C-M圖是指套用每個樣品的C值和M值繪成的圖形。C是粒度分析資料累積曲線上顆粒含量1%處對應的粒徑,M值是累積曲線上 50 % 處對應的粒徑,即粒度中值。
C值與樣品中最粗顆粒的粒徑相當,代表了水動力攪動開始搬運的最大能量; M值是中值,代表了水動力的平均能量。
基本介紹
- 中文名:C-M圖
- 外文名:Figure C-M
- 學科:沉積學
- 提出:帕塞加
- 目的:研究地層沉積成因
- 相關:C值是累積曲線上1%處對應的粒度
C-M圖作法,底流形式,分類,套用,
C-M圖作法
(1)首先從要研究的沉積物中采20—30個樣品,樣品必須是同一沉積環境的沉積物。每個樣品的岩性要均勻一致,不能採取不同岩性的混合樣品·這些樣品要包括該區的全部粒度結構類型,自層底頂從粗到細逐次採樣,如岩性粒度結構變化不大,則樣品間距約為幾厘米,以採得20—30個樣品為佳。
(2)用篩析法作粒度分析,繪累積曲線圖,讀出各樣品的C值和M值粒徑,單位用微米。
(3)用雙對數坐標紙作圖,橫坐標代表M值,左細右粗。縱坐標代表C值,下細上粗,給出C-M這條斜線。
(4)各樣品按其C值與M值各自點與上述圖上,觀察樣品的點在圖上的分布範圍和構成的圖形。不同搬運方式的沉積物,點子分布的範圍不一樣。注意C值與M值分布的範圍和二者的關係,特別要注意與C=M線的關係是否平行,距離遠近,同時也要留心於C軸和M軸縱橫坐標的關係,然後與已知沉積環境的典型C-M圖比較,作為參考,判斷沉積環境。
底流形式
帕塞加將搬運沉積物的底流分為以下兩種形式:
牽引流: 河流、海 (湖) 流、觸及海 (湖) 底的波浪都屬於牽引流,它以滾動或懸浮兩種方式搬運沉積物。在懸浮搬運中還包括遞變懸浮、均勻懸浮和遠洋懸浮。 濁流: 這是一種流速很快的高密度流,它主要以懸浮方式搬運沉積物。由於有大量泥、砂,甚至卵石懸浮其中,故水流十分混濁。
濁流沉積與牽引流沉積在C-M 圖上有較明顯的區別。在C-M圖中,將C,M 點連成一條線,構成C=M基線。濁流沉積的圖形以平行於C=M基線為特徵;而牽引流沉積的圖形則只有較短的一部分平行C=M基線,或者完全不與 C = M 基線平行。
分類
(1) 牽引流沉積的 C-M 圖
在 C-M 圖中,牽引流沉積的典型圖形可劃分為 N—O—P-Q—R—S 各段,1 表示牽引流沉積,2 表示濁流沉積,3 表示靜水懸浮沉積。 Ⅰ, Ⅱ,Ⅲ,Ⅸ段表示 C > 1000μm,Ⅳ,Ⅴ,Ⅵ,Ⅶ,Ⅷ段表示 C < 1000μm 。
1) QR 段代表遞變懸浮沉積。遞變懸浮搬運是指在流體中懸浮物質 由下向上粒度逐漸 變細,密度逐漸變低。它一般位於水流底部,常是由於渦流發育造成的。當渦流流速降低時,迅速發生滾動。遞變懸浮沉積物的一個最大特點是C與M成比例地增加,即C值與M值相應變化,從而使這段圖形與C=M基線平行。
在牽引流沉積中,C值常指示最大的地質營力。QR段C的最大值以Cs表示,一般認為Cs是代表底部的最大攪動指數。而這段的最小值Cu則代表底部的最小攪動指數。
2) RS 段為均勻懸浮,是粒徑和密度不隨深度變化的完全懸浮。均勻懸浮常是遞變懸浮之上 的上層水流搬運方式。在弱水流中可能不存在遞變懸浮,而是由均勻懸浮直接與底床接觸。均勻懸浮的物質主要為粉砂和泥質的混合 物,最粗粒度為細砂。由於均勻懸浮搬運常不受底流分選,在河流中從上游至下游沉積物的粒度成分變化不大,只是粗粒級含量相對減少。因此在RS段中C值往往基本不變,而M值向S 端減小。RS段的最大C值即Cu,它代表均勻懸浮搬運的最大粒級。 3) PQ段仍以懸浮搬運為主,但含有少量滾動搬運組分。由上游至下游C值變化而 M值不變,說明隨著地質營力的減弱,越向下游滾動組分的顆粒越小。但由於滾動顆粒的數量並不多,因此 M 值基本不變。PQ 段 P 點附近的 C 值以 Cr 表示,它代表著最易作滾動搬運的顆粒直徑。
4) OP 段以滾動搬運為主,滾動組分與懸浮組分相混合。C值一般大於 800μm,但 由於滾動組分中有懸浮物質的參加,從而使 M 值有明顯的變化。
5) NO 段基本上由滾動顆粒組成,C值一般大於1mm(1000μm),常構成河流的砂壩礫石堆積物。
具體到某一地層成因單位來看,其 C-M 圖常常不是包含上述所有的段,而是只有少數幾個段,各段的位置和大小亦不盡相同。如能抓住這些特點並結合沉積構造序列分析,將其與典型的 C-M 圖形進行對 比,便可作出沉積成因解釋。除河流沉積外,還有一些其他類型的牽引流沉積。
在海灘地帶,由於環境動盪,細的懸浮物質不沉降,因此粗顆粒不能被埋藏,滾動顆粒可以搬運很長距離後再沉積,所以在海灘沉積物中滾動組分很多。海灘沉積物的C-M圖表現為分散的圖形,一般C>200μm,M>100μm,樣品點在Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ區中散布。遠洋區集中了最細的懸浮沉積物,其顆粒均十分細小,在C-M圖上構成了3區。除深海外,深湖、瀉湖、海灣、礁湖等靜水盆地沉積也屬於這一類型。
(2) 濁流沉積的 C-M 圖
濁流沉積的 C-M 圖是很好的平行於C=M基線的圖形。濁流的流速很快,當流速降低時,懸浮物質移向底部,使底部密度不斷增加,最終形成整體的沉降作用,並形成未分選的沉積物。濁流沉積 所特有的遞變層理,正是遞變懸浮和整體沉降作用的反映。
濁流為高密度流,沉積作用進行很快,顆粒沉 積後隨即被埋藏,因而組分中缺乏滾動顆粒。其結果是,在 C-M 圖上濁流沉積物的 C 值與M 值密切相關變化,形成與 C =M 基線平行的圖形。這一特點與牽引的遞變懸浮沉積 (Q R段)相似。但 C值與M 值的變化幅度均較大,這一點卻是濁流沉積 C-M 圖的獨有特徵。如在濁流沉積 C-M圖點群中畫一條平均線 ,平均線與C=M基線的水平距離 Im能代表濁流沉積的分選性。Im值越小,說明沉積物的分選性越好。因為,在一般情況下 C 值與 M 值靠近是分選好的標誌。這一道理在牽引流遞變懸浮沉積物的分選性分析中亦適用。
由於沉積物點群在 C-M 圖上的位置取決於沉積物的搬運沉積方式,因此利用 C-M圖可對碎屑物質的搬運沉積條件作出判斷。另外,各沉積環境都有其特徵的 C-M 圖模式,所以用 C-M 圖也能為沉積環境解釋提供參考依據。
套用
不同沉積環境中的沉積物有不同的C-M圖像,布爾在加里福尼亞洲弗雷茲諾郡西部地區地表的沖積扇沉積取樣作了粒度分析,編製成C-M圖解,得出了相當河床沉積的PQ段,相當遊蕩性河流沉積的QR段,但QS段是不存在的。平行C=M的泥流沉積與濁流的圖形相似,但它距C=M基線要比濁流的更遠,對泥流來說,C為M的40到80倍,說明泥流的密度比濁流更大,分選性更差。
C-M圖主要套用於判斷沉積物的搬運方式,進而鑑別沉積環境。C-M圖還進一步用於測量古水盆地的深度。沉積盆地的等深圖是一個重要的地質基礎資料,配合沉積環境類型圖,對於了解盆地在不同地質時期不同地區的沉積作用,發育狀況,從而為進一步找礦提供線索。