海砂粒级划分标准和沉积物命名方法探讨*

doi:10.11978/2020062

摘要/Abstract

摘要：

近年来, 随着海砂资源需求激增和勘查开发快速发展, 解决海砂调查研究领域中海砂命名混乱的问题迫在眉睫。本文在总结多年海砂调查经验和前人研究成果的基础上, 分析对比已有粒级划分标准和沉积物命名方法的特点, 提出一套适用于海砂的粒级划分标准和命名方法。基于伍登-温特沃斯(Udden-Wentworth)等比制φ值粒级标准, 提出将海砂沉积物粒级划分为砾(>2mm)、砂(2~0.063mm)和泥(<0.063mm)3大类, 二级细分为9小类; 基于优势粒级法思想, 将砾、砂和泥作为三个分类端元, 提出“砾-砂-泥三角图解+砂、砾质沉积物细分命名”的海砂沉积物分类方案, 体现了“对砂、砾质沉积物细化其名, 对泥质沉积物简化其名”的思想。该命名方法直观地反映了海砂的粒级组成和含量, 同时较好地兼顾了海砂命名的沉积学涵义和实际应用需求。

关键词: 海砂, 海洋集料, 碎屑沉积物, 粒级标准, 沉积物命名

Abstract:

In recent years, the demand for marine sand and gravel increased sharply. Accordingly, its exploration and exploitation developed rapidly. To avoid naming confusion in the field of marine sand and gravel investigation and research, we analyzed the characteristics of the existing grading scales and sediment classification schemes based on years of marine sand and gravel investigation experience and previous research results, and put forward a set of grading scale and sediment naming method suitable for marine sand and gravel. Based on the Udden-Wentworth geometric series grading scale (phi scale), we proposed a particle size grading scale for marine sand- and gravel-related sediments, which divides the particle size grades into three categories of gravel (>2 mm), sand (2~0.063 mm) and mud (<0.063 mm), and nine subcategories. Based on preponderant grain-size composition, we proposed a “gravel-sand-mud triangular diagram + detailed naming of sandy and gravelly sediment” classification scheme, which embodies the idea of “detailed naming of sandy and gravelly sediments while simplifying naming of muddy sediments.” This can directly reflect the grain-size composition and content of marine sand and gravel.

Key words: marine sand and gravel, marine aggregates, clastic sediments, particle size grading, sediment nomenclature

中图分类号:

P744.2

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图/表 10

表1

表2

图1

图2

图3

图4

图5

表3

表4

表5

参考文献 35

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粒径/mm	φ值	Udden(1914)等比制粒级划分	Wentworth(1922) 等比制粒级划分	海洋调查规范(GB/T 12763.8-2007) 采用的等比制粒级划分			本文建议的海砂粒度分级标准
粒径/mm	φ值	Udden(1914)等比制粒级划分	Wentworth(1922) 等比制粒级划分	粒组类型	简分法	细分法	本文建议的海砂粒度分级标准
			巨砾 (bowlder gravel)	岩块	岩块(漂砾)	岩块	砾	巨砾
256	-8		巨砾 (bowlder gravel)	岩块	岩块(漂砾)	岩块		巨砾
256	-8	大卵石 (large boulders)	粗砾 (cobble gravel)	砾石	砾石	粗砾		粗砾
128	-7	大卵石 (large boulders)
128	-7	中卵石 (medium boulders)
64	-6	中卵石 (medium boulders)
64	-6	小卵石 (small boulders)	中砾 (pebble gravel)			中砾		中砾
32	-5	小卵石 (small boulders)
32	-5	极小卵石 (very small boulders)
16	-4	极小卵石 (very small boulders)
16	-4	极粗砾 (very coarse gravel)
8	-3	极粗砾 (very coarse gravel)
8	-3	粗砾 (coarse gravel)				细砾
4	-2	粗砾 (coarse gravel)
4	-2	砾石 (gravel)	细砾 (granule gravel)					细砾
2	-1	砾石 (gravel)	细砾 (granule gravel)					细砾
2	-1	细砾 (fine gravel)	极粗砂 (very coarse sand)	砂	粗砂	极粗砂	砂	粗砂
1	0	细砾 (fine gravel)	极粗砂 (very coarse sand)			极粗砂
1	0	粗砂 (coarse sand)	粗砂 (coarse sand)			粗砂
1/2 (0.5)	1	粗砂 (coarse sand)	粗砂 (coarse sand)			粗砂
1/2 (0.5)	1	中砂 (medium sand)	中砂 (medium sand)		中砂	中砂		中砂
1/4 (0.25)	2	中砂 (medium sand)	中砂 (medium sand)		中砂	中砂		中砂
1/4 (0.25)	2	细砂 (fine sand)	细砂 (fine sand)		细砂	细砂		细砂
1/8	3	细砂 (fine sand)	细砂 (fine sand)			细砂
1/8	3	极细砂 (very fine sand)	极细砂 (very fine sand)			极细砂
1/16 (0.063)	4	极细砂 (very fine sand)	极细砂 (very fine sand)			极细砂
1/16 (0.063)	4	粗粉砂/尘 (coarse silt or dust)	粉砂 (silt)	粉砂	粗粉砂	粗粉砂	泥	粉砂
1/32	5	粗粉砂/尘 (coarse silt or dust)				粗粉砂
1/32	5	中粉砂/尘 (medium silt or dust)				中粉砂
1/64	6	中粉砂/尘 (medium silt or dust)				中粉砂
1/64	6	细粉砂/尘 (fine silt or dust)			细粉砂	细粉砂
1/128	7	细粉砂/尘 (fine silt or dust)				细粉砂
1/128	7	极细粉砂/尘 (very fine silt or dust)				极细粉砂
1/256 (0.004)	8	极细粉砂/尘 (very fine silt or dust)				极细粉砂
1/256 (0.004)	8	粗粘土 (coarse clay)	粘土 (clay)	粘土(泥)	粘土	粗粘土		粘土
1/512	9	粗粘土 (coarse clay)
1/512	9	中粘土 (coarse clay)
1/1024	10	中粘土 (coarse clay)
1/1024	10	细粘土 (fine clay)				细粘土
1/2048	11	细粘土 (fine clay)

粒级名称		分级
粒级名称		粒径/mm	φ值
砾	巨砾	>256	<-8
	粗砾	256~64	-8~-6
	中砾	64~4	-6~-2
	细砾	4~2	-2~-1
砂	粗砂	2~0.5	-1~1
	中砂	0.5~0.25	1~2
	细砂	0.25~0.063	2~4
泥	粉砂	0.063~0.004	4~8
泥	粘土	<0.004	>8

砂质沉积物细分命名			砂质沉积物细分命名规则 (粗砂、中砂、细砂组分含量)
砂	砾质砂	泥质砂	砂质沉积物细分命名规则 (粗砂、中砂、细砂组分含量)
中砂	砾质中砂	泥质中砂	中砂>20%; 粗砂≤20%; 细砂≤20%
粗砂	砾质粗砂	泥质粗砂	粗砂>20%; 中砂≤20%; 细砂≤20%
细砂	砾质细砂	泥质细砂	细砂>20%; 粗砂≤20%; 细砂≤20%
粗中砂	砾质粗中砂	泥质粗中砂	中砂>粗砂>20%; 细砂≤20%
中粗砂	砾质中粗砂	泥质中粗砂	粗砂>中砂>20%; 细砂≤20%
中细砂	砾质中细砂	泥质中细砂	细砂>中砂>20%; 粗砂≤20%
细中砂	砾质细中砂	泥质细中砂	中砂>细砂>20%; 粗砂≤20%
粗细砂	砾质粗细砂	泥质粗细砂	细砂>粗砂>20%; 中砂≤20%
细粗砂	砾质细粗砂	泥质细粗砂	粗砂>细砂>20%; 中砂≤20%
混合砂	砾质混合砂	泥质混合砂	粗砂>20%; 中砂>20%; 细砂>20%

砾质沉积物细分命名			砾质沉积物细分命名规则 (粗砾、中砾、细砾组分含量)
砾	砂质砾	泥质砾	砾质沉积物细分命名规则 (粗砾、中砾、细砾组分含量)
中砾	砂质中砾	泥质中砾	中砾>20%; 粗砾≤20%; 细砾≤20%
粗砾	砂质粗砾	泥质粗砾	粗砾>20%; 中砾≤20%; 细砾≤20%
细砾	砂质细砾	泥质细砾	细砾>20%; 粗砾≤20%; 细砾≤20%
粗中砾	砂质粗中砾	泥质粗中砾	中砾>粗砾>20%; 细砾≤20%
中粗砾	砂质中粗砾	泥质中粗砾	粗砾>中砾>20%; 细砾≤20%
中细砾	砂质中细砾	泥质中细砾	细砾>中砾>20%; 粗砾≤20%
细中砾	砂质细中砾	泥质细中砾	中砾>细砾>20%; 粗砾≤20%
粗细砾	砂质粗细砾	泥质粗细砾	细砾>粗砾>20%; 中砾≤20%
细粗砾	砂质细粗砾	泥质细粗砾	粗砾>细砾>20%; 中砾≤20%
混合砾	砂质混合砾	泥质混合砾	粗砾>20%; 中砾>20%; 细砾>20%

序号	砾含量/%			砂含量/%			泥含量/%		砾含量/%	砂含量/%	泥含量/%	福克含砾分类法命名	本文分类法命名
序号	粗砾	中砾	细砾	粗砂	中砂	细砂	粉砂	粘土	砾含量/%	砂含量/%	泥含量/%	福克含砾分类法命名	本文分类法命名
1	0	25.8	6.9	33.2	20.3	6.4	5.4	2.0	32.7	59.9	7.4	泥质砂质砾	砾质中粗砂
2	0	3.8	7.2	54.7	18.5	9.1	6.8	0	11.0	82.3	6.8	砾质砂	粗砂
3	0	5.4	1.4	32.1	42.5	15.9	2.7	0	6.8	90.5	2.7	砾质砂	粗中砂
4	0	4.1	2.6	32.9	29.2	23.9	7.2	0	6.7	86.0	7.2	砾质砂	混合砂
5	0	18.4	11.3	43.1	19.1	2.9	5.2	0	29.7	65.1	5.2	砾质砂	砾质粗砂
6	0	0.3	0.9	34.2	50.2	12.2	2.2	0	1.2	96.6	2.2	含砾砂	粗中砂
7	0	0.2	0.5	70.6	25.2	3.1	0.6	0	0.7	98.9	0.6	含砾砂	中粗砂
8	0	1.2	1.2	17.8	63.8	13.7	2.4	0	2.4	95.3	2.4	含砾砂	中砂
9	0	0	0	20.6	64.3	15.0	0.1	0	0	99.9	0.1	砂	粗中砂
10	0	0.8	5.0	30.0	29.9	23.4	10.9	0	5.8	83.3	10.9	砾质泥质砂	混合砂
11	0	17.9	11.4	29.6	23.3	6.0	7.9	3.8	29.3	58.9	11.8	砾质泥质砂	砾质中粗砂
12	0	22.6	5.4	6.8	16.0	13.4	28.0	7.9	28.0	36.2	35.9	砾质泥质砂	泥-砂-砾
13	0	5.3	4.9	49.8	25.8	3.7	6.4	4.1	10.3	79.3	10.5	砾质泥质砂	中粗砂
14	0	0	0.3	20.4	26.9	11.5	29.3	11.7	0.3	58.8	41.0	含砾泥质砂	泥质粗中砂
15	0	0.3	1.6	44.1	32.9	9.4	11.7	0	1.9	86.4	11.7	含砾泥质砂	中粗砂
16	0	0	0	1.0	2.0	66.4	23.8	6.7	0	69.4	30.5	泥质砂	泥质细砂
17	0	0	0	1.0	8.0	76.2	10.6	4.2	0	85.2	14.8	泥质砂	细砂
18	0	0	0	1.9	4.6	25.9	57.8	9.9	0	32.4	67.7	砂质泥	砂质泥
19	0	0	0.5	4.6	0.8	2.1	61.9	30.1	0.5	7.5	92.0	含砾泥	泥
20	0	0	0	0	0	3.2	76.4	20.4	0	3.2	96.8	泥	泥