Размер зерна

Не путать с размером кристаллитов , который металлурги называют «размерами зерен».

Гранулометрия
Основные понятия
Размер частиц , Размер зерна , Распределение по размерам , Морфология
Методы и техники
Сетчатая шкала , Оптическая гранулометрия , Ситовой анализ , Градация почвы
Связанные понятия
Грануляция , Гранулированный материал , Минеральная пыль , Распознавание образов , Динамическое рассеяние света

Таблица размеров зерен Вентворта из открытого файла Геологической службы США за 2006–1195 гг.: Обратите внимание на опечатки в размерах; 33,1 мм — это 38,1, а 0,545 мм — это 0,594.

Пляжная брусчатка в Нэш-Пойнт , Южный Уэльс.

Размер зерен (или размер частиц ) — это диаметр отдельных зерен осадка или литифицированных частиц в обломочных породах . Этот термин также может применяться к другим гранулированным материалам . Это отличается от размера кристаллитов , который относится к размеру монокристалла внутри частицы или зерна. Одно зерно может состоять из нескольких кристаллов . Гранулированный материал может варьироваться от очень мелких коллоидных частиц , глины , ила , песка , гравия и булыжников до валунов .

Фи-шкала Крумбейна

Диапазоны размеров определяют пределы классов, которым даны имена по шкале Вентворта (или шкале Уддена-Вентворта), используемой в Соединенных Штатах . Шкала Крумбейна фи (φ), модификация шкалы Вентворта, созданная У.К. Крумбейном. в 1934 году представляет собой логарифмическую шкалу, вычисляемую по уравнению

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

где

$\varphi$ это фи-шкала Крумбейна,

$D$ - диаметр частицы или зерна в миллиметрах (уравнение Крумбейна и Монка) и

$D_{0}$ — эталонный диаметр, равный 1 мм (чтобы уравнение было согласованным по размерам ).

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

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

шкала φ	Диапазон размеров (метрический)	Диапазон размеров (прибл. дюймов)	Совокупное имя (класс Вентворта)	Другие имена
<−8	>256 мм	>10,1 дюйма	Валун
от −6 до −8	64–256 мм	2,5–10,1 дюйма	Булыжник
от −5 до −6	32–64 мм	1,26–2,5 дюйма	Очень крупный гравий	Галька
от −4 до −5	16–32 мм	0,63–1,26 дюйма	Крупный гравий	Галька
от −3 до −4	8–16 мм	0,31–0,63 дюйма	Средний гравий	Галька
от −2 до −3	4–8 мм	0,157–0,31 дюйма	Мелкий гравий	Галька
от −1 до −2	2–4 мм	0,079–0,157 дюйма	Очень мелкий гравий	Гранулы
от 0 до −1	1–2 мм	0,039–0,079 дюйма	Очень крупный песок
от 1 до 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
с 8 до 4	3,9–62,5 мкм	0,00015–0,0025 дюйма	Ил	Грязь
с 10 до 8	0,98–3,9 мкм	3.8×10 −5 –0,00015 дюймов	Глина	Грязь
от 20 до 10	0,95–977 нм	3.8×10 −8 –3.8×10 −5 в	Коллоид	Грязь

В некоторых схемах гравий представляет собой нечто большее, чем песок (включающий гранулы, гальку, булыжник и валуны в таблице выше).

Международный масштаб

ISO 14688-1:2017 устанавливает основные принципы идентификации и классификации грунтов на основе тех материальных и массовых характеристик, которые наиболее часто используются для грунтов инженерного назначения. ISO 14688-1 применим к естественным почвам на месте , аналогичным искусственным материалам на месте и почвам, переотложенным человеком.

ИСО 14688-1:2017

Имя				Диапазон размеров (мм)	Диапазон размеров (прибл. дюймов)
Очень грубая почва		Большой валун	лБо	>630	>24,8031
		Валун	Бо	200–630	7.8740–24.803
		Булыжник	Ко	63–200	2.4803–7.8740
Грубая почва	Гравий	Крупный гравий	кгр	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	мСА	0.2–0.63	0.0078740–0.024803
		Мелкий песок	фса	0.063–0.2	0.0024803–0.0078740
Мелкая 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 можно также охарактеризовать гранулометрическим составом. Отложения отложений могут подвергаться сортировке, когда частицы определенного размера удаляются такими факторами, как река или ветер. Сортировку можно оценить количественно с помощью инклюзивного графического стандартного отклонения:

$\sigma _{I}={\frac {\phi 84-\phi 16}{4}}+{\frac {\phi 95-\phi 5}{6.6}}$

где

$\sigma _{I}$ - это инклюзивное графическое стандартное отклонение в единицах фи.

$\phi 84$ — 84-й процентиль распределения зерен по размерам в единицах фи и т. д.

Результат этого можно описать следующими терминами:

Диаметр (единицы фи)	Описание
$\sigma _{I}$ < 0,35	очень хорошо отсортировано
0,35 < $\sigma _{I}$ < 0,50	хорошо отсортированный
0,50 < $\sigma _{I}$ < 1,00	умеренно отсортированный
1,00 < $\sigma _{I}$ < 2,00	плохо отсортировано
2.00 < $\sigma _{I}$ < 4,00	очень плохо отсортировано
4.00 < $\sigma _{I}$	крайне плохо отсортировано

См. также

• Отложение (геология)
• Он выдержит диаметр
• Диаметр Мартина
• Порядки (объем)
• Текстура почвы
• Субстрат (биология)
• Единая система классификации почв (ЕСКС)

Внешние ссылки

• Р. Д. Декан и Р. А. Далримпл, Прибрежные процессы с инженерными приложениями (Издательство Кембриджского университета, 2002 г.)
• В. К. Крумбейн и Л. Л. Слосс, Стратиграфия и седиментация , 2-е издание (Фриман, Сан-Франциско, 1963).
• Удден, Дж. А. (1914). «Механический состав обломочных отложений». Бюллетень Геологического общества Америки . 25 (1): 655–744. Бибкод : 1914GSAB...25..655U . дои : 10.1130/GSAB-25-655 .
• Вентворт, СК (1922). «Шкала оценок и классов обломочных отложений» . Журнал геологии . 30 (5): 377–392. Бибкод : 1922JG.....30..377W . дои : 10.1086/622910 . JSTOR   30063207 . S2CID   128682870 .