رهیافت های جدید در بررسی تطبیقی نتایج دانه بندی لیزری و هیدرومتری رسوبات ریزدانه (مطالعه موردی: لس های استان گلستان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه زمین شناسی، دانشکده علوم، دانشگاه گلستان، گرگان

2 دانش آموخته دکترا، گروه زمین شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران

چکیده

لس‌ها رسوبات بادرفتی سست با مقدار زیاد سیلت‌ درشت، بدون لایه‌بندی و با قابلیت نفوذپذیری بالا هستند که عمدتا به رنگ زرد تا قهوه‌ای کمرنگ دیده می­شوند. استان گلستان واقع در شمال­خاور ایران یکی از گسترده‌ترین پهنه‌های لسی ایران است که به‌عنوان حلقه ارتباطی بین لس‌های آسیای مرکزی و اوراسیا شناخته می­شود. در این پژوهش خصوصیات بافتی و مقادیر سیلت و ماسه و رس در دو روش دانه‌بندی الک- هیدرومتری و لیزری در ایستگاه­های شانزده­گانه نمونه­برداری مقایسه می­شود. نتایج همبستگی بین ماسه، سیلت و رس اندازه­گیری شده توسط دو روش حاکی از تفاوت در نسبت مقادیر ذرات می­باشد. همبستگی ضعیفی بین نتایج الک- هیدرومتری و لیزری در رسوبات لسی استان گلستان وجود دارد و بجز ماسه رگرسیون مقدار خیلی­ضعیف در بخش سیلت و رس را نشان می­دهد که دلیل آن را می­توان تفاوت در اصول اندازه­گیری دانست. از آنجایی که تجزیه و تحلیل هیدرومتری بر اساس سرعت رسوب ذرات است، سرعت بصورت ثابت فرض شده، چگالی ذرات برابر ذره کوارتز مـحسوب شده و ذرات به صـورت کروی و صاف در نـظر گرفته می­شود. هم­چنین نتایج نشان داد مقدار ذرات رس در آنالیز هیدرومتری بسیار بیش­تر از نتایج آنالیز لیزری است که به  دلیل کانی­شناسی متفاوت ذرات رس  می­باشد. در روش هیدرومتری این موضوع موجب تخمین بیش از حد ذرات صفحه­ای شکل می‌شود. دستگاه آنالیز لیزری قطر متوسط ذرات را اندازه­گیری می­کند اما الک اندازه قطر بزرگ ذرات را به ما می­دهد. همین موضوع موجب تفاوت اندازه­گیری ذرات در اندازه ماسه می­شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

New approach in comparative study of laser granulometry and hydrometry results, in fine -grained sediments (Case study: Loess of Golestan province)

نویسندگان [English]

  • A. Amini 1
  • S. Ghandhari 2
  • H. Rezaei 1
چکیده [English]

Loess deposits are unconsolidated sediments with mainly coarse silt, without stratification with high permeability that are mostly yellow to light brown colour. Golestan Province in northeast of Iran is one of broadest loess area in Iran that connects loesses of middle asia to urasia. In this research, texture characteristics and quantity of silt, sand and clay are compared in 2 methods (sieve- hydrometry and laser diffractometry), in 16 sampling station. Data correlation in particle measurements between sand, silt and clay in these methods are a bit different. There is weak correlation between sieve- hydrometry and laser, in loess sediments of  the study area; except sand, there are very weak correlation between silt and clay that can be realated to different measurement methods. Analysis of hydrometry is based on speed of sediment deposition particles and settling velocity is assumed to be constant, density of particles is considered equal to quartz and particles are considered spherical and smooth. Results shows that the amount of clay particles in hydrometry method are much more than laser method, which is related to different mineralogy of clays. This causes overestimation of platy particles in hydrometry method. Laser particle sizer measures medium particle diameter but sieve shows large particle diameter. This is the reason of different measurements between sand size sediments.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Loess
  • Sieve- Hydrometry
  • Laser Granulometry
  • Golestan
رضایی، ح (1392) بررسی اثر تراکم دینامیکی و بارهای استاتیکی بر مقاومت برشی خاک‌های لسی استان گلستان. پایان‌نامه دکترا رشته زمین‌شناسی مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد.
قندهاری، س (1398) مطالعه رسوب‌شناسی و تحلیل هندسه فراکتالی تغییرات بافت لس‌های استان گلستان. پایان­نامه دکترای رسوب­شناسی و سنگ­های رسوبی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران ، 270 ص.
 قاسمی، ا (1395) توسـعه کاربرد اسپکتـروفـتومـتری در دانه­بندی خاک­های ریزدانه از نگاه زمین­شناسی مهندسی، پایان­نامه کارشناسی­ارشد رشته زمین­شناسی مهندسی، دانشگاه دامغان، 70 ص.

ASTM D422-63(2007) Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils, 8p.

Beuselinck, L., Govers, G., Poesen, J., Degraer, G. & Froyen, L (1998) Grain-size analysis by laser granulometry: comparison with the sieve-pipette method. Catena, 32: 193-208.
Buurman, P., Pape, Th., Reijneveld, J. A., de Jong, F and van Gelder, E (2001) Laser-diffraction and pipette-method grain sizing of Dutch sediments: correlations for fine fractions of marine, fluvial and loess samples. Netherlands Journal of Geosciences, 80: 49-57.
Coates,G. F and Hulse,C. A (1985) A comparison of four methods of size analysis of fine-grained sediments, New Zealand Journal of Geology and Geophysics, 28(2): 369-380, DOI: 10.1080/00288306.1985.10422234.
 Di Stefano, C., Ferro, V and Mirabile., S (2010) Comparison between grain-size analyses using laser diffraction and sedimentation methods. biosystems engineering,106: 205-215.
 Jonasz, M (1991) Size, shape, composition and structure of microparticles from light scattering. In: Principles, methods and applications of particle size analysis (Ed. by J. P. M. Syvitski), pp. 143-162.Cambridge University Press, New York.Geologie en Mijnbouw / Netherlands Journal of Geosciences, 80(2): 49-57.
Konert, M and Vandenberghe, J (1997) Comparison of laser grain size analysis with pipette and sieve analysis: a solution for the underestimation of the clay fraction. Sedimentology, 44: 523-525.
Pye, K. and Blott, S. J (2004) Particle size analysis of sediments, soils and related particulate materials for forensic purposes using laser granulometry. Forensic Science International, 144: 19–27.
Ramaswamy, V and Rao, P. S (2006) Grain Size Analysis of Sediments from the Northern Andaman Sea: Comparison of Laser Diffraction and Sieve-Pipette Techniques. Journal of Coastal Research, Number, 224: 1000-1009.
Shang, Y., Kaakinen, A., Beets, C. J and Prins, M. A (2017) Aeolian silt transport processes as fingerprinted by dynamic image analysis of the grain size and shape characteristics of Chinese loess and Red Clay deposits, Sedimentary Geology, 375: 36-48.  
Shen, Z., Zhang, R., Long, H.,Wang, Z., Zhu, G., SHI, Q., Yu, K., Xu, A (2020) Research on Spatial Distribution of Soil Particle Size Distribution in Loess Region Based on Three Spatial Prediction Methods-Taking Haiyuan County in Ningxia as an Example. Scientia Agricultura Sinica, 53(18): 3716-3728.
Újvári, G., Kok, J. F., Varga, G and Kovács, J (2016) The physics of wind-blown loess: Implications for grain size proxy interpretations in Quaternary paleoclimate studies. Earth-Science Reviews, 154: 247–278.
Vlaminck, S (2018) Northeastern Iranian loess and its palaeoclimatic implications. PhD Theses. University of Köln.
 
  • تاریخ دریافت: 19 اسفند 1398
  • تاریخ بازنگری: 03 اردیبهشت 1399
  • تاریخ پذیرش: 24 اردیبهشت 1399
  • تاریخ اولین انتشار: 03 آبان 1399