16～64mm者约占30%（以上均为砾石个数的百分含量），统计结果表明砾石的磨圆度较好而分选较差。砾石成分较复杂，以石英岩、石英砂岩、脉石英、燧石为主，含量95%以上，次为粉砂岩、板岩、泥质岩和石灰岩等，含量约5%。

各类砾石成分特征：石英岩砾石呈灰白色，风化面呈黄褐色，断面上观察由石英砂粒组成，具油脂光泽，含量25%左右。石英砂岩砾石为灰白色，具砂状结构，孔隙胶结，硅质胶结，含量约10%。脉石英砾石呈灰白色或黄白色，较透明，断口见粗大晶体呈镶嵌状，并可见贝壳状断口，油脂光泽，含量25%左右。燧石岩砾石呈黑色致密状隐晶结构，坚硬小刀刻画不动，表面光滑，具水平和微波状层理，含量5%左右。粉砂岩砾石多为黄绿色，表面光滑，断口具粉砂状结构，砾石圆度高，含量5%左右。

岩石中砂级碎屑含量20%左右，成分有石英碎屑及暗色岩屑、白云母等。

胶结物主要为方解石，滴盐酸剧烈起泡，含量10%左右。其次有少量铁质胶结物，含量1%左右。具有基底-孔隙式胶结，胶结紧密。部分砾岩因处于风化带，钙质被淋滤而为铁质充填胶结，使岩石呈黄褐色。

成因分析：据野外观察，该砾岩层位于现代河滩上，产状较简单，以石英质岩石为主，来源区较单一，砾石磨圆较好，杂基少，成熟度较高，搬运较远，属第四纪河床沉积物。由于该砾岩位于地下水面附近，含钙质地下水作用使之胶结，其上下砾石层均未胶结而呈松散沉积物。说明其胶结作用发生在近地表处，含CaCO3的地下水的蒸发、浓缩、沉淀方解石而使砂砾胶结。这是一种周期性干湿气候带的河滩砾石层，在近地表的同生成岩期胶结作用下固结成岩的河床砾岩层。

详细定名：黄绿色钙质石英岩质不等粒含砂砾岩

（三）砂岩的观察与描述要求和实例

1手标本的观察与描述要求

（1）颜色

包括新鲜面及风化面的颜色。新鲜面颜色是岩石成分及形成环境的反映。如石英砂岩，由于成分单一，故多为浅色。而岩屑砂岩，因组成成分复杂，岩屑成分增加，使岩石颜色变深而多为灰黑色、灰绿色等。当然对有意义的次生色也应描述。

（2）结构

砂岩具砂状结构，应尽量估计砂粒的大小，如粗粒、中粒、细粒或不等粒砂状结构；同时估计其相应的百分含量，确定其分选性。在估计粒度时，可用已知粒级的砂样管进行对比。用放大镜观察确定碎屑的磨圆情况，描述其磨圆度。磨圆程度一般分为磨圆，次圆、次棱角、棱角四个等级。

（3）构造

主要在野外观察，手标本上能见到的构造应加以描述，如小型交错层理构造、平行层理构造等。

（4）碎屑成分及含量

首先大致估计出碎屑在整个岩石中的含量，然后再按由高到低的顺序分别描述各碎屑成分的特征及其在碎屑中的含量。

砂级碎屑颗粒较小，要在手标本上鉴定其成分确有一定困难。但只要掌握几点具鉴定意义的特征是可能初步定出来的。

常见的碎屑特征：

◎ 石英：浅色，一般为灰白色，透明或半透明，表面因磨蚀而呈毛玻璃状，具贝壳状断口和油脂光泽，无解理，硬度大。

◎ 长石：肉红色或灰白色，新鲜者可见闪光的解理面，具玻璃光泽，硬度大于小刀。经风化蚀变的长石碎屑光泽暗淡，形似黏土，但仍具碎屑轮廓，以此可与黏土杂基区别。具解理和玻璃光泽可与石英区别。

◎ 云母：片状，白色珍珠光泽者为白云母，黑云母则为墨绿色或褐色片状。

◎ 岩屑：多为暗色颗粒。肉眼难以定出具体成分。

（5）填隙物成分及含量

◎ 杂基：要求区别杂基和胶结物。杂基在标本上一般为浅色，疏松无一定形态，充填于粒间孔隙内。其含量要认真估计，当杂基含量＜15%时，为净砂岩，当杂基含量＞15%时，则属于杂砂岩。

◎ 胶结物：应确定出胶结物的成分及相应的含量。常见的胶结物有碳酸盐质、硅质、铁质及磷质等。①碳酸盐质胶结物：白色或乳白色，硬度低，加稀盐酸（5%）起泡者为方解石，加稀盐酸不起泡，加浓盐酸起泡者为白云石。②硅质胶结物：浅色，岩石致密坚硬。③铁质胶结物：暗红色、褐色、断口致密。④磷质胶结物：暗褐色、灰黑色，断口致密，加浓硝酸后再加钼酸铵出现**沉淀物。⑤自生矿物：除胶结物外，对一些特殊的自生矿物如海绿石、黄铁矿等也应加以描述。

◎ 胶结类型：与粗碎屑岩相同，关键是确定支撑类型及碎屑与胶结物之间的关系。

（6）命名

根据碎屑成分及其含量在砂岩三角分类图中投点，确定其岩石的基本名称，然后再根据填隙物成分或特殊的自生矿物、颜色、结构等进行综合命名。格式通常是：颜色+填隙物（特殊自生矿物）+结构（粒度）+基本名称。

其中胶结物占岩石总量的10%以上时，以“××质”命名。如果为特殊物质组分时，含量小于5%也参加命名，如暗红色铁质中粒石英砂岩、绿色海绿石细粒石英砂岩等。

2薄片的观察描述及作图要求

（1）结构

根据显微镜下碎屑颗粒的粒度测量结果，确定粒度结构名称和分选性。薄片内一般采用目镜微尺测量，再根据视域直径估计其碎屑的大小。如测得碎屑粒度在05～025mm之间，则属于中砂级，描述为中粒砂状结构。如所测粒级，主要为粗砂级，次有中砂级，应定为中-粗粒砂状结构，一般为分选中等。若碎屑的粒级混杂，则为不等粒砂状结构，相应的分选差。同时观察并确定碎屑的磨圆程度。

（2）构造

显微镜下着重于薄片内细微构造的描述，如生物扰动构造，虫孔、微层理等。如薄片内显示的构造类型和特征不明显，则不必描述。

（3）碎屑成分及百分含量

常分以下几个步骤进行：①首先统计（或估计）碎屑与填隙物各占岩石中的含量。如碎屑总量85%，填隙物15%；②描述碎屑的结构特征，包括碎屑含量、粒度、分选性、磨圆度和支撑类型等；③鉴定碎屑成分（表2-5）、统计或估计各种碎屑在岩石中的含量；④观察有无内源碳酸盐颗粒（内碎屑、鲕粒、球粒、生物碎屑）及火山碎屑物的混入。

（4）填隙物和自生矿物的成分和含量

填隙物包括以下类型：

◎ 化学胶结物：在薄片观察中要求定出胶结物的成分、胶结物的结构特征及其在岩石中的含量，常见的胶结物有如下类型：

表2-5 砂岩中常见的碎屑成分的薄片鉴定特征

——碳酸盐质胶结物：物质组分一般以方解石为主，偶尔可见白云石，此两类碳酸盐矿物显微镜下都呈无色透明状，具解理、双晶和明显闪突起与高级白干涉色。

——硅质胶结物：有蛋白石、玉髓和石英3种类型。①蛋白石，显微镜下为无色的胶状体，可因混入物不同而带各种颜色，负低突起，均质性，全消光。②玉髓，显微镜下为纤维状或显微粒状集合体，无色正低突起，正交偏光下呈纤维状、球粒状或显微粒状集合体，Ⅰ级灰干涉色。③石英，无色、透明，正低突起，他形粒状或呈现为石英碎屑的次生加大边，加大边与碎屑石英消光位一致。

——铁质胶结物：红色、褐红色，不透明，呈不规则状分布于粒间的孔隙之中。

——磷质胶结物：多呈胶磷矿形式出现，为棕色或浅**，正中突起，显均质性及全消光。磷灰石超微粒晶体呈粒状或纤柱状，纤柱状磷灰石往往呈规则排列，显Ⅰ级深灰干涉色。

——硬石膏胶结物：是含盐系岩石中常有的特殊胶结物。无色透明，正中突起，两组解理近于直交，平行消光、Ⅱ级蓝绿干涉色。

◎ 杂基：尽可能区分出原杂基、正杂基、假杂基及其他类型的似杂基物质，确定各类杂基的含量和成分。确定原杂基及正杂基有助于判断搬运沉积环境，而似杂基（即淀杂基、外杂基、假杂基等）则不能反映搬运介质的性质及沉积环境，但有助于了解成岩后生变化特征及成岩演化历史。

◎ 自生矿物：要求定出自生矿物的成分、含量及分布。自生矿物的鉴定有助于了解成岩后生变化发生的阶段、成岩环境、成岩流体介质条件等。一些特殊的自生矿物如海绿石可以直接指示海相沉积环境，具有指相意义。

（5）支撑类型及胶结类型

观察与描述要求同粗碎屑岩。

（6）成岩后生变化

砂岩的成岩后生变化有以下几种主要类型：

◎ 胶结作用与固结作用：胶结作用是使碎屑物变成碎屑岩的最主要的一种作用。简单的胶结作用主要是从孔隙溶液中沉淀出矿物质，然而砂岩中常不止一种成分的胶结物，或不止一次胶结作用，其形成时间有先有后，观察时应该特别注意胶结物成分的变化、胶结物的结构及相互之间的关系。这些研究有助于了解砂岩的固结历史和成岩变化的序次。

◎ 压实及压溶作用：主要根据碎屑颗粒的填集程度——堆积的紧密程度，颗粒间的接触强度，即由点接触→线接触→凹凸接触→缝合线状接触的连续加强过程，以及胶结物的多少、颗粒是否变形（如云母片是否弯曲）及有无假杂基的存在等现象，用来确定压实作用的存在及强度。

◎ 重结晶作用：砂岩的重结晶作用主要发生在填隙物当中，如微晶方解石灰泥重结晶形成粒状方解石、硅质胶结物形成再生石英、黏土原杂基变成正杂基等。重结晶作用主要发生在成岩晚期及后生阶段。

◎ 交代作用及自生矿物的形成：交代作用的发生与外来物质的加入和孔隙水流体介质条件（pH、Eh）变化有关。在观察时应注意矿物间的交代共生关系，为砂岩的成岩后生变化历史提供依据。

（7）砂岩的孔隙结构特征

识别和描述孔隙的类型、成因、连通性和面孔率（薄片中可观察到的孔隙所占据的薄片平面含量），以便对砂岩的储集性能做出评价。

（8）砂岩的命名

砂岩的命名按如下几个步骤进行：

①首先根据杂基含量多少确定是杂砂岩还是净砂岩。

②其次根据碎屑成分及其含量在砂岩成分-成因三角分类图内投点，确定砂岩的基本名称。确定砂岩的基本名称按如下步骤进行：

（a）据前面统计（或估计）的各种碎屑在岩石中的百分含量，求出Q、F、R端元成分占碎屑总量的含量，以Q+F+R=100%，即：

图2-1 砂岩分类三角图

岩石学实验教程

（b）根据所求得的Q、F、R值在三角图（图2-1）内投点，确定岩石的基本名称。

（c）在确定砂岩的基本名称的基础上，再根据颜色、结构、填隙物或自生矿物对砂岩进行综合命名。即：颜色+填隙物（或自生矿物）+结构（粒度）+基本名称。

（9）砂岩成因分析

通过对砂岩标本及薄片的观察研究之后，对砂岩的特点加以总结，并在综合分析的基础上做出某些成因推断和提出一些问题，对砂岩成因进行初步分析。

成因的初步分析要求按以下几个方面和步骤进行：①从碎屑的成分特征，分析推断陆源区母岩的性质及大地构造状况；②从砂岩的成分成熟度和结构成熟度，分析推断风化作用、搬运沉积作用对碎屑的改造程度、搬运距离的远近、搬运沉积介质的性质及搬运方式，并推断沉积环境；③从化学胶结物的成分、结构、胶结类型、自生矿物种类、颗粒接触关系等，分析推断成岩作用强度、成岩环境及成岩演变历史；④根据碎屑及填隙物的成分、颜色等特征，推断古地理、古气候。

（10）作素描图或显微照相

对薄片中所观察到的现象，除进行描述外，通常应选择具有代表性的视域进行素描或照相，以表示岩石的成分、结构等特点；有时，需选择具有特殊意义的现象如成岩作用等做局部的图示说明。素描图或照片要求标明放大倍数、视域直径、所用偏光装置（可参考教材中的相关内容和图件）

3砂岩的观察与描述实例

（岩石编号：Sc116；产地：河北宣化；层位：长城系大红峪组）

（1）手标本观察与描述

灰白色，中-细粒砂状结构。碎屑在岩石中约占80%；碎屑的粒径为025～05mm的颗粒占80%，少数颗粒大于05mm或小于025mm，分选好。碎屑多为圆到次圆状，磨圆好。碎屑成分主要由石英组成。填隙物含量约为20%，其成分为白云石（白色、硬度低、滴稀盐酸不起泡），基底式胶结。

手标本定名：灰白色白云质中粒石英砂岩

（2）薄片观察与描述

岩石具细-中粒砂状结构，碎屑含量约占80%，其中粒径为025～05 mm者约占75%，01～025 mm者约占20%，小于01 mm者不到5%，分选较好。碎屑圆度多为圆一次圆状，磨圆好。

碎屑成分：①石英，以单晶石英为主，少量多晶石英，含量一般大于90%。石英碎屑中，经常可见含包裹体的石英，其包裹体成分有黑云母、电气石、磷灰石等。仅少数石英碎屑具波状消光。石英颗粒多具溶蚀现象，致使边缘不圆滑而呈港湾状。少数石英有不完整的次生加大现象。②长石，均已绢云母化或碳酸盐化，含量低，小于5%。③岩屑，主要为燧石岩岩屑，含量为5%左右。

填隙物：泥晶、微晶白云石杂基，含量约占20%。具有杂基支撑（白云石杂基），基底式胶结。

成岩后生变化：该岩石成岩后生变化可识别出3个主要的成岩演化阶段，各成岩演化阶段所发生的成岩作用方式有所不同。①同生期（或成岩早期），灰泥白云石化，生成泥晶、微晶白云石基质。②成岩早期，碳酸盐溶蚀交代石英或硅质岩屑，表现为石英及硅质岩屑边缘不完整或呈港湾状或仅有残余硅质物或呈碎屑假象，石英或硅质岩屑被溶蚀后形成的空间被碳酸盐矿物（主要为方解石）充填。③成岩中、晚期，部分石英碎屑边缘发生溶蚀和次生加大现象。在加大边与碎屑的边缘之间可见到碳酸盐包裹体，可能由硅质碎屑被溶蚀析出含有SiO2的溶液，SiO2局部围绕石英碎屑颗粒沉淀、生长形成次生加大边的同时，将碳酸盐矿物包裹所致。

岩石成因分析：①碎屑成分以石英为主，具较多碎屑石英，含云母、磷灰石等包裹体，推断其陆源区母岩性质为花岗岩；碎屑成分成熟度高，说明风化作用较强且经过长距离搬运改造。②碎屑成分成熟度高，以石英为主，且分选磨圆较好，说明属高能环境（可能为海滩）产物，后被搬运到能量较低的滩后环境，与较多灰泥同时沉积，使其呈杂基支撑。③沉积环境pH较高，温度、盐度均较高，气候干燥，使灰泥全部白云石化。④成岩期（及或后生期），由于孔隙溶液pH值较高，使硅质等碎屑受到溶蚀、交代。同时由于溶解出来的SiO2溶液发生迁移，造成局部酸性环境，使SiO2发生沉淀形成石英碎屑的次生加大边。

综合定名：灰白色白云质中粒石英杂砂岩

实际操作中，该岩石综合定名考虑了：①Q端元组分（石英和燧石岩岩屑）在碎屑中的含量＞95%，故在分类三角图内投点落在石英砂岩区；②因白云石基质含量为20%，含量已超过15%，属杂砂岩类；岩石投点及素描此处略。

（四）粉砂岩的观察与描述

粉砂岩的观察与描述内容及鉴定方法与砂岩相同。但由于粉砂岩粒度细小，在手标本上用肉眼辨认碎屑成分及胶结物成分是比较困难的，更需要依赖于显微镜下的薄片观察。薄片观察与描述内容和要求与砂岩基本相同，但在结构观察时应注意的是，由于粉砂岩粒度小，常呈悬浮状态搬运，碎屑间的摩擦较小，故多呈棱角状或次棱角状，所以碎屑磨圆度的意义不大。

对于粉砂岩的命名仍按砂岩的命名原则和方式进行，即：颜色+胶结物+结构+基本名称。

对于粉砂岩中的泥质物，不作为杂基处理，根据其含量多少分别进行命名。

一般采用伍登-温特沃思标准，它是以毫米为单位的一个分类方案，后来克鲁宾（1934）提出了一种对数换算，称其为φ值（表6-1）。

晶体光学与沉积岩岩石学实验教程

式中：D为颗粒直径，mm。表6-1列出了伍登-温特沃思粒级标准与自然粒级标准及φ值粒级标准之间的对应关系。

表6-1 粒级划分标准比较表

煤的粒度分为单体概念和群体概念, 其中单体颗粒度大小以其占据空间尺寸表示, 球形颗粒直径为可表示粒径, 非球形颗粒以与每边相切的长方体体积表示。

在实际加工中, 粒度一般为群体概念, 以通过某一规格筛孔来度量粒径, 用户可根据自己需求规定通过率和筛分分级。在煤炭洗选中, 对粒度认识既有单颗粒粒径 (堵塞旋流器流口、渣泵泵轮等) , 也有对粒群粒（粒度分布曲线）。

不同煤种其分级要求和洗选方式也不同, 在此将无烟煤、不粘煤、焦煤作为一类, 褐煤作为一类, 它们的粒度分级标准见下表所示 。

不同的应用场合对于商品煤的粒径也有不同要求，一般动力煤对粒径要求最低, 且电厂会配备专用破碎粉碎装置;循环流化床锅炉对煤炭粒度要求较高, 范围在8mm~13mm, 超过该范围会造成流化层较难形成。

煤炭市场随着客户需要而变化, 若达不到要求便会失去市场, 直接造成经济损失, 因此从迎合市场考虑, 必须重视煤炭粒度控制问题。

煤炭的分类：

根据国家科委推荐的《中国煤炭分类方案》，我国煤炭分为十大类，一般将瘦煤、焦煤、肥煤、气煤、弱粘结、不粘结、长焰煤等统称为烟煤；贫煤称为半无烟煤；挥发分大于40%的称为褐煤。

无烟煤可用于制造煤气或直接用作燃料，烟煤用于炼焦、配煤、动力锅炉和气化工业；褐煤一般用于气化、液化工业、动力锅炉等。

国标把煤分为三大类，即无烟煤、烟煤和褐煤，共29个小类。无烟煤分为3个小类，数码为01、02、03，数码中的“0”表示无烟煤，个位数表示煤化程度，数字小表示煤化程度高。

烟煤分为12个煤炭类别，24个小类，数码中的十位数（1~4）表示煤化程度，数字小表示煤化程度高；个位数（1~6）表示粘结性，数字大表示粘结性强；褐煤分为2个小类，数码为51、52，数码中的“5”表示褐煤，个位数表示煤化程度，数字小表示煤化程度低。

在各类煤的数码编号中，十位数字代表挥发分的大小，如无烟煤的挥发分最小，十位数字为0，褐煤的挥发分最大，十位数字为5，烟煤的十位数字介于1~4之间，个位数字对烟煤类来说，是表征其粘结性或结焦性好坏。

如个位数字越大，表征其粘结性越强，如个位数字为6的烟煤类，都是胶质层最大厚度Y值大于25mm的肥煤或气肥煤类，个位数为1的烟煤类，都是一些没有粘结性的煤，如贫煤、不粘煤和长烟煤。个位数字为2~5的烟煤，他们的粘结性随着数码的增大而增强

参考资料：

中国知网——煤炭洗选加工中粒度控制问题的优化设计分析、

——煤炭

粒度与搬运流体的性质及其力学特征密切相关，它是判别环境的标志之一。目前国际上应用最广的粒度分级标准是伍登-温德华粒级。它是以1mm作为基数乘以或除以2来分级的。后经克伦宾将其转化为φ值。转换公式为：

φ＝-log2d

式中：d为毫米直径值。形成一个以1为基数，2为公比数的等比级数列。如表4-3所示。

表4-3 伍登-温德华φ值粒度标准

有些分界点记为005mm；有些分界点记为0005mm

沉积物粒度测量方法，主要包括放大镜、照片分析、筛析、沉降分析、显微镜下粒度分析等方法。针对不同的颗粒选择适用的方法进行测量，其中，砾石等颗粒级别较大的多用皮尺或测量规直接测量，用量筒测砾石的体积。可松解或疏松的细、中碎屑岩多采用筛析法。粉砂及黏土岩常用沉降法、流水法等方法测量。固结的无法松解的岩石多采用显微镜下粒度分析。不同的方法测出的结果，略有差别，需校正后才能互用，其中沉降粒径和筛析粒径之间的偏差小于或等于01φ，可以直接互用。但薄片显微镜下分析粒径，因存在切片效应，需经过弗里德曼（1962）所提出的粒度的回归校正方程：

D＝03815+09027d

式中：D为校正后的筛析粒径，d是薄片中测定的视长径，均为φ单位。进行校正后才能与筛析法的结果相互用，一般校正后的平均粒径最大偏差一般不超过1/4φ单位。

此外，在粒度测量中杂基校正是一项重要的工作，其方法是：显微镜测至7φ，测定或估出杂基含量。取其2/3～1/2为校正值，假定为Δ，将各累计频率乘以（100-Δ），重新绘曲线。对于弱固结岩石，可用同一标本既做筛析也作薄片分析，通过实验求出校正系数（100-Δ）的数值。

粒度分析的结果可获取到大量的测值，这种大量的数字资料要用统计的方法加以处理，才能推断其与流体力学性质和沉积环境之间的关系。主要的方法是：根据资料做出一些图件，从这些图件上做定量的解释分析。或者直接通过计算，统计参数。两种方法各有优劣，往往需综合分析利用。

粒度分析图主要包括直方图、频率曲线图和累积曲线图（累积百分含量图）。其中最常用的是累积百分含量图，是由维希尔（1969）根据采自现代和古代不同环境内的1500个样品测得的粒度数据，以粒径（φ值）为横坐标，以累积概率值为纵坐标，用来表现大于一定粒级的百分含量统计图。他通过分析得出了沉积物搬运方式与粒度分布之间的关系，以及一些环境的概率图模式（图4-1）。

图4-1 搬运方式与粒度分布的关系

（据Visher，1969）

沉积物的粒度一般不是表现为单一的对数正态分布，因此，在概率分布图上总是表现为几个相交的直线段。每个直线段是不同搬运方式产生的响应。主要包括牵引负载、跳跃负载和悬浮负载三种。其中，悬浮负载的颗粒一般很细，粒径在01mm左右，其负载颗粒的粗细变化取决于介质的扰动强度，在概率图上的右上角形成悬浮次总体；跳跃负载是指靠近河床底部层，通过在动荡的水中或流水中对颗粒进行分选，粒径一般在015～10mm之间，往往是沉积样品中分选最好的组分，在概率图的中部形成跳跃次总体，其不是一个粒度总体，而是由两部分组成，如海滩砂；底部牵引负载是粗粒组分，因颗粒粗而在地面上滚动，形成的滚动次总体位于图的左下方。沉积物因粒径大小和分选性的不同，经历了不同的搬运方式，在累积概率图上形成了不同的次总体直线。直线的不同斜率代表不同的分选性，斜率越大代表分选越好，一定的粒度分布区间和斜率，表明不同的次总体具有一定的平均粒径和标准偏差。各直线段的交点称为交截点，有的样品在两个粒度次总体间有混合带，在图上表现为两线段圆滑接触。

大量的粒度数据通过计算获得各种分析参数后，往往也通过作图来进行定量分析，最常用的是弗里德曼（1961，1967）通过对现代海洋与河流、湖滩沉积所做的粒度分析，用粒度参数离散图（采用10种粒度参数，作出19种图）来区分河流与海（湖）滩沉积。离散图能够把不同成因的砂区别开来，是由于不同成因的砂具有不相同的结构参数。

此外，C-M图也是另外一种常用的图版（图4-2），它是应用每个样品的C值和M值绘成的图形，由Passega（1957，1964）所提出。其中，C值是累积曲线上颗粒含量1%处对应的粒径，M值是累积曲线上50%处对应的粒径。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。该图版对于每一个样品都可以用其C值和M值，在以C值为纵坐标，以M值为横坐标的双对数坐标纸上投得一个点，研究沉积地层包含的由粗至细的全部粒度结构类型样品在图纸上会投得一个点群。根据点群的分布绘出的图形形态、分布范围，以及图形与C-M基线的关系等特点，与已知沉积环境的典型C-M图进行对比，再结合其岩性特征，从而对该层沉积岩的沉积环境做出判断。

图4-2 牵引流的C-M图像及粒度类型

（据Passega，1964）

在C-M图中，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅸ 段表示C＞1000μm，Ⅳ，Ⅴ，Ⅵ，Ⅶ，Ⅷ段表示C＜1000μm。1表示牵引流沉积，2表示浊流沉积，“T”代表静水悬浮沉积。“S”形图是以河流沉积为例的完整C-M图，可划分为N—O—P—Q—R—S段。其中从左至右：

N—O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。

O—P段是滚动物质与间歇悬浮物质（跳跃）混合，物质组分中滚动组分与悬浮组分相混合。C值一般大于800μm，但由于滚动组分中有悬浮物质的参加，从而使M值有明显的变化。C值稍微变化即会使M 值发生重大改变，即粒度分布极不对称，粗细首尾不均。

P—Q段是以间歇悬浮质为主，粗粒滚动质减少。由上游至下游C值变化而M值不变，说明随着流体搬运能力的减弱，越向下游滚动组分的颗粒越小。但由于滚动颗粒的数量并不多，因此M值基本不变。P点附近的C值以Cr表示，它代表着最易作滚动搬运的颗粒直径。

Q—R段为递变悬浮段，沉积物的特点是C值与M值相应变化，显示出与C＝M线平行的结果，主要搬运方式为递变悬浮搬运，悬浮物质组分在流体中由下向上粒度逐渐变细，密度逐渐变低。它一般位于水流底部，常是由于涡流发育造成的。该段C的最大值以Cs表示。

R—S段为均匀悬浮段，是粒径和密度不随深度变化的完全悬浮，随着M值向S端逐渐变小，C值基本不变，最大C值即Cu，它代表均匀悬浮搬运的最大粒级。搬运方式常是递变悬浮之上的上层水流搬运，不受底流搬运分选，物质组成主要为粉砂和泥质混合物，最粗的粒度为细砂。表示在河流中从上游至下游沉积物的粒度成分变化不大，只是粗粒级含量相对减少。

C-M图也可用来研究水深、分选性、古流速和碎屑岩分类等，它是一种多功能综合图。

1主要几种沉积环境的粒度参数特点

根据福克等人对现代沉积物的研究，海滩砂、沙丘和风成坪地与河流砂这四种沉积物，在偏度和尖度上各有特点，在离散图上也有明显的区分。

（1）海滩砂

由于波浪能力强，海滩沉积物被浪潮反复多次搬运，得到充分的分选，泥质等物质多被冲洗掉，因而较纯净，频率曲线大多数呈对称的正态曲线，只有靠水边的少数样品中含有极少量的粗颗粒，因而具有微弱的正偏度。峰度中等至稍窄，分选好，多为中细砂。

（2）沙丘

沙丘是由海滩砂经风吹而形成的，由于风力较弱，海滩砂中粗粒部分不能被吹动除去，故沙丘砂的频率曲线呈微弱的正偏态，尖度中等，分选比海滩砂更好，多为细砂。

（3）风成坪地

风成坪地地势低而潮湿，其沉积物除了来自海滩砂之外，还有少量空中降落的粉砂。因此，风成坪地的频率曲线增添一个细粒尾部，而呈负偏态，并使尖度大为加宽，分选性稍稍变差，居于上述两者之间。

（4）河流砂

河流沉积物常由多物源供应，各物源供应物质的粒度不同，甚至不连续。河流对粒度的改造能量低，沉积物大都分选差—中等，其频率曲线大多为双峰或多峰曲线，峰的粒径变化大，细砾—砂较为常见。偏度或尖度不正常，无典型值，由于河流沉积物中经常掺有黏土、粉砂等悬浮沉积物质，故河流砂沉积物常呈正偏态。

2粒度参数离散图

弗里德曼通过对现代海洋、河流和湖泊沉积所做的粒度分析，用粒度统计参数离散图来区分河流和海（湖）滩沉积。

离散图之所以能够把不同成因的砂区别开来，主要是基于不同成因的砂具有不同的结构参数。如海（湖）滩砂分选比河流砂好得多，故标准偏差值高，偏度多为正值。因此，离散图实际上是综合表现结构（粒度）参数特征的一种图解。

如图3-10所示，此图为图解偏度对图解标准偏差的离散图，图中的两个参数不是用矩法计算的，而是用图解法计算。同时，由于弗里德曼的离散图是用筛析资料绘制的，而图像法的粒度资料则是薄片粒度分析资料得到的，因此必须将薄片百分位值换算成筛析百分位值，再按福克及沃德的公式计算。

3环境判别公式

萨胡在1964年根据大量粒度分析资料，统计求出不同沉积环境下沉积物的平均粒径、标准偏差、偏度和尖度这四个粒度参数的变化，以及一个沉积物内四个参数之间的关系，得出四个综合公式和关系图，以区别风成、海滩、浅海、河流和浊流这五种常见的沉积物，判别公式见表3-4。

表3-4 鉴别沉积环境的粒度参数综合公式

应用判别公式的优点在于，只要少量的样品甚至一个样品的粒度参数资料就可以提供解释环境的参考价值。如青岛某砂样筛析后计算得出的四个粒度参数：0576；SKΦ=-0478；KΦ=1967。进而可计算得出。

将以上参数代入式（3 2），得到Y海滩∶浅海=852348，因Y＞653650，则沉积物为浅海沙丘；将参数代入式（3 3），得到Y海滩∶浅海=01772，因Y＞-74190，也表明沉积物为浅海沙丘。

图3-10 某区侏罗系沉积物的结构参数散点图

4C-M图

C-M图是帕塞加于1957年提出的，是用C值和M值两个粒度参数分别作为双对数坐标纸上的纵、横坐标而成的图。其中C值为累积曲线上1%处的粒径，相当于样品中最粗颗粒的粒径；M值为累积曲线上50%处的粒径，相当于中值Md。所以C-M图是表示沉积物的最粗粒径与中值的关系图，用以说明沉积物的粗粒部分的粒度结构特点与搬运方式的关系，从而进一步判断沉积环境。

（1）C-M图的做法

1）首先，采集20～30个欲研究的某层沉积岩（物）样品，这些样品必须是同一沉积环境的沉积物，每个样品的岩性要均匀一致，砂岩与页岩要分开采集，不能采集不同岩性的混合样品。采集的样品要包括该层的全部粒度结构类型，自层底至层顶从粗到细逐次采样，若层厚为几米，则采样间距约为几厘米，以采得20～30个样品为准。

2）用筛析或其他方法作粒度分析，绘制累积曲线图。分别读出各样品的C值、M值，粒径单位用微米（μm）或Φ值表示，如使用Φ值表示，可直接使用算术坐标纸作图。

3）用双对数坐标纸作图，横坐标代表M值，左细右粗；纵坐标代表C值，下细上粗。绘出C=M这条斜线（图3-11，图3-12）。

图3-11 牵引流沉积的C-M图像及粒度类型

4）各样品按其C值与M值投点于上述图上，观察这一层的20～30个样品点在图上的分布范围和构成图形。不同搬运方式的沉积物，点分布的范围也不一样。注意C值与M值的分布范围和两者的关系，特别注意与C=M线的关系是否平行距离远近同时也要注意与C轴和M轴纵、横坐标的关系，然后与已知沉积环境的典型C-M图对比，作为判断该层沉积岩沉积环境的参考。

图3-12 浊流沉积的C-M图像

（2）两种C-M图

C-M图之所以能够用来判断沉积环境，主要是因为沉积物的粒度特征与搬运介质能量等水动力条件有关，尤其是沉积物的粗、细粒部分更能反映介质的特点。如最粗颗粒的粒径C值，可以反映介质能量的上限。所以，采用C值和M值作图，观察沉积物的两个参数分布范围和变化关系，就能反映其介质特点，进而判断沉积环境。帕塞加用已知沉积环境的样品数据绘制了完整的牵引流沉积和浊流沉积的C-M图（图3-11，图3-12）。

A牵引流沉积的C-M图

牵引流是以床沙载荷形式搬运其沉积物的流动，自然界河流、海流及海或湖的波浪流都是牵引流，牵引流中也包括部分悬移物质。牵引流沉积的一个典型而完整的C-M图像可分为五段（图3-11）。

NO段：沉积物呈滚动搬运，C值一般大于1 mm，为砂砾质沉积物，分选较好。

OP段：仍以滚动搬运为主，有极少量的悬浮搬运，C值变动不大，通常大于800 μm，M值可逐渐变小。

PQ段：悬浮搬运为主，有少量滚动搬运的颗粒。在累积曲线上可看到一个粗的尾部，故这段C值变动大，而M值基本无变化，图形近乎垂直于M轴。

QR段：为递变悬浮搬运，沉积物按粒度大小和密度梯度成层分布，不是均匀的，在流动中由下而上粒度逐渐变细，密度逐渐变低，C值和M值是成比例的。递变悬浮一般位于水体的下部，由于涡流发育而形成。当涡流流速降低时迅速沉积，粗的颗粒由于细的物质迅速埋藏而不发生滚动，使沉积物中基本没有滚动颗粒，因此表现出C值和M值之间有较密切的比例关系，图形近于平行C=M线。

RS段：为均匀悬浮搬运，沉积物的颗粒更细，为粉砂与泥质的混合物，是粒径和密度不随深度而改变的完全悬浮搬运。由于均匀悬浮搬运不受底流的分选，C值大致不变，M值则向S端逐渐减小，故C-M图形为大致平行于M轴的直线。C=200～500 μm为其上限，M＜100 μm。

以上五段N-O-P-Q-R-S呈展开的“S”状图形，是河流作用的一个完整图像。除了河流沉积以外，还有其他的牵引流沉积，如远洋沉积、近岸沉积等。

T段：为远洋悬浮搬运，沉积物的粒径非常细小，均为＜34 μm的泥质颗粒，飘浮于水中，可以搬运很远，直到远洋，沉积下来，如深海软泥。除深海外，深湖、海湾、礁湖等静水盆地也属于这种类型。

近海沉积的岸流和海流也是牵引流，现代开阔的海洋中近岸和浅海地区的砂、粉砂、泥质沉积物大都是均匀悬浮搬运，往往缺乏递变悬浮搬运，粗的砂砾仍以滚动方式搬运。

C-M图中的N-O-P-Q-R-S各段的位置和大小是可变的，而一个成因单位的C-M图，常常只包括少数几个段，甚至只有一段，代表着特定的沉积环境。

在河流沉积的C-M图中三条平行M轴的直线表示C值的大小，它们各自代表的意义如下：Cu为RS段R点附近的C值，代表均匀悬浮中最粗颗粒的粒径；Cs为QR段Q点附近的C值，代表递变悬浮中最粗颗粒的粒径，若颗粒再比Cs大，则降于河底呈滚动搬运，通常Cs值小于1000 μm，大于30 μm；Cr为PQ段P点附近的C值，代表最易做滚动搬运的颗粒粒径。

B浊流沉积的C-M图

浊流是一种密度流，是含有不同粒级成分、密度很大、流速很快的一种浑浊的水流，主要是以悬浮方式搬运沉积物。浊流沉积的C-M图，其形态和分布与河流中的递变悬浮相似，也是呈与C=M线平行的长形带（图3-12）。由于浊流为高密度流，沉积作用快，粗颗粒沉积后即被埋藏，因此缺乏滚动的颗粒。浊流一般流速快，当流速降低时，悬浮物移向底部，使底部密度不断增大，最后发生整体的沉积作用，形成未分选的沉积物。没有滚动颗粒、沉积作用快、C值随着M值变化，这些是浊流沉积的重要特点。而且，C值和M值的变动幅度都较大，使之区别于牵引流的递变悬浮沉积图形。浊流或河流递变悬浮的C-M图与C=M线的距离，反映了沉积物的分选程度，距离越近者分选越好，越远者分选越差。具体表示分选程度时，可以画一条平行于C=M线的直线，平分浊流段或递变悬浮段的散点，这条直线与C=M线的距离，用平行于M的线段长短来表示，称为最大分选指标Im，以Φ值计。牵引流和浊流的Im都小于1Φ，泥石流的Im可达6Φ。

（3）C-M图的应用

C-M图主要用于判断沉积物的搬运方式，进而鉴别沉积环境。当然，C-M图也和其他粒度参数一样，只是判断沉积环境的方法之一，具体应用时还要结合其他岩性、构造和生物化石等资料进行综合考虑。

C-M图还可应用于测量古水盆地的深度。因为Cs值是递变悬浮中最大颗粒的粒径，是递变悬浮开始沉降的最大紊流速度的指标。在盆地的浅水地区，波浪作用强烈，紊流速度大，因此Cs值亦大。随水体深度增加，波浪减弱，紊流也减弱，Cs值变小，故Cs值与盆地深度成反比关系。因此当古水盆地中有递变悬浮沉积时，在C-M图中求出Cs值，并勾绘出该地区的Cs等值线图，便可了解各处的相对深度。由于各盆地的波浪强弱不一样，因此不能得出全世界统一的Cs与深度的固定比值，只能是一个盆地内的相对深度。此外，在地层垂直剖面上，求得各层的Cs值，上下连成Cs曲线，可以了解不同地质时期盆地深度的变化和变动的快慢，从而了解本区在地史发展过程中地壳运动的状况，地壳是上升还是下降是稳定还是不稳定

沉积盆地的等深图是重要的地质基础资料之一，与沉积环境类型图相配合，可以了解沉积盆地在不同地质时期不同地区的沉积岩发育状况，如岩石类型、厚度、砂体形态和分布等。

C-M图所用的粒度参数只是中值和最粗颗粒的直径，容易从累积曲线图上直接读出，不需计算，作图也很简单。其优点是能够反映沉积物的搬运方式，从而作为判断沉积环境的工具。但是，它也有不足之处，那就是目前各种沉积环境的C-M图的典型图形和区别还不是十分具体、完善。

5概率成因图解

1969年，维希尔根据现代与古代不同沉积环境的1500个样品，使用筛析分析法，对概率坐标纸上具有不同特征的累积曲线进行成因分类，列举出不同沉积环境的典型曲线类型，并从水动力学角度做出初步的定性解释。

沉积物的粒度分布特征一般并不符合一个简单的参数正态分布，而是由几个对数正态次总体组成，每个次总体具有不同的平均值和标准偏差。

碎屑沉积物的粒度成分，由于搬运形式不同，可分为牵引、跳跃、悬浮三个粗细不同的次总体，每一种搬运方式的碎屑粒度分布都是对数正态分布，以各自的平均粒度和分选性区别于其他搬运方式，各个正态分布代表了不同的搬运和沉积作用。因此，在概率坐标纸上，每个次总体将单独形成一条直线，每条直线至少有四个控制点。各直线斜率不同，表示分选性不同，直线段的交点称为截点。有的直线在截点附近的一些点并不位于直线上，而是与相邻的点构成一条弧线，由截点至该弧线的距离称为混合度，用来度量两对数正态分布之间的混合程度（图3-13）。

悬浮搬运的粒度一般小于0125 mm，分选差，但悬浮搬运的粒度大小取决于水流的扰动强度，扰动强度大，搬运粒度也可以大于01 mm，悬浮搬运的组分属于沉积物的细粒尾部，故其所代表的直线段居于图的末端，位于右上角。跳跃搬运的颗粒大小一般在01～10 mm之间，分选好，沉积的组分称为跳跃组分，在粒度概率图上居于中央，往往是许多砂质沉积物的主要组分，所占质量分数最大，因而直线较长，一般为一条直线，有时分为两段直线，坡度微有差别，较其他两种组分的直线要陡。牵引搬运的颗粒最粗，分选差，牵引搬运的组分属于沉积物中的粗粒尾部，所代表的直线段居于图的始端，位于左下角。一个沉积物样品可以由一种、两种或三种搬运方式沉积下来的混合物构成，因而它的概率累积曲线可以表现为由单一的直线段或两个、三个直线段构成，而每一次总体的分选性，可用直线段的斜率（直线与横坐标的夹角）度量，斜率越大，则分选性越好。

图3-13 搬运方式与粒度分布总体和截点位置的关系

6不同沉积环境沉积物的概率成因图解

碎屑沉积物的粒度特征能够反映沉积时的搬运和沉积方式，沉积环境不同、搬运介质的水动力条件不同、自然地理条件不同，则碎屑沉积物被搬运和沉积的方式不一样，因而在粒度概率图上的图形亦有所区别。仔细分析各种概率图的形状，有助于判断沉积环境。

（1）海滩砂的粒度概率图

海滩砂的粒度概率图特点是有三段或四段直线，其中跳跃组分是主要的，其线段位于概率图中央，分为两条直线，坡度微有差别，但均较陡，说明分选好。悬浮组分和牵引组分的含量均很少，故图中右上角和左下角的线段均较短，有时甚至缺失牵引组分（图3-14）。跳跃组分分为两线段，在粒度和分选上微有变化，表明即使是流速的微小变化，都可以改变单一的碎屑总体。

（2）沙丘砂的粒度概率图

沙丘砂粒度概率图的特点是跳跃组分为其最主要成分，与海滩砂比较，其含量更高，常占98%左右。而且两线段合并成一线段，坡度更陡，分选极好，只含少量悬浮和牵引组分，有时甚至缺失牵引组分（图3-15）。这是由于在同一时期内风力速度变化小，只能搬运一定范围粒度的砂粒，粗砂粒因风吹不动而丢失，太细的物质又被风吹跑了。

（3）波浪带浅海砂的粒度概率图

自低潮线至水深519 m的波浪作用带的砂质沉积物，其粒度概率图的特点是悬浮、跳跃和牵引三种组分都有。图上有三个直线段，跳跃组分仍是主要的成分，线段最长，坡度最陡，分选很好，这是由于波浪的多次往返搬运沉积；少量牵引组分，分选差，是由于没有强烈的水流搬运或使之呈跳跃状态搬运的缘故；此外，还有粉砂和泥的悬浮组分，其含量的多少视附近河流带入细粒悬浮物质的多少和该地区波浪作用的强弱而定（图3-16）。

图3-14 海滩砂的粒度概率图

（4）河流砂的粒度概率图

由于地貌、河水流速、搬运物质的粒度和数量等因素的变化较大，所以很难概括出一种典型的河流粒度概率图。一般来说，以河床沉积物为例（图3-17），跳跃组分是主要成分，代表的直线段与横坐标的夹角约为60°～65°，分选中等，粒度范围175～250Φ；一般会有发育好的悬浮组分，含量5%～20%，它与跳跃组分直线的交切点位置在275～350Φ附近；有或无牵引组分，若有牵引组分，粒度粗于1Φ，并且常常发育在河道最深部位。若为天然堤沉积，则以悬浮组分为主，有时甚至只有一段代表悬浮组分的直线（图3-18）。

图3-15 海滩沙丘砂的粒度概率图

研究发现，河道砂岩的曲线并不那么简单，形态也不是两段式，可有三段式、多段式和直线型等，粒度参数也不相同。如两段式曲线（图3-19），截点区间宽，截点Φ值高，悬浮总体含量高，流速较急，说明当时水介质扰动强烈。

下三段式曲线（图3-20B）是在跳跃总体的粗端增加了一个分选差的牵引总体，截点在1%附近，这种牵引总体一般出现在河流的最深水区（主流线附近）的砂岩中，上三段式曲线（图3-20A）有两个悬浮总体，最上边的为均匀悬浮，中间为递变悬浮，这种砂岩被定为急流沉积。

（5）浊流砂的粒度概率图

浊流砂粒度概率图的特点是有大量的或唯一的悬浮组分，可以包括黏土、粉砂、砂直到1 mm或更粗的颗粒。因为浊流密度大，流速快，故绝大部分物质都呈悬浮搬运，偶尔也有少量跳跃组分，故图上是一条明显的代表悬浮总体的线段（图3-21）。在一层浊流沉积中，从底向顶，有粒度变细、悬浮组分含量增加、悬浮和跳跃两线段交切点变细的粒序现象。由于浊流的密度、流速、携带物质不同，其粒度分布特点变化亦有所不同。

图3-16 波浪带浅海砂的粒度概率图

（6）三角洲砂的粒度概率图

三角洲砂质沉积物是很发育的，但是由于三角洲类型不同、砂质沉积物所处的地理位置不同，因而沉积物成因也不一样，粒度分布特点变化很大，难以概括成一种图形。其变化居于河流沉积与浅海沉积之间，这是因为三角洲的地理位置处于河流入口处，海陆交接带，是海陆二者交替沉积的沉积复合体，无论在平面上或垂直剖面上，沉积环境和岩性都是多变的。

图3-17 现代河床砂的粒度概率图

图3-18 天然堤、分流河道、河口沙坝、滨海线等处砂质沉积的粒度概率图

图3-19 延安南泥湾侏罗系河道砂岩

图3-20 延安西杏子河侏罗系河道砂岩

总的来看，利用碎屑岩的粒度结构特征来研究沉积环境是大有裨益的，特别是在反映不同沉积环境的水动力条件方面。但也有人对此持否定态度。实际上，粒度结构特点只是一个方面，实际应用时还要结合岩性、构造、古生物和地球化学特点进行综合解释，因为沉积物的形成是受多种地质因素综合控制的。此外，还有一点须加以说明，许多粒度参数是根据已知沉积环境的现代沉积物取得的，对于机械作用形成的碎屑沉积，“将今论古”的原则虽然可用，但是古今沉积毕竟不同，因此应用上述粒度参数时应注意其局限性。同时，粒度分析方法不同，亦会得出不同的粒度分布结果，因此要注意校正，并尽可能采用一种分析方法。另外，采样的正确与否，同样是决定分析结果是否有效的基础，所以采样是最关键的基础工作。

图3-21 浊流砂岩的粒度概率图

        4 粗骨料的颗粒级配。石子的粒级分为连续粒级和单位级两种。连续粒级指5mm以上至最大粒径Dmmax，各粒级均占一定比例，且在一定范围内。单粒级指从1/2最大粒径开始至Dmax。单粒级用于组成具有要求级配的连续粒级，也可与连续粒级混合使用，以改善级配或配成较大密实度的连续粒级。单粒级一般不宜单独用来配制混凝土，如必须单独使用，则应作技术经济分析，并通过试验证明不发生离析或影响混凝土的质量。

       石子的级配与砂的级配一样，通过一套标准筛筛分试验，计算累计筛余率确定。根据GB/T14685，碎石和卵石级配均应符合表4-8的要求。JGJ53的要求与此相似。