Original paper
Ein Beitrag zur morphometrischen Schotteranalyse
[A contribution to morphometric gravel analysis]
Blenk, Marianne
Zeitschrift für Geomorphologie Volume 4 Issue 3-4 (1960), p. 202 - 242
46 references
published: Oct 7, 1960
ArtNo. ESP022000403002, Price: 29.00 €
Kurzfassung
1. Vergleich verschiedener Formindizes. Zweidimensionale Diagramme sind notwendig, um die Form von Kieselsteinen (definiert durch das Verhältnis von Länge L, Breite l und Höhe E) präzise darzustellen. Die Quotienten E/L und E/l eignen sich besonders gut für diesen Zweck. Wentworth, Cailleux, Krumbein und Goguel haben spezielle Flachheits- und Kugelformindizes vorgestellt, die ausreichend sind, wenn nur Flachheit oder Kugelform beschrieben werden soll, aber unzureichend, wenn die Gesamtform betrachtet werden soll. Tatsächlich genügen zur Beschreibung der Flachheit E/L oder E/l, die einfacher zu berechnen sind als die Indizes von Wentworth, Cailleux, Krumbein und Goguel. 2. Vergleich verschiedener Rundheitsindizes. Die kürzlich vorgeschlagenen Rundheitsindizes von Kuenen und Kaiser stellen keine Verbesserung gegenüber dem Index von Cailleux dar, da sie sich von ihm nur durch eine Konstante unterscheiden. Dies wird durch Proben belegt, die mithilfe aller drei Indizes analysiert wurden. Cailleux’ Index sollte beibehalten werden, da bereits zahlreiche Kieselproben anhand seines Index beschrieben wurden; die Beibehaltung seines Index ermöglicht somit den Vergleich zukünftiger Analysen mit bereits vorhandenen. 3. Ergebnisse der Formuntersuchungen. Nur der Transport an einem Sand- oder Blockstrand beeinflusst die Form der Kiesel. Alle Arten des terrestrischen Transports erzeugen die gleiche Form (hier als „normal“ bezeichnet), die sich nur mit der Gesteinsart ändert. Der marine Transport beeinflusst lediglich die Abflachung; der Grad der Streckung (l/L) bleibt für Proben derselben Gesteinsart konstant. Es konnten keine Unterschiede in der Abflachung zwischen fluvialen Kiese aus unterschiedlichen Klimazonen festgestellt werden. 4. Ergebnisse der Rundheitsuntersuchungen. Einzelproben von Kieseln, die durch verschiedene Transportmittel transportiert wurden, liefern nicht immer typische Rundheitswerte. Daher ist es nur mithilfe von „Historiogrammen“ möglich, die Transportart anhand des Rundungsgrades zu bestimmen. Diese Diagramme kombinieren die Ergebnisse mehrerer Proben mit unterschiedlicher Transportlänge. Fluviale Kieselsteine sind innerhalb der ersten Kilometer des Transports hauptsächlich gerundet, jedoch zeigen sich jenseits von 15 km deutliche Veränderungen der Rundung. Dies steht im Gegensatz zu früheren Ansichten und unterstreicht die Notwendigkeit der Verwendung von „Historiogrammen“, die die größtmögliche Transportdistanz darstellen. Der Anteil gebrochener Kieselsteine sollte hinsichtlich seines Einflusses auf den Rundungsgrad der Gesamtprobe gesondert betrachtet werden. 5. Ergebnisse der statistischen Auswertung. Die Standardabweichungen der Indizes sind innerhalb bestimmter Grenzen konstant. Daher lassen sich allgemein gültige Bereiche für zufällige Abweichungen festlegen. Unterschiede der Mittelwerte innerhalb dieser Bereiche sind als nicht signifikant anzusehen. 6. Anwendbarkeit morphometrischer Kieselanalysen in der Gemorphologie. Morphometrische Messungen helfen nicht nur bei der Interpretation der Entstehung von Ablagerungen, sondern die Form und Rundung der Kieselsteine können auch Aufschluss über die detaillierten Merkmale der Transportbewegung geben. Aus dem Verhältnis L/l/E lassen sich beispielsweise Rückschlüsse auf die Art der Bewegung (Rotation oder Gleiten) ziehen. Darüber hinaus ist es möglich, subtile petrographische Unterschiede durch morphometrische Kieselsteinanalysen zu bestimmen.
Résumé
1. Comparaison des indices différents de la forme. Deux dimensions sont nécessaires à la représentation significative de la forme des cailloux (rapport des axes L/l/E). Les quotients E/L et E/l conviennent particulièrement. Les indices d’aplatissement et de sphéricité selon Cailleux et Goguel suffisent aux cas où seul l’aplatissement ou la sphéricité doit être cherché; ils ne permettent cependant pas «d’appréhender» toute la forme. L’un ou l’autre des quotients E/l et E/L qui sont faciles à compter, suffisent cependant à l’établissement de l’aplatissement. Il est indiqués comment les résultats peuvent être convertis d’un indice à l’autre. 2. Comparaison des indices de l'émoussé. Les indices nouvellement proposés de Kuenen et Kayser n’apportent rien de plus que celui de Cailleux, parce qu’ils son en rapport étroit avec lui. Le maintien de l’indice d’émoussé 2r/L de Cailleux se recommande donc pour permettre la comparaison. 3. Résultats des investigations de la forme. Il a été montré que seul un transport sur plage de blocs ou de sable influence la forme des cailloux. Toutes les sortes de transport continental produisent toujours la même forme «normale» indépendante de la nature de la roche. Les changements de forme consécutifs à un transport marin ne modifient que de degré d’aplatissement; la valeur de l’allongement reste inchangée pour des échantillons de même nature pétrographique. On n’a pas trouve de différences d’aplatissement entre des cailloutis fluviatiles sous climats différents. 4. Résultats des investigations de l'émoussé. Pour des échantillons uniques ayant subi des modes de transport différents les mesures n’ont donné aucune valeur d’émoussé significative. Seuls les historiogrammes rendent donc possible une conclusion plus sûre sur le mode de transport à partir de l’émoussé. Des changements essentiels de l’émoussé encore après des transports de 15 km indiquent la nécessité de dresser l’historiogramme le plus étendu possible. En même temps devrait-être considérée la fraction des cailloux brisés. 5. Résultats de l'examination statistique. Les dispersions des indices individuels sont constantes à l’intérieur de limites certaines. Il est par suite possible d’indiquer des domaines valables en général pour les cas rencontrés. Des différences de valeur moyenne à l’intérieur de ces domaines doivent avant tout être considérées comme des écarts accidentels. 6. Application des résultats des analyses morphométriques en Morphologie. A côté de l’utilisation des données morphométriques pour l’interprétation de dépôts de genèse inconnue, forme et arrondi peuvent être utilisés à éclaircir les processus de mouvement pendant le transport. On peut par exemple tirer des conclusions du rapport L/l/E quand à la nature du processus de mouvement (mouvement de rotation ou de poussée). De plus l’analyse morphométrique des cailloux permet de saisir de plus fines différences pétrographiques.
Abstract
1. Comparison of different shape indices. Two-dimensional diagrams are necessary to represent precisely the shape of pebbles (defined by the relation of length L, width l, and height E). The quotients E/L and E/l are especially appropriate for this purpose. Wentworth, Cailleux, Krumbein and Goguel have presented special flatness and sphericity indices which are sufficient when only flatness or sphericity is to be described, but inadequate when total shape is to be considered. Actually, to describe flatness only E/L or E/l, which are easier to compute than the indices of Wentworth, Cailleux, Krumbein and Goguel, are necessary. 2. Comparison of different roundness indices.<2> The recently proposed roundness indices of Kuenen and Kaiser do not improve on Cailleux’s index inasmuch as they differ from it only by a constant. This is proved by samples that have been analysed using all three indices. Cailleux’s index should be retained because a great many pebble samples have already been described using his index; hence retention of his index will permit comparison of future analyses with those already in existence. 3. Results of the shape investigations. Only transport on a sand- or boulder-beach influences the shape of pebbles. All kinds of terrestrial transport produce the same shape (herein referred to as “normal”) varying only with the rock type. Marine transport affects only the rate of flatness; the degree of elongation (l/L) remains constant for samples of the same rock type. Differences in flatness between fluvial gravels formed in different climates could not be found. 4. Results of the roundness investigations. Single samples of pebbles transported by different agencies do not always yield typical values of roundness. Therefore, to conclude the kind of transport from the degree of roundness is only possible by using “historiograms”, diagrams combining the results of several samples of different length of transport. Fluvial pebbles are mainly rounded within the first few kilometers of transport but there are significant modifications of roundness well beyond 15 km. This is in contrast to some previous views and shows the necessity for using “historiograms” which show the greatest distance of transport possible. The fraction of broken pebbles should be considered separately with reference to its influence on the degree of roundness of the sample as a whole. 5. Results of the statistical evaluation. The standard deviations of the indices are constant within certain limits. Therefore it is possible to specify generally valid ranges of random deviation. Differences of the averages within these ranges are to be regarded as not significant. 6. Applicability of morphometric pebble analyses in Gemorphology. Morphometric measurements not only help to interpret the origin of deposits, but the shape and roundness of the pebbles may provide information on the detailed characteristics of the movement in transport. From the relation L/l/E, for example, conclusions may be drawn regarding the nature of the movement (rotation or sliding). Moreover, it is possible to determine subtle petrographic differences by morphometric pebble analyses.
Keywords
gravel shape analysis • shape index • flatness • roundness