Анализ седиментометрический (седиментационный)
Седиментометрический анализ — это совокупность количественных методов исследования, позволяющая определить функцию распределения частиц по размерам в дисперсной системе. Является одним из эффективных способов гранулометрического анализа вещества (Фигуровский, 1940).
Методы седиментометрического анализа делятся на два класса:
- анализ в силовом поле земного тяготения;
- анализ в центробежном, электрическом и других силовых полях.
Применяемый в геологии седиментометрический анализ основан на принципе измерения размеров частиц по скорости их оседания в столбе жидкости (для воды — по гидравлической крупности). Зависимость между скоростью оседания частиц в жидкой среде и их размерами выражена рядом теоретически выведенных и экспериментально подтверждённых уравнений. Важнейшим из них является уравнение Стокса:
V = 2/9 * g * d² * (γ₁ – γ) / (ν * γ)
где:
- V — скорость движения частиц, см/с;
- d — диаметр частиц, см;
- ν — кинематическая вязкость среды, см²/с;
- γ — удельный вес жидкости, г/см³;
- γ₁ — удельный вес вещества частиц, г/см³;
- g — ускорение силы тяжести, см/с².
В принципе седиментометрический анализ может быть применён при изучении весьма широкого диапазона дисперсности: от 0,2–0,1 мм вплоть до молекулярных размеров. Однако практические границы определяются диаметром частиц в 100 и 0,5 мкм. Первая граница обусловлена практической невозможностью определения скорости оседания частиц > 100 мкм в малогабаритных седиментометрах, а вторая — чрезвычайной замедленностью оседания малых частиц. Так, частички кварца размером около 0,2 мкм оседают со скоростью 3,7·10⁻⁶ см/с, то есть расстояние в 1 см они проходят за 75 часов.
Следует также учесть, что для зёрен от 0,2 до 1,5 мм характерен не ламинарный режим падения, а переходный от ламинарного к турбулентному, что обусловливает внесение существенных поправок в формулу Стокса (например, уравнения Озеена, Гончарова и другие).
В геологической практике из многочисленных методов седиментометрического анализа наиболее широко применяются метод Сабанина и пипеточный метод (метод Робинзона).