沉积物粒度

粒度（grain size）是指沉积物碎屑颗粒的大小，它是以颗粒直径来计量的。

在沉积物的结构性质中，对碎屑沉积物粒度的研究是最为广泛而且深入的。组成沉积物的碎屑大小，是碎屑岩分类命名的重要依据，即划分砾岩、砂岩和泥岩的基础。粒度和颗粒的均一性或分选性是搬运营力的搬运能力和效率的度量尺度。在正常陆源的水系沉积物中，粒度在某种程度上是靠近物源区程度的一种指标。很粗的沉积物一般不会被搬运得太远。几种搬运营力和搬运模式在它们的分选及搬运能力上有本质不同。只有对“粒度”的含义有了比较清楚的了解，只有认识了粒度分布的特点、造成各种粒度分布的作用以及粒度和搬运距离和搬运方向，才有可能对它的地质意义有一个比较客观的理解。

关于碎屑的粒度分级，由于工作性质与目的不同，各家所采用的划分标准也不同。在国际上应用最广的是Udden-Wentworth方案，可以称之为2的几何级数制。它是以1mm为基数，乘以2或除以2来进行分级。我国应用较广泛的是十进制。

1.φ标准

欧美地质学家们在沉积物描述中最常用的是Udden于1898年提出的“粒级表”（图5-1），后经Wentworth略加修改。此粒级是按几何级数划分的（每一个界线是相邻粒级毫米值×1/2或2）。为了避免使用毫米级的分数值，并避免使用以2为底的自然对数方格纸， Krumbein（1934）介绍了一种较为方便的φ粒级标准，φ＝-log2d（d为颗粒直径，mm）。φ值分级标准提出后受到广泛重视，并很快得到推广。这是由于它具备了三个优点：①将用毫米表示的分数（或小数）颗粒直径变成了整数；②大量出现的粗砂以下的较小粒度均表现为正数；③在作图时，可不用对数坐标纸，因为已经将对数等间距转换成了算术等间距。

图5-1 Udden-Wentworth粒级标准和φ值-毫米换算表（据Lewis，1984）

2.自然粒级标准

自然粒级标准（natural grade scale）是根据颗粒大小与搬运、沉积以及矿物颗粒之间的内在联系来确定粒级之间的界限。

实践中普遍将碎屑颗粒的粒级划分为三个等级：砾、砂和泥。砾石大部分来自母岩的块体破碎；砂是由于岩石崩解而形成了组成岩石成分的一些晶体（有很多例外）；泥则代表岩石崩解的最细产物（粉砂和粘土级碎屑）及分解的产物（粘土矿物）。粉砂和粘土在沉积作用方面一般表现出不同的习性，因此，在泥级中将粉砂与粘土粒级作一大致的区分也是适当的。具体粒级如下：砾大于2mm；砂为2.0～0.062 5mm；泥小于0.062 5mm；粉砂为0.062 5～0.003 9mm；粘土小于0.003 9mm。