Размер зерна

Гранулометрия
Гранулометрия
Основные понятия
	Размер частиц , Размер зерна, Распределение размеров , Морфология
Методы и приемы
	Масштаб ячеек , Оптическая гранулометрия , Ситовой анализ , Градация почвы
Связанные концепции
	Гранулирование , Гранулированный материал , Минеральная пыль , Распознавание образов , Динамическое рассеяние света
	в; т; е;

Диаметр отдельных зерен осадка или литифицированных частиц в обломочных породах

Размер зерна (или размер частиц ) — диаметр отдельных зерен осадка или литифицированных частиц в обломочных породах . Этот термин может также применяться к другим гранулированным материалам . Это отличается от размера кристаллита , который относится к размеру отдельного кристалла внутри частицы или зерна. Отдельное зерно может состоять из нескольких кристаллов . Гранулированный материал может варьироваться от очень мелких коллоидных частиц , через глину , ил , песок , гравий и булыжники , до валунов .

Шкала фи Крумбейна

Диапазоны размеров определяют пределы классов, которым даны названия в шкале Вентворта (или шкале Уддена–Уэнтворта, названной в честь геологов Честера К. Уэнтворта и Йохана А. Уддена), используемой в Соединенных Штатах . Шкала фи Крумбейна (φ), модификация шкалы Уэнтворта, созданная В. К. Крумбейном ^[1] в 1934 году, представляет собой логарифмическую шкалу, вычисляемую по уравнению

\varphi =-\log _{2}{\frac {D}{D_{0}}},

где

\varphi

это шкала фи Крумбейна,

D

— диаметр частицы или зерна в миллиметрах (уравнение Крумбейна и Монка) ^[2] и

D_{0}

— опорный диаметр, равный 1 мм (чтобы уравнение было размерно согласованным ).

Это уравнение можно переписать, чтобы найти диаметр с помощью φ:

D=D_{0}\cdot 2^{-\varphi }\,

шкала φ	Диапазон размеров (метрический)	Диапазон размеров (прибл. дюймы)	Агрегатное имя (класс Вентворта)	Другие имена
<−8	>256 мм	>10,1 дюйма	Боулдер
от −6 до −8	64–256 мм	2,5–10,1 дюйма	Булыжник
−5 до −6	32–64 мм	1,26–2,5 дюйма	Очень крупный гравий	Галька
−4 до −5	16–32 мм	0,63–1,26 дюйма	Крупный гравий	Галька
−3 до −4	8–16 мм	0,31–0,63 дюйма	Средний гравий	Галька
−2 до −3	4–8 мм	0,157–0,31 дюйма	Мелкий гравий	Галька
−1 до −2	2–4 мм	0,079–0,157 дюйма	Очень мелкий гравий	Гранула
от 0 до −1	1–2 мм	0,039–0,079 дюйма	Очень крупный песок
1 к 0	0,5–1 мм	0,020–0,039 дюйма	Крупный песок
2 к 1	0,25–0,5 мм	0,010–0,020 дюйма	Средний песок
3 к 2	125–250 мкм	0,0049–0,010 дюйма	Мелкий песок
4 к 3	62,5–125 мкм	0,0025–0,0049 дюйма	Очень мелкий песок
8 к 4	3,9–62,5 мкм	0,00015–0,0025 дюйма	Ил	Грязь
10-8	0,98–3,9 мкм	3,8×10−5 ^–0,00015 дюйма	Глина	Грязь
20-10	0,95–977 нм	3,8×10−8 ^–3,8 × ¹⁰⁻⁵ дюймов	Коллоид	Грязь

В некоторых схемах гравий — это все, что крупнее песка (включая гранулы, гальку, булыжник и валуны в таблице выше).

Международный масштаб

ISO 14688-1:2017 устанавливает основные принципы идентификации и классификации грунтов на основе тех характеристик материала и массы, которые наиболее часто используются для грунтов для инженерных целей. ISO 14688-1 применяется к естественным грунтам in situ , аналогичным искусственным материалам in situ и грунтам, повторно отложенным людьми. ^[3]

ИСО 14688-1:2017
Имя				Диапазон размеров (мм)	Диапазон размеров (прибл. дюймы)
Очень грубая почва		Большой валун	лБо	>630	>24.8031
		Боулдер	Бо	200–630	7,8740–24,803
		Булыжник	Ко	63–200	2,4803–7,8740
Грубая почва	Гравий	Крупный гравий	cGr	20–63	0,78740–2,4803
		Средний гравий	мГр	6.3–20	0,24803–0,78740
		Мелкий гравий	фГр	2,0–6,3	0,078740–0,24803
	Песок	Крупный песок	cSa	0,63–2,0	0,024803–0,078740
		Средний песок	мсб	0,2–0,63	0,0078740–0,024803
		Мелкий песок	фСа	0,063–0,2	0,0024803–0,0078740
Хорошая почва	Ил	Крупный ил	cSi	0,02–0,063	0,00078740–0,0024803
		Средний ил	мСи	0,0063–0,02	0,00024803–0,00078740
		Мелкий ил	фСи	0,002–0,0063	0,000078740–0,00024803
	Глина		Кл	≤0,002	≤0,000078740

Сортировка

Накопление осадка также может быть охарактеризовано распределением размера зерна. Осадочное месторождение может подвергаться сортировке, когда диапазон размеров частиц удаляется таким фактором, как река или ветер. Сортировку можно количественно оценить с помощью инклюзивного графического стандартного отклонения: ^[4]

\sigma _{I}={\frac {\phi 84-\phi 16}{4}} + {\frac {\phi 95-\phi 5}{6,6}}

где

\сигма _{I}

является инклюзивным графическим стандартным отклонением в единицах фи

\фи 84

это 84-й процентиль распределения размеров зерен в единицах фи и т. д.

Результат этого можно описать следующими терминами:

Диаметр (единицы фи)	Описание
$\сигма _{I}$ < 0,35	очень хорошо отсортировано
0,35 < < 0,50 $\сигма _{I}$	хорошо отсортированный
0,50 < < 1,00 $\сигма _{I}$	умеренно отсортировано
1.00 < < 2.00 $\сигма _{I}$	плохо отсортированный
2.00 < < 4.00 $\сигма _{I}$	очень плохо отсортировано
4.00 < $\сигма _{I}$	крайне плохо отсортирован

Смотрите также

Ссылки

^ Крумбейн, WC (1934). «Распределение частот размеров осадков». Журнал седиментационной петрологии . 2 (4). doi :10.1306/D4268EB9-2B26-11D7-8648000102C1865D.
^ PetroWiki: Оценка проницаемости на основе размера зерна
^ "ISO 14688-1:2017 – Геотехнические исследования и испытания – Идентификация и классификация грунтов – Часть 1: Идентификация и описание". Международная организация по стандартизации (ISO).
^ Folk, Robert L.; Ward, William C. (1957). "Brazos River bar: a study in the significant of grain-size settings" (PDF) . Journal of Sedimentary Petrology . 27 (1): 3–26. Bibcode :1957JSedR..27....3F. doi :10.1306/74d70646-2b21-11d7-8648000102c1865d. Архивировано из оригинала (PDF) 12 мая 2014 г. . Получено 11 мая 2014 г. .

Внешние ссылки

Р. Д. Дин и Р. А. Далримпл, Прибрежные процессы и их инженерные приложения (Издательство Кембриджского университета, 2002)
WC Krumbein & LL Sloss, Стратиграфия и седиментация , 2-е издание (Freeman, Сан-Франциско, 1963).
Udden, JA (1914). «Механический состав обломочных осадков». Бюллетень Геологического общества Америки . 25 (1): 655–744. Bibcode : 1914GSAB...25..655U. doi : 10.1130/GSAB-25-655.
Wentworth, CK (1922). «Шкала градаций и терминов классов для обломочных осадков». The Journal of Geology . 30 (5): 377–392. Bibcode : 1922JG.....30..377W. doi : 10.1086/622910. JSTOR 30063207. S2CID 128682870.

[1] Крумбейн, WC (1934). «Распределение частот размеров осадков». Журнал седиментационной петрологии . 2 (4). doi :10.1306/D4268EB9-2B26-11D7-8648000102C1865D.

[PetroWiki-2] PetroWiki: Оценка проницаемости на основе размера зерна

[3] "ISO 14688-1:2017 – Геотехнические исследования и испытания – Идентификация и классификация грунтов – Часть 1: Идентификация и описание". Международная организация по стандартизации (ISO).

[4] Folk, Robert L.; Ward, William C. (1957). "Brazos River bar: a study in the significant of grain-size settings" (PDF) . Journal of Sedimentary Petrology . 27 (1): 3–26. Bibcode :1957JSedR..27....3F. doi :10.1306/74d70646-2b21-11d7-8648000102c1865d. Архивировано из оригинала (PDF) 12 мая 2014 г. . Получено 11 мая 2014 г. .