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碎屑巖粒度（篩分法）檢測

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發(fā)布時間：2025-08-18 07:37:21 更新時間：2025-08-17 07:37:21

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

碎屑巖粒度（篩分法）檢測：原理、儀器、方法與標(biāo)準(zhǔn)詳解

碎屑巖粒度分析是地質(zhì)學(xué)、巖土工程、石油勘探及環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域中一項基礎(chǔ)而關(guān)鍵的檢測項目。粒度分布直接反映沉積物的搬運機(jī)制、沉積環(huán)境及成巖過程，對礦產(chǎn)資源評估、地層對比、古環(huán)境重建等具有重要意義。篩分法作為最傳統(tǒng)且廣泛應(yīng)用的粒度檢測手段，通過物理篩分的方式將巖樣中不同粒徑的顆粒按大小進(jìn)行分離，從而獲得粒度組成數(shù)據(jù)。該方法適用于粒徑范圍在0.063 mm至2 mm之間的碎屑顆粒，尤其適用于砂級和粉砂級碎屑巖樣本。在實際檢測過程中，樣品需經(jīng)過清洗、烘干、分散等預(yù)處理步驟，以避免顆粒黏結(jié)或有機(jī)質(zhì)干擾，確保篩分結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。篩分法操作簡便、成本較低，且結(jié)果直觀，廣泛用于實驗室常規(guī)檢測與工程地質(zhì)評價中。隨著自動化設(shè)備的發(fā)展，全自動篩分儀的引入進(jìn)一步提高了檢測效率與數(shù)據(jù)精度，推動了篩分法在現(xiàn)代地質(zhì)分析中的持續(xù)應(yīng)用。

常用檢測儀器

碎屑巖粒度篩分檢測主要依賴一系列標(biāo)準(zhǔn)化的實驗儀器，主要包括：

標(biāo)準(zhǔn)篩系列：根據(jù)國際或國家標(biāo)準(zhǔn)（如ISO 3310、GB/T 6003）制造，通常由一系列孔徑大小不同的金屬網(wǎng)篩組成，常用孔徑包括2 mm、1 mm、0.5 mm、0.25 mm、0.125 mm、0.063 mm等，形成完整的篩分序列。
機(jī)械篩分儀（振篩機(jī)）：通過設(shè)定頻率與振幅的振動，使樣品在篩組中進(jìn)行均勻篩分，縮短檢測時間并減少人為誤差，提高篩分效率。
電子天平：精度通常達(dá)到0.001 g，用于精確稱量篩上物和篩下物質(zhì)量，是計算粒度百分比的關(guān)鍵設(shè)備。
樣品干燥箱：用于樣品烘干，去除水分，防止顆粒團(tuán)聚影響篩分結(jié)果。
分散劑配制裝置：用于配制如六偏磷酸鈉或焦磷酸鈉等分散劑，以有效破壞顆粒間的靜電吸附與團(tuán)聚現(xiàn)象。

檢測方法步驟

碎屑巖粒度篩分法的檢測流程嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范執(zhí)行，主要步驟如下：

樣品采集與制備：采集具有代表性的碎屑巖樣品，經(jīng)破碎、研磨至單顆粒狀態(tài)，避免大塊巖屑干擾篩分。
樣品清洗：用清水或稀鹽酸（針對碳酸鹽質(zhì)巖樣）清洗樣品，去除泥質(zhì)及可溶性鹽類，再以蒸餾水沖洗至中性。
樣品烘干：將清洗后的樣品置于60–70℃干燥箱中烘干至恒重，防止水分影響稱重結(jié)果。
分散處理：將烘干樣品加入適量分散劑溶液，超聲波處理10–15分鐘，使顆粒充分分散，防止團(tuán)聚。
篩分操作：將分散后的樣品倒入頂層篩（如2 mm篩），按篩孔由大到小順序疊放，放入振篩機(jī)中振動10–20分鐘（時間根據(jù)儀器性能設(shè)定）。
稱量與記錄：將各篩上殘留物取出，分別稱重，并記錄每級篩的篩余質(zhì)量。
數(shù)據(jù)計算：根據(jù)各粒級質(zhì)量計算其占總樣的百分比，繪制粒度分布曲線，分析平均粒徑、分選系數(shù)、偏度、峰態(tài)等參數(shù)。

檢測標(biāo)準(zhǔn)

碎屑巖粒度篩分檢測需遵循一系列國際和國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，以確保檢測結(jié)果的科學(xué)性與可比性。主要標(biāo)準(zhǔn)包括：

ISO 11277:2018 —— 《Geotechnical investigation and testing —— Particle size analysis —— Sieving method》（土工試驗：顆粒分析——篩分法），規(guī)定了篩分法的通用技術(shù)要求與試驗流程。
GB/T 1480-2012 —— 《固體顆粒篩分試驗方法》（中國國家標(biāo)準(zhǔn)），詳細(xì)規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)篩、篩分設(shè)備、操作規(guī)程及數(shù)據(jù)處理方法。
ASTM D422-63（2021） —— 《Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils by the Hydrometer Method》（土壤顆粒分析的比重計法），雖以比重計法為主，但其附錄中也包含篩分法的相關(guān)技術(shù)要求。
SY/T 5163-2019 —— 《碎屑巖粒度分析技術(shù)規(guī)范》（石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)），專為油氣勘探領(lǐng)域制定，明確適用于砂巖、泥巖等沉積巖的粒度分析。

遵循上述標(biāo)準(zhǔn)，確保檢測過程的規(guī)范性、結(jié)果的可追溯性與數(shù)據(jù)的權(quán)威性，是實現(xiàn)科研與工程應(yīng)用價值的基礎(chǔ)保障。