Interpretacja wyników analiz uziarnienia (ilustracje w załączonej prezentacji)
1. Statystyczne wskaźniki uziarnienia:
moda
mediana
średnia średnica
odchylenie standardowe
skośność
spłaszczenie (kurtoza)
Moda - wartość, która ma największe prawdopodobieństwo pojawienia się w rozkładzie. Inaczej - środek najliczniejszej klasy, wierzchołek dystrybuanty.
Mediana (Md) - średnica środkowa (percentyl 50) - 50% ziaren w osadzie jest grubszych i 50% jest drobniejszych od wartości mediany, dzieli próbkę na dwie połowy. W przypadku rozkładu normalnego Md = średniej średnicy.
Percentyl (zał.) - odczytywany z kumulanty, gdyż wartości percentyli podstawiamy do wzorów na wskaźniki uziarnienia. Modę i medianę łatwo wyznaczyć z wykresu.
Wzory do obliczeń wskaźników uziarnienia metodą graficzną (wg Folka i Warda, 1957); wszystkie jednostki, jakie podstawiamy do wzorów podstawiamy w jednostkach phi (zał).
„Podobnie jak medianę można wyznaczyć dowolną granicę wielkości ziaren, którą uznamy za przydatną. Niektóre takie średnice pomocnicze wykorzystuje się dla obliczania kolejnych parametrów opisujących rozkład uziarnienia. Średnice te noszą nazwę percentyli. I tak, na przykład , percentyl P16 jest średnicą zastępczą, od której średnicę większą lub taką samą mają ziarna, które łącznie stanowią 16% objętości całego osadu”
Aproksymacja (zał.) - wygładzenie przebiegu krzywej. Nie rysujemy krzywej od punktu do punktu, tylko ją wygładzamy.
Ekstrapolacja (zał.) - współkształtne przedłużenie segmentów krzywej doprowadzające do wartości 0 i 100%.
Ektrapolacja o 3 phi - wykres osiąga wartość graniczną po trzech pełnych jednostkach phi.
Wzory do obliczeń wskaźników uziarnienia metodą momentów (wg Friedmana i Johnsona, 1982)
Średnia średnica:
np. średnia średnica ziarna - liczebność w przedziale w procentach razy środek tego przedziału w jednostkach phi (plus wszystkie przedziały).
Odchylenie standardowe:
Skośność:
Spłaszczenie:
n - liczba przedziałów
fi - liczebność w przedziale [%]
mi - środek przedziału [φ]
Odchylenie standardowe (GSO, σ) - wskazuje na stopień rozproszenia wielkości ziarna wokół średniej średnicy; jest wskaźnikiem wysortowania osadu. Najlepiej wysortowane osady aproksymują wokół jednej średnicy ziaren i mają niski współczynnik odchylenia standardowego. Im wyższe odchylenie standardowe tym gorzej wysortowany osad.
wartość σ |
stopień wysortowania |
<0,35 |
bardzo dobry |
0,35-0,5 |
dobry |
0,5-0,7 |
umiarkowanie dobry |
0,7-1,0 |
umiarkowany |
1,0-2,0 |
słaby |
2,0-4,0 |
bardzo słaby |
> 4,0 |
ekstremalnie słaby |
O wysortowaniu możemy wnioskować na podstawie wykresów. Jeśli rozkład będzie się charakteryzował płaską dystrybuantą, świadczyć to będzie o złym wysortowaniu. Taka dystrybuanta musi dać stosunkowo wysoki wynik. Taka dystrybuanta da też płaską, połogą kumulantę.
Osad dobrze wysortowany daje wąską, wysoką dystrybuantę i stromą kumulantę.
Osad dojrzały teksturalnie - osad, w skład którego wchodzą ziarna dobrze obtoczone i dobrze wysortowane (np. piasek wydmowy).
Jeśli mamy piasek, w którego skład wchodzą składniki dobrze obtoczone i są dobrze wysortowane, możemy powiedzieć, że osad ma wysoką dojrzałość teksturalną.
Osad dojrzały petrograficznie - osad, w skład którego wchodzą składniki odporne na wietrzenie (np. piasek kwarcowy).
np. skała niedojrzała petrograficznie - arkoza (kwarc + skalenie + fragmenty skał + muskowit); skalenie i łyszczyki to minerały szybko eliminowane w czasie transportu, osad jest sukcesywnie zubażany w składniki nieodporne na wietrzenia. Osad znajduje się blisko źródła dostarczania materiału.
Skała dojrzała petrograficznie - arenit kwarcowy (kwarc); najdojrzalsza skała.
Skośność (GSK, α) - asymetrycznośc względem rozkładu normalnego (rozkład normalny = symetryczny: skośność = 0), wynika z różnic pomiędzy medianą i średnią średnicą.
Interpretacja :
-1 do -0,3 - bardzo ujemnie skośny
-0,3 do -0,1 - ujemnie skośny
-0,1 do o,1 - normalny (symetryczny)
0,1 do 0,3 - dodatnio skośny
0,3 do 1 - bardzo dodatnio skośny
Kształt kumulanty wskazuje nam, z jaką skośnością mamy do czynienia.
Spłaszczenie (GSP, κ) - zależy zarówno od rozproszenia cząstek jak i normalności rozkładu. Wskazuje na wysortowanie osadu (zał.)
rozkład platykurtyczny - osad źle wysortowany
rozkład mezokurtyczny - rozkład normalny
rozkład leptokurtyczny - osad dobrze wysortowany
<0,67 - bardzo płaski
0,67-0,90 - płaski
0,90-1,11 - normalny
1,11-1,50 - stromy
1,50-3,0 - bardzo stromy
>30,0 - ekstremalnie stromy
Mikroskopowa analiza granulometryczna
Wykonując płytkę cienką skały osadowej, uzyskujemy obraz nie do końca rzeczywisty, gdyż napotykamy na przypadkowe przekroje przez ziarna.
Pomiary wielkości ziaren w płytkach cienkich obarczane są błędami:
obserwujemy przypadkowe przekroje przez ziarna (prawdopodobieństwo największego przekroju jest znikome); większość obserwowanych przekrojów jest mniejsza od rzeczywistych, co sprawia, że statystycznie zaniżamy wielkość ziaren w próbce
im mniejsze ziarno tym prawdopodobieństwo, że zostanie nacięte płaszczyzną preparatu jest mniejsze (część małych ziaren wypada z pomiaru), co powoduje zwiększenie udziału ziaren większych
Zaleta robienia analiz granulometrycznych na podstawie mikrofotografii!!!
Korelogram (zał.) - pomiędzy wielkościami ziaren z płytek cienkich i analizy sitowej (wg freidmana, 1961) - im drobniejsze ziarno tym średnice są bardziej porównywalne.
Równania regresji do przeliczeń wskaźników uziarnienia uzyskanych na drodze pomiarów wielkości ziaren w płytkach cienkich (AM) na równoważne parametry analizy sitowej (AS).
- równania do przeliczeń wskaźników uziarnienia wyznaczonych metodą momentów na podstawie pomiarów w płytkach cienkich na parametry analizy sitowej.
- równanie do przeliczeń wskaźników uziarnieniawyznaczonych dla metodą graficzną...
Wzorce wizualne (komparatory) - do oceny stopnia wysortowania na obrazie w przekroju
Komparator wizualny Harrella (zał.) - podaje wartości odchylenia standardowego.
Jesteśmy nadal w temacie interpretacji wyników uziarnienia. Innym sposobem podejścia do interpretacji osadu jest diagram. Musimy jednak przypomnieć sobie kilka pojęć.
Sposoby ruchu pojedynczych ziaren:
trakcja - toczenie i ślizganie ziarn po dnie (żwir)
saltacja - krótkie i niewysokie skoki (tory lotu ziaren zbliżone do balistycznych) (piasek)
unoszenie przerywane (chwilowe) - przy wzroście τ skoki ziaren są coraz dłuższe, tory mniej regularne (wynik coraz silniejszej turbulencji), sprzyjają temu wiry powstające przy oderwaniu strumienia nad grzbietami form dna (piasek drobny i średni; w przypadku wydm)
suspensja (unoszenie ciągłe), ziarno nie ma kontaktu z dnem (ił i pył)
Obciążenie denne (bedload) - ziarna przemieszczane po dnie lub blisko dna przez trakcję, saltację i przerywane unoszenie (żwir, piasek);
Obciążenie zawiesinowe (suspended load) - materiał transportowany przez przepływ w unoszeniu ciągłym i przerywanym (lecz w większym oddaleniu od dna (pył i ił)
Istnieją inne sposoby transportowania (np. pełznięcie powierzchniowe).
Interpretacja środowiska sedymentacji
1. Diagram Visher'a, 1969 (zał.)
Interpretacja uziarnienia jako mieszaniny populacji ziaren transportowanych w różny sposób.
CTP (Coarse Truncation Point) - punkt przegięcia frakcji gruboziarnistej
FTP (Fine Truncation Point) - punk przegięcia frakcji drobnoziarnistej
Do interpretacji będzie dla nas ważne:
położenie punktów załamania
nachylenie prostolinijnych odcinków
proporcja ziaren należących do różnych populacji
Kumulanty osadów z różnych środowisk sedymentacyjnych:
piaskowce rzeczne - charakteryzują się obecnością ziaren transportowanych tylko w saltacji i suspensji
delta Missisipi - widać, że frakcja jest niewysortowana, wyrzucona z zawiesiny
plaża - w strefie zmywu mamy różne natężenie transportu wraz z napływem fali, dynamika fali napływającej jest dużo większa od powrotnej, osad zyskuje dodatkowy punkt załamania na odcinku saltacji
strefa przyboju fal - płaski pierwszy odcinek, duża część szoruje po dnie, osad jest źle wysortowany i stanowi duży udział w populacji
2. Diagram procesowo - środowiskowy Passegi, 1964 (zał.)
Wskazuje na środowisko i na proces, który był odpowiedzialny za sposób, w jaki materiał by deponowany.
Największy percentyl -
3.Diagramy procesowo - środowiskowe Stewarta, 1958 (zał.)
Kombinacja odchylenia standardowego i mediany
4.Diagramy środowiskowe Friedmana, 1961 (zał.)
Zależność skośności od średniej średnicy [phi]; osady plażowe są ujemnie skośne, wydma - dodatnio skośna.
Zależność średniej średnicy [phi] od odchylenia standardowego.
5.Diagram środowiskowy Moioli & Weisera, 1968 (zał.)
Zależność średniej średnicy od odchylenia standardowego.
Wyszukiwarka