基于Excel的砂巖分類三角圖繪制

(成都理工大學能源學院，四川成都610059）

呂 鵬 (中石油長慶油田分公司第二采油廠，甘肅 慶陽745100）

衡 勇 (成都理工大學能源學院，四川 成都610059）

多年來，砂巖的分類是一個重要的研究課題，自葛利普首次提出砂巖分類以后，研究人員相繼提出多種分類方案[1-3]。由于采用的分類準則不同，所選的三角圖的端元也不一樣，從而生成的分類三角圖也不一樣。繪制砂巖分類三角圖時，可以使用卡本或Grapher等軟件，但是這類軟件提供的繪圖底圖均為等邊三角形，并且底圖圖版的可修改性不強，而Excel作為一款非常大眾化的軟件，使用起來方便快捷，而且底圖圖版的可以修改。為此，筆者對利用Excel繪制砂巖分類三角圖進行了研究。

1 繪制砂巖分類三角圖原理

砂巖分類中φ（Q）、φ（F）、φ（R）3個端元代表不同的碎屑物質組分，其中Q(石英）端元為石英、燧石、石英巖和其他硅質巖屑，F(長石）端元為長石、花崗巖和花崗片麻巖巖屑，R（巖屑）端元為除Q和F所屬的巖屑以外的其他巖屑以及碎屑云母和綠泥石[4]。砂巖分類三角圖根據Q的體積分數95%和75%為界，再以F和R的體積分數加以細分，共劃分7個區域（見圖1）。砂巖分類三角圖為一等腰三角形，三條邊的值范圍都是0～100%，并且φ（Q）＋φ（F）＋φ（R）＝100%。Excel中并沒有直接提供三角圖表的類型，此時需要將φ（Q）、φ（F）、φ（R）3個變量轉換為二維坐標系統（X，Y）的散點圖數據，即以三角形中的φ（F）、φ（R）邊為X軸、φ（F）、φ（R）中點為坐標原點O、以O（Q）含量為Y軸來建立坐標系。三角形底邊（φ（F）、φ（R））長為100，高為100，由此可知轉換坐標公式為：

圖1 砂巖分類三角圖

2 具體操作步驟

2.1 繪制外邊框

首先將三角圖φ（Q）、φ（F）、φ（R）3個端元數據根據轉換坐標公式轉換為二維坐標系統（X，Y）的坐標點(見表1），然后用轉換得到的(X，Y）數據點生成散點圖(選擇 “帶直線的散點圖”類型），從而得到三角圖外邊框界面(圖2（a））。

表1 外邊框數據表

圖2 繪制砂巖分類三角圖過程圖

2.2 繪制內部框線

由于砂巖分類三角圖中還有幾條將砂巖分類的框線，繪制前先按一定的順序確定上述框線所需點的φ（Q）、φ（F）、φ（R）含量數據，并用轉換坐標公式將上述數據點轉換為二維坐標系統(X，Y）坐標點（見表2）。在繪制好的三角圖外邊框圖上鼠標右擊，選擇 “選擇數據”，在選擇數據源對話框的圖例項（系列）中選擇 “添加”，選擇內部框線轉換后的(X，Y）數據，從而繪制出三角圖的內部框線(見圖2（b），在選擇數據源對話框的圖例項(系列）中將系列名稱 “內部框線”上移，將內部框線顯示在外邊框下層）。

表2 內部框線數據表

2.3 完成砂巖分類三角圖底圖模板

刪除砂巖分類圖中的X、Y軸，修改圖中線型和顏色，再添加上三角圖刻度，這樣就繪制好了砂巖分類三角圖的底圖(見圖2（c）），然后將其存為模板以便今后使用。

3 實例應用

對四川某區塊441個樣品的φ（Q）、φ（F）、φ（R）數據進行轉換，將轉換后的數據點投到砂巖分類三角圖底圖模板上(見圖3（a））。此外，也可投入多個區塊的數據(見圖3（b）），可以看出區塊1主要以長石巖屑砂巖為主，巖屑砂巖次之；區塊2以長石巖屑砂巖為主，巖屑長石砂巖和巖屑石英砂巖次之；區塊3以巖屑砂巖為主。

4 結 語

砂巖分類三角圖的應用十分廣泛，包括頁巖礦物組分三角圖、原油族組分三角圖等，因而在實際工作中方便快捷地繪制砂巖分類三角圖顯得十分重要。對利用Excel繪制砂巖分類三角圖進行了探討，研究表明，該方法具有方便快捷、容易上手的特點，因而具有可行性。

圖3 四川某區塊砂巖分類三角圖

[1]曾允孚，夏文杰 .沉積巖石學 [M].北京：地質出版社，1986.

[2]Folk R L.Petrology of Sedimentary Rocks [M].Austin Texas：Hempill's，1968.

[3]劉寶珺 .沉積巖石學 [M].北京：地質出版社，1980.

[4]黃思靜，黃喻 .用Microsoft Excel在砂巖的三角分類圖上完成碎屑成分投點 [J].成都理工學院學報，2002，29（2）：213-215.