|
دید کلی
دانه‌های رسوبی از نظر اندازه بسیار متنوع می‌باشند و در اندازه‌های مختلف قابل مشاهده هستند. طبقه بندی دانه‌ها از روی بلندترین قطر آنها صورت می‌گیرد که برای اولین بار توسط ادون و ونتورت ارائه شده است. مقیاس ونتورت یک مقیاس لگاریتمی است که در آن ، حد هر درجه دو برابر بزرگتر از حد درجه کوچکتر بعدی است. مقیاس لگاریتمی برای تقسیم بندی قطر دانه‌ها وجود دارد که از تبدیل مقیاس ذکر شده بوجود آمده است و آنرا فی (φ) می‌نامند. مقیاس فی عبارت است از لگاریتم منفی قطر ذره مبنای دو.روشهای اندازه گیری قطر دانه‌ها
گرانومتری یا اندازه گیری قطر ذرات عبارت است از اندازه گیری تراکم ذرات در قطرهای مختلف. روشهای اندازه گیری برای قطرهای مختلف ذرات متفاوتند و دقت در عمل نسبت عکس با قطر ذره مورد مطالعه دارد، یعنی هر قدر ذرات کوچکتر باشند دقت در اندازه گیری بیشتر و مطالعه مشکل تر خواهد بود.
| |
اندازه گیری قطر ذرات درشت
قطر دانه‌های درشت (گراول) را می‌توان مستقیما اندازه گیری کرد. این کار توسط ابزارهای مخصوص اندازه گیری قطر مثل کولیس انجام می‌شود. روش دیگری نیز برای اندازه گیری قطر ذرات دشت وجود دارد و آن عکسبرداری از نمونه‌ها است. ولی اشکالی که در این روش وجود دارد این است که در عکس بعد دوم مشخص نبوده و حجم واقعی ذرات را نمی‌توان پیدا کرد.اندازه گیری قطر ذرات در حد ماسه
روش غربال کردن
قطر ذزات را با روشهای مختلفی بدست می‌آورند. معمولترین روش برای منظور غربال کردن نمونه‌ها می‌باشد. در روش غربال کردن ، ابتدا نمونه را وزن کرده و سپس مواد اضافی را شسته و پس از وزن کردن مجدد نمونه آن را در کوره با حرارت 40 درجه سانتیگراد خشک می‌کنند. سپس مقداری از رسوبات را وزن کرده و روی بالاترین غربال قرار می‌دهند. غربالها را طوری روی یکدیگر قرار می‌دهند که منافذ کوچکتر در پایین باشد.بعد از اینکه غربالها را به مدت 15 دقیقه توسط ماشین تکان دهنده ، تکان می‌دهند. بعد از متوقف کردن ماشین ، با مقدا رسوب باقیمانده در هر غربال را به دقت وزن می‌کنند. در این روش هر غربال دارای قطر معینی است و دانه‌های باقیمانده در سطح هر غربال قطر بیشتری از غربال دارد ولی کوچکتر از قطر غربال بالایی می‌باشد و بدین طریق قطر دانه‌ها محاسبه می‌گردد.
مقاطع میکروسکوپی
در این روش برای اندازه گیری دانه‌ها از مقاطع میکروسکوپی استفاده می‌کنند. اندازه‌های بدست آمده در این روش برای محاسبات آماری مفید نمی‌باشند. زیرا با گرفتن مقطع از سنگ در جهات مختلف دانه‌ها ، اندازه‌های متفاوتی بدست خواهد آمد.اندازه گیری قطر ذرات در حد سیلیت و رس
ذرات دانه ریز در حد سیلت و رس را بوسیله پی‌پت و هیدرومتر اندازه گیری می‌کنند. چون ذرات کوچک رس و سیلت دارای نیروی چسبندگی زیادی هستند و به هم می‌چسبند لذا نمی‌توان برای گرانولوتر این ذرات از غربال استفاده کرد. برای اندازه گیری قطر این ذرات لازم است، ابتدا مواد آلی موجود در آن را نیز بوسیله اسید کلریدریک رقیق حل کرده و از محیط خارج می‌کنند. پس از انجام مراحل فوق برای کاهش میزان چسبندگی بین ذرات از مواد معلق کننده استفاده کرده این مواد را به مخلوط آب و رسوب اضافه می‌کنند. سپس بر اساس سرعت سقوط ذره (با استفاده از قانون استوکس) اندازه ذرات را محاسبه می‌کنند.
| |
قانون قوط ذرات در مایع (قانون استوکس)
قانون استوکس بر اساس تاثیر غلظت در سقوط ذرات در آب بنا شده که بدین روش اندازه ذرات دانه ریز محاسبه می‌شود. زمانی که ذره در آب با سرعت ثابتی رسوب کند، این سرعت به نام سرعت سقوط نامیده می‌شود. در چنین حالتی نیروی مقاومتی که از طرف آب بر ذره وارد شده و از رسوبگذاری آن جلوگیری می‌کند برابر است با نیروی جاذبه که در جهت مخالف عمل می‌کند. بنابراین ذره از روی سرعت اولیه خود با سرعتی ثابت شروع به سقوط می‌کند.بر طبق این قانون و سرعت سقوط ذرات می‌توان قطر ذرات را حساب کرد. در واقع سرعت سقوط یک ذره به قطر ذره ، چگالی ذره و چگالی مایع بستگی دارد. هر چه قطر ذره و چگالی آن زیاد باشد، سرعت سقوط آن نیز بیشتر خواهد بود.
نامگذاری رسوبات بر اساس اندازه دانه‌ها
فولک در سال 1954 بر اساس اندازه دانه‌های تشکیل دهنده رسوبات و سنگهای رسوبی دو نمودار مثلثی برای نامگذاری آنها ارائه کرده است. مثلث اول برای نامگذاری رسوبات دانه درشت تر بکار برده می‌شود که در سه گوشه آن گراول (دانه‌های درشت تر از 2 میلیمتر) ، ماسه (دانه‌های بین 0.0625 تا 2 میلیمتر) و گل (ذرات کوچکتر از 0.0625 میلیمتر) قرار می‌گیرد. در این مثلث بر اساس نسبت فراوانی دانه‌های ذکر شده در رسوبات ، پانزده گروه بافتی اصلی مشخص شده است. نام رسوب در این مثلث توسط دو فاکتور زیر تعیین می‌شود که یکی مقدار گراول موجود در رسوب و دیگری نسبت ماسه به گل می‌باشد.برای نامگذاری رسوبات دانه ریزتر که فاقد هر گونه گراولی می‌باشند از مثلث دیگری که در سه گوشه آن ماسه ، سیلت و رس نوشته شده است، استفاده می‌کنیم. در این مثلث ده محدود وجود دارد که بر اساس نسبت‌های مختلفی از ماسه و رس و سیلت بوجود آمده‌اند. و هر یک از این محدوده‌ها متعلق به رسوبی با نسبت‌های مشخص از این ذرات می‌باشد. به عنوان مثال اگر 90% ذرات از ماسه تشکیل شده باشد رسوب حاصله ماسه می‌نامند و یا اگر از 50% ماسه ، 16% و سیلت 32% رس بوجود آمده باشد ماسه رسی نامیده شود.
| |
بررسی اندازه دانه‌ها
بررسی توزیع دانه‌های رسوبی برای مقایسه نمونه‌های مختلف با یکدیگر از اهمیت خاصی برخوردار است، زیرا بدین طریق می‌توان به ویژگیهای مختلف رسوبات و عوامل موثر در بوجود آمدن آنها پی برد و ذرات رسوبی بیشتر توسط آب و هوا حمل شده و حرکت می‌کنند و با کاهش شدت جریان ذرات به تدریج رسوب می‌کنند. اندازه ذرات موجود در رسوبات در واقع موید انرژی عامل حمل و نقل می‌باشد. چنانچه در یک توده از رسوبات فراوانی با دانه‌های درشت (در حد گراول) باشد، این فراوانی می‌تواند نشانگر حداکثر سرعت جریان در هنگام رسوبگذاری باشد.همچنین مسافتی را که این رسوبات طی کرده‌اند اندک می‌باشد چون با زیاد شدن مسافت حمل و نقل از انرژی عامل حمل و نقل کاسته شده و ذرات درشت تر رسوب می‌کنند. و این ذرات درشت به دلیل برخورد با یکدیگر و یا با بستر ، شکسته و ریزمی‌شوند. در واقع با تعیین مقدار ذرات گراولی ، ماسه‌ای و گلی می‌توانیم به تعبیر و تفسیر انرژی محیط بپردازیم. برای درک بهتر توزیع دانه‌ها در رسوبات از یک سری واژه‌های آماری استفاده می‌شود.
محاسبات آماری آنالیز و بررسی دانه‌ها به چند طریق انجام می‌شود که یکی از آنها رسم منحنی و محاسبات به روش ترسیمی می‌باشد. انواع منحنیهایی که برای این منظور رسم می‌شود عبارتند از منحنی هیستوگرام ، توزیع عادی و تجمعی که در هر کدام از این نمودار محور x برابر با اندازه ذرات و محور y برابر با درصد فراوانی و یا تغییراتی که در میزان فراوانی رسوبات برای انجام کارهای آماری می‌دهند، می‌باشد.
مباحث مرتبط با عنوان
- رسوب شناسی
- انواع نمودار رسوب شناسی
- نقشه توپوگرافی
- دانه بندی
- قانون استوکس
- گرانومتری
- نمودار زمین شناسی
- هیستوگرام