1.主要几种沉积环境的粒度参数特点
根据福克等人对现代沉积物的研究，海滩砂、沙丘和风成坪地与河流砂这四种沉积物，在偏度和尖度上各有特点，在离散图上也有明显的区分。
（1）海滩砂
由于波浪能力强，海滩沉积物被浪潮反复多次搬运，得到充分的分选，泥质等物质多被冲洗掉，因而较纯净，频率曲线大多数呈对称的正态曲线，只有靠水边的少数样品中含有极少量的粗颗粒，因而具有微弱的正偏度。峰度中等至稍窄，分选好，多为中细砂。
（2）沙丘
沙丘是由海滩砂经风吹而形成的，由于风力较弱，海滩砂中粗粒部分不能被吹动除去，故沙丘砂的频率曲线呈微弱的正偏态，尖度中等，分选比海滩砂更好，多为细砂。
（3）风成坪地
风成坪地地势低而潮湿，其沉积物除了来自海滩砂之外，还有少量空中降落的粉砂。因此，风成坪地的频率曲线增添一个细粒尾部，而呈负偏态，并使尖度大为加宽，分选性稍稍变差，居于上述两者之间。
（4）河流砂
河流沉积物常由多物源供应，各物源供应物质的粒度不同，甚至不连续。河流对粒度的改造能量低，沉积物大都分选差—中等，其频率曲线大多为双峰或多峰曲线，峰的粒径变化大，细砾—砂较为常见。偏度或尖度不正常，无典型值，由于河流沉积物中经常掺有黏土、粉砂等悬浮沉积物质，故河流砂沉积物常呈正偏态。
2.粒度参数离散图
弗里德曼通过对现代海洋、河流和湖泊沉积所做的粒度分析，用粒度统计参数离散图来区分河流和海（湖）滩沉积。
离散图之所以能够把不同成因的砂区别开来，主要是基于不同成因的砂具有不同的结构参数。如海（湖）滩砂分选比河流砂好得多，故标准偏差值高，偏度多为正值。因此，离散图实际上是综合表现结构（粒度）参数特征的一种图解。
如图3-10所示，此图为图解偏度对图解标准偏差的离散图，图中的两个参数不是用矩法计算的，而是用图解法计算。同时，由于弗里德曼的离散图是用筛析资料绘制的，而图像法的粒度资料则是薄片粒度分析资料得到的，因此必须将薄片百分位值换算成筛析百分位值，再按福克及沃德的公式计算。
3.环境判别公式
萨胡在1964年根据大量粒度分析资料，统计求出不同沉积环境下沉积物的平均粒径、标准偏差、偏度和尖度这四个粒度参数的变化，以及一个沉积物内四个参数之间的关系，得出四个综合公式和关系图，以区别风成、海滩、浅海、河流和浊流这五种常见的沉积物，判别公式见表3-4。
表3-4 鉴别沉积环境的粒度参数综合公式
应用判别公式的优点在于，只要少量的样品甚至一个样品的粒度参数资料就可以提供解释环境的参考价值。如青岛某砂样筛析后计算得出的四个粒度参数：0.576；SKΦ=-0.478；KΦ=1.967。进而可计算得出。
将以上参数代入式（3 2），得到Y海滩∶浅海=85.2348，因Y＞65.3650，则沉积物为浅海沙丘；将参数代入式（3 3），得到Y海滩∶浅海=0.1772，因Y＞-7.4190，也表明沉积物为浅海沙丘。
图3-10 某区侏罗系沉积物的结构参数散点图
4.C-M图
C-M图是帕塞加于1957年提出的，是用C值和M值两个粒度参数分别作为双对数坐标纸上的纵、横坐标而成的图。其中C值为累积曲线上1%处的粒径，相当于样品中最粗颗粒的粒径；M值为累积曲线上50%处的粒径，相当于中值Md。所以C-M图是表示沉积物的最粗粒径与中值的关系图，用以说明沉积物的粗粒部分的粒度结构特点与搬运方式的关系，从而进一步判断沉积环境。
（1）C-M图的做法
1）首先，采集20～30个欲研究的某层沉积岩（物）样品，这些样品必须是同一沉积环境的沉积物，每个样品的岩性要均匀一致，砂岩与页岩要分开采集，不能采集不同岩性的混合样品。采集的样品要包括该层的全部粒度结构类型，自层底至层顶从粗到细逐次采样，若层厚为几米，则采样间距约为几厘米，以采得20～30个样品为准。
2）用筛析或其他方法作粒度分析，绘制累积曲线图。分别读出各样品的C值、M值，粒径单位用微米（μm）或Φ值表示，如使用Φ值表示，可直接使用算术坐标纸作图。
3）用双对数坐标纸作图，横坐标代表M值，左细右粗；纵坐标代表C值，下细上粗。绘出C=M这条斜线（图3-11，图3-12）。
图3-11 牵引流沉积的C-M图像及粒度类型
4）各样品按其C值与M值投点于上述图上，观察这一层的20～30个样品点在图上的分布范围和构成图形。不同搬运方式的沉积物，点分布的范围也不一样。注意C值与M值的分布范围和两者的关系，特别注意与C=M线的关系是否平行?距离远近?同时也要注意与C轴和M轴纵、横坐标的关系，然后与已知沉积环境的典型C-M图对比，作为判断该层沉积岩沉积环境的参考。
图3-12 浊流沉积的C-M图像
（2）两种C-M图
C-M图之所以能够用来判断沉积环境，主要是因为沉积物的粒度特征与搬运介质能量等水动力条件有关，尤其是沉积物的粗、细粒部分更能反映介质的特点。如最粗颗粒的粒径C值，可以反映介质能量的上限。所以，采用C值和M值作图，观察沉积物的两个参数分布范围和变化关系，就能反映其介质特点，进而判断沉积环境。帕塞加用已知沉积环境的样品数据绘制了完整的牵引流沉积和浊流沉积的C-M图（图3-11，图3-12）。
A.牵引流沉积的C-M图
牵引流是以床沙载荷形式搬运其沉积物的流动，自然界河流、海流及海或湖的波浪流都是牵引流，牵引流中也包括部分悬移物质。牵引流沉积的一个典型而完整的C-M图像可分为五段（图3-11）。
NO段：沉积物呈滚动搬运，C值一般大于1 mm，为砂砾质沉积物，分选较好。
OP段：仍以滚动搬运为主，有极少量的悬浮搬运，C值变动不大，通常大于800 μm，M值可逐渐变小。
PQ段：悬浮搬运为主，有少量滚动搬运的颗粒。在累积曲线上可看到一个粗的尾部，故这段C值变动大，而M值基本无变化，图形近乎垂直于M轴。
QR段：为递变悬浮搬运，沉积物按粒度大小和密度梯度成层分布，不是均匀的，在流动中由下而上粒度逐渐变细，密度逐渐变低，C值和M值是成比例的。递变悬浮一般位于水体的下部，由于涡流发育而形成。当涡流流速降低时迅速沉积，粗的颗粒由于细的物质迅速埋藏而不发生滚动，使沉积物中基本没有滚动颗粒，因此表现出C值和M值之间有较密切的比例关系，图形近于平行C=M线。
RS段：为均匀悬浮搬运，沉积物的颗粒更细，为粉砂与泥质的混合物，是粒径和密度不随深度而改变的完全悬浮搬运。由于均匀悬浮搬运不受底流的分选，C值大致不变，M值则向S端逐渐减小，故C-M图形为大致平行于M轴的直线。C=200～500 μm为其上限，M＜100 μm。
以上五段N-O-P-Q-R-S呈展开的“S”状图形，是河流作用的一个完整图像。除了河流沉积以外，还有其他的牵引流沉积，如远洋沉积、近岸沉积等。
T段：为远洋悬浮搬运，沉积物的粒径非常细小，均为＜34 μm的泥质颗粒，飘浮于水中，可以搬运很远，直到远洋，沉积下来，如深海软泥。除深海外，深湖、海湾、礁湖等静水盆地也属于这种类型。
近海沉积的岸流和海流也是牵引流，现代开阔的海洋中近岸和浅海地区的砂、粉砂、泥质沉积物大都是均匀悬浮搬运，往往缺乏递变悬浮搬运，粗的砂砾仍以滚动方式搬运。
C-M图中的N-O-P-Q-R-S各段的位置和大小是可变的，而一个成因单位的C-M图，常常只包括少数几个段，甚至只有一段，代表着特定的沉积环境。
在河流沉积的C-M图中三条平行M轴的直线表示C值的大小，它们各自代表的意义如下：Cu为RS段R点附近的C值，代表均匀悬浮中最粗颗粒的粒径；Cs为QR段Q点附近的C值，代表递变悬浮中最粗颗粒的粒径，若颗粒再比Cs大，则降于河底呈滚动搬运，通常Cs值小于1000 μm，大于30 μm；Cr为PQ段P点附近的C值，代表最易做滚动搬运的颗粒粒径。
B.浊流沉积的C-M图
浊流是一种密度流，是含有不同粒级成分、密度很大、流速很快的一种浑浊的水流，主要是以悬浮方式搬运沉积物。浊流沉积的C-M图，其形态和分布与河流中的递变悬浮相似，也是呈与C=M线平行的长形带（图3-12）。由于浊流为高密度流，沉积作用快，粗颗粒沉积后即被埋藏，因此缺乏滚动的颗粒。浊流一般流速快，当流速降低时，悬浮物移向底部，使底部密度不断增大，最后发生整体的沉积作用，形成未分选的沉积物。没有滚动颗粒、沉积作用快、C值随着M值变化，这些是浊流沉积的重要特点。而且，C值和M值的变动幅度都较大，使之区别于牵引流的递变悬浮沉积图形。浊流或河流递变悬浮的C-M图与C=M线的距离，反映了沉积物的分选程度，距离越近者分选越好，越远者分选越差。具体表示分选程度时，可以画一条平行于C=M线的直线，平分浊流段或递变悬浮段的散点，这条直线与C=M线的距离，用平行于M的线段长短来表示，称为最大分选指标Im，以Φ值计。牵引流和浊流的Im都小于1Φ，泥石流的Im可达6Φ。
（3）C-M图的应用
C-M图主要用于判断沉积物的搬运方式，进而鉴别沉积环境。当然，C-M图也和其他粒度参数一样，只是判断沉积环境的方法之一，具体应用时还要结合其他岩性、构造和生物化石等资料进行综合考虑。
C-M图还可应用于测量古水盆地的深度。因为Cs值是递变悬浮中最大颗粒的粒径，是递变悬浮开始沉降的最大紊流速度的指标。在盆地的浅水地区，波浪作用强烈，紊流速度大，因此Cs值亦大。随水体深度增加，波浪减弱，紊流也减弱，Cs值变小，故Cs值与盆地深度成反比关系。因此当古水盆地中有递变悬浮沉积时，在C-M图中求出Cs值，并勾绘出该地区的Cs等值线图，便可了解各处的相对深度。由于各盆地的波浪强弱不一样，因此不能得出全世界统一的Cs与深度的固定比值，只能是一个盆地内的相对深度。此外，在地层垂直剖面上，求得各层的Cs值，上下连成Cs曲线，可以了解不同地质时期盆地深度的变化和变动的快慢，从而了解本区在地史发展过程中地壳运动的状况，地壳是上升还是下降?是稳定还是不稳定?
沉积盆地的等深图是重要的地质基础资料之一，与沉积环境类型图相配合，可以了解沉积盆地在不同地质时期不同地区的沉积岩发育状况，如岩石类型、厚度、砂体形态和分布等。
C-M图所用的粒度参数只是中值和最粗颗粒的直径，容易从累积曲线图上直接读出，不需计算，作图也很简单。其优点是能够反映沉积物的搬运方式，从而作为判断沉积环境的工具。但是，它也有不足之处，那就是目前各种沉积环境的C-M图的典型图形和区别还不是十分具体、完善。
5.概率成因图解
1969年，维希尔根据现代与古代不同沉积环境的1500个样品，使用筛析分析法，对概率坐标纸上具有不同特征的累积曲线进行成因分类，列举出不同沉积环境的典型曲线类型，并从水动力学角度做出初步的定性解释。
沉积物的粒度分布特征一般并不符合一个简单的参数正态分布，而是由几个对数正态次总体组成，每个次总体具有不同的平均值和标准偏差。
碎屑沉积物的粒度成分，由于搬运形式不同，可分为牵引、跳跃、悬浮三个粗细不同的次总体，每一种搬运方式的碎屑粒度分布都是对数正态分布，以各自的平均粒度和分选性区别于其他搬运方式，各个正态分布代表了不同的搬运和沉积作用。因此，在概率坐标纸上，每个次总体将单独形成一条直线，每条直线至少有四个控制点。各直线斜率不同，表示分选性不同，直线段的交点称为截点。有的直线在截点附近的一些点并不位于直线上，而是与相邻的点构成一条弧线，由截点至该弧线的距离称为混合度，用来度量两对数正态分布之间的混合程度（图3-13）。
悬浮搬运的粒度一般小于0.125 mm，分选差，但悬浮搬运的粒度大小取决于水流的扰动强度，扰动强度大，搬运粒度也可以大于0.1 mm，悬浮搬运的组分属于沉积物的细粒尾部，故其所代表的直线段居于图的末端，位于右上角。跳跃搬运的颗粒大小一般在0.1～1.0 mm之间，分选好，沉积的组分称为跳跃组分，在粒度概率图上居于中央，往往是许多砂质沉积物的主要组分，所占质量分数最大，因而直线较长，一般为一条直线，有时分为两段直线，坡度微有差别，较其他两种组分的直线要陡。牵引搬运的颗粒最粗，分选差，牵引搬运的组分属于沉积物中的粗粒尾部，所代表的直线段居于图的始端，位于左下角。一个沉积物样品可以由一种、两种或三种搬运方式沉积下来的混合物构成，因而它的概率累积曲线可以表现为由单一的直线段或两个、三个直线段构成，而每一次总体的分选性，可用直线段的斜率（直线与横坐标的夹角）度量，斜率越大，则分选性越好。
图3-13 搬运方式与粒度分布总体和截点位置的关系
6.不同沉积环境沉积物的概率成因图解
碎屑沉积物的粒度特征能够反映沉积时的搬运和沉积方式，沉积环境不同、搬运介质的水动力条件不同、自然地理条件不同，则碎屑沉积物被搬运和沉积的方式不一样，因而在粒度概率图上的图形亦有所区别。仔细分析各种概率图的形状，有助于判断沉积环境。
（1）海滩砂的粒度概率图
海滩砂的粒度概率图特点是有三段或四段直线，其中跳跃组分是主要的，其线段位于概率图中央，分为两条直线，坡度微有差别，但均较陡，说明分选好。悬浮组分和牵引组分的含量均很少，故图中右上角和左下角的线段均较短，有时甚至缺失牵引组分（图3-14）。跳跃组分分为两线段，在粒度和分选上微有变化，表明即使是流速的微小变化，都可以改变单一的碎屑总体。
（2）沙丘砂的粒度概率图
沙丘砂粒度概率图的特点是跳跃组分为其最主要成分，与海滩砂比较，其含量更高，常占98%左右。而且两线段合并成一线段，坡度更陡，分选极好，只含少量悬浮和牵引组分，有时甚至缺失牵引组分（图3-15）。这是由于在同一时期内风力速度变化小，只能搬运一定范围粒度的砂粒，粗砂粒因风吹不动而丢失，太细的物质又被风吹跑了。
（3）波浪带浅海砂的粒度概率图
自低潮线至水深5.19 m的波浪作用带的砂质沉积物，其粒度概率图的特点是悬浮、跳跃和牵引三种组分都有。图上有三个直线段，跳跃组分仍是主要的成分，线段最长，坡度最陡，分选很好，这是由于波浪的多次往返搬运沉积；少量牵引组分，分选差，是由于没有强烈的水流搬运或使之呈跳跃状态搬运的缘故；此外，还有粉砂和泥的悬浮组分，其含量的多少视附近河流带入细粒悬浮物质的多少和该地区波浪作用的强弱而定（图3-16）。
图3-14 海滩砂的粒度概率图
（4）河流砂的粒度概率图
由于地貌、河水流速、搬运物质的粒度和数量等因素的变化较大，所以很难概括出一种典型的河流粒度概率图。一般来说，以河床沉积物为例（图3-17），跳跃组分是主要成分，代表的直线段与横坐标的夹角约为60°～65°，分选中等，粒度范围1.75～2.50Φ；一般会有发育好的悬浮组分，含量5%～20%，它与跳跃组分直线的交切点位置在2.75～3.50Φ附近；有或无牵引组分，若有牵引组分，粒度粗于1Φ，并且常常发育在河道最深部位。若为天然堤沉积，则以悬浮组分为主，有时甚至只有一段代表悬浮组分的直线（图3-18）。
图3-15 海滩沙丘砂的粒度概率图
研究发现，河道砂岩的曲线并不那么简单，形态也不是两段式，可有三段式、多段式和直线型等，粒度参数也不相同。如两段式曲线（图3-19），截点区间宽，截点Φ值高，悬浮总体含量高，流速较急，说明当时水介质扰动强烈。
下三段式曲线（图3-20B）是在跳跃总体的粗端增加了一个分选差的牵引总体，截点在1%附近，这种牵引总体一般出现在河流的最深水区（主流线附近）的砂岩中，上三段式曲线（图3-20A）有两个悬浮总体，最上边的为均匀悬浮，中间为递变悬浮，这种砂岩被定为急流沉积。
（5）浊流砂的粒度概率图
浊流砂粒度概率图的特点是有大量的或唯一的悬浮组分，可以包括黏土、粉砂、砂直到1 mm或更粗的颗粒。因为浊流密度大，流速快，故绝大部分物质都呈悬浮搬运，偶尔也有少量跳跃组分，故图上是一条明显的代表悬浮总体的线段（图3-21）。在一层浊流沉积中，从底向顶，有粒度变细、悬浮组分含量增加、悬浮和跳跃两线段交切点变细的粒序现象。由于浊流的密度、流速、携带物质不同，其粒度分布特点变化亦有所不同。
图3-16 波浪带浅海砂的粒度概率图
（6）三角洲砂的粒度概率图
三角洲砂质沉积物是很发育的，但是由于三角洲类型不同、砂质沉积物所处的地理位置不同，因而沉积物成因也不一样，粒度分布特点变化很大，难以概括成一种图形。其变化居于河流沉积与浅海沉积之间，这是因为三角洲的地理位置处于河流入口处，海陆交接带，是海陆二者交替沉积的沉积复合体，无论在平面上或垂直剖面上，沉积环境和岩性都是多变的。
图3-17 现代河床砂的粒度概率图
图3-18 天然堤、分流河道、河口沙坝、滨海线等处砂质沉积的粒度概率图
图3-19 延安南泥湾侏罗系河道砂岩
图3-20 延安西杏子河侏罗系河道砂岩
总的来看，利用碎屑岩的粒度结构特征来研究沉积环境是大有裨益的，特别是在反映不同沉积环境的水动力条件方面。但也有人对此持否定态度。实际上，粒度结构特点只是一个方面，实际应用时还要结合岩性、构造、古生物和地球化学特点进行综合解释，因为沉积物的形成是受多种地质因素综合控制的。此外，还有一点须加以说明，许多粒度参数是根据已知沉积环境的现代沉积物取得的，对于机械作用形成的碎屑沉积，“将今论古”的原则虽然可用，但是古今沉积毕竟不同，因此应用上述粒度参数时应注意其局限性。同时，粒度分析方法不同，亦会得出不同的粒度分布结果，因此要注意校正，并尽可能采用一种分析方法。另外，采样的正确与否，同样是决定分析结果是否有效的基础，所以采样是最关键的基础工作。
图3-21 浊流砂岩的粒度概率图