1-06岩石分类和命名方案_沉积岩

1-06岩石分类和命名_沉积岩 岩石分类和命名方案 沉积岩岩石分类和命名方案 GB/T 17412.2?1998 1 范围 本标准规定了沉积岩分类依据和原则,制订了沉积岩岩石分类和命名方案。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB5751—1986 中国煤炭分类 GB/T 17412.1—1998 岩石分类和命名方案 火成岩石分类和命名方案 3 术语定义 本标准采用下列定义: 3.1 沉积岩是在地壳层条件下，由风化作用、生物作用、火山作用及其他地质营力下改造的物质，经搬运、沉积、成岩等一系列地质作用形成的岩石。 3.2 陆源沉积岩terrigenous sedimentary rock 由母岩经物理风化作用形成的陆源碎屑物质，经机械搬运、沉积、压实和胶结而成的岩石。 3.3 内源沉积岩endogenetic sedimentary rock 构成岩石的原始物质主要来自陆源溶解物和生物源，少部 1 分来自深源气热液很深卤，在沉积盆地中通过生物沉积作用和化学沉积作用形成的岩石。 3.4 陆源碎屑 terrigenous clast 陆源区母岩经物理风化或机械破坏而形成的碎屑物质。 3.5 内源碎屑(内碎屑) intraclast 沉积盆地内弱固结的化学作用沉积物或生物化学作用沉积物，经岸流、潮汐及波浪等作用剥蚀破碎再沉积的碎屑物质。 3.6 粒屑(异化颗粒) grainedclast allochem 沉积盆地内由化学、生物化学、生物作用及波浪、岸流、潮汐作用形成的粒状集合体，在盆地内就地沉积或经短距离搬运再沉积的内碎屑、生物屑、鲕粒、团粒、团块的总称。 3.7 圆度 roundness 碎屑物质的棱角被磨蚀圆化的程度。 3.8 杂基matrix 碎屑岩中与砂、砾一起机械沉积下来的起填隙作用的粒径小于0.03mm的物质。 3.9 胶结物 cement 碎屑间或粒屑间孔隙内的起胶结作用的各种化学沉积物质。 3.10 泥晶 micrite 内源沉积岩中与粒屑同时沉积的充填于粒屑间的化学、生物化学或机械作用形成的晶粒粒径小于0.03mm的物质。 3.11 亮晶 spar 充填于内源沉积岩原始粒屑间孔隙中的在成岩阶段形成的干净明亮的化学沉积物质。 3.12 填隙物 interstitial materials 碎屑物间或粒屑间充填的物质，包括杂基和胶结物或泥晶 2 和亮晶。 3.13 正砾岩 orthoconglomerate 主要由陆源砾石组成的杂基含量小于15%的正常沉积砾岩。 3.14 副砾岩 paraconglomerate 砾石含量小于50%(常为5%,30%)而杂基含量大于15%的实为砾质砂岩或砾质泥岩并具特殊成因意义的沉积岩石，作为一种特殊岩石类型列入砾岩类，称副砾岩。 3.15 基本名称 在岩石全名中反映岩石基本特征和进本属性的主体部分。 3.16 附加修饰词 在岩石全名中反映岩石某些重要附加特征的细分岩石类型的辅助部分。 4 符号 本标准采用下列符号: φ—碎屑的一种粒级标准，由下式得出: φ= -logd 2 式中:d—碎屑粒径，mm; Q—石英碎屑、燧石岩屑及其他硅质岩屑; F—长石碎屑、花岗岩屑及花岗片麻岩类岩屑; R—除Q、F中岩屑以外的其他岩屑及碎屑云母和绿泥石。 5 沉积岩岩石命名的一般原则 5.1 沉积岩岩石的命名原则 按:附加修饰词+基本名称 5.2 沉积岩岩石基本名称的规定 3 岩石中内源矿物量或陆源碎屑物量大于50%或能反映岩石基本特征和基本属性者，为确定岩石基本名称的依据。 岩石中有用组分具开采利用价值，按现行矿业工业指标的具体规定，并换算为相应的矿物百分含量，确定基本名称。 5.3 次要矿物作为附加修饰词的规定 a) 次要矿物量小于5%，不参与命名。当具特殊地质意义 时，以微含××质作为附加修饰词。 b) 次要矿物量为5%及小于25%时，以含××质作为附加 修饰词。 c) 次要矿物量为25%至50%时，以××质作为附加修饰 词。 5.4 结构作为附加修饰词的规定 a) 一种结构存在，即以该结构作为附加修饰词。 b) 两种结构同时存在，按次者在前主者在后的顺序排列作为 附加修饰词。 c) 三种结构同时存在，则不一一列出，而予以总称作为附加 修饰词，如内碎屑、不等晶、不等粒等。 5.5 成岩后生变化产物作为附加修饰词的规定 a) 成岩后生变化产物含量小于25%至5%时，称弱××化 或弱脱××化作为附加修饰词。 b) 成岩后生变化产物含量小于50%至25%时，称××化 或脱××化作用附加修饰词 c) 成岩后生变化产物含量为90%至50%时，称强××化 或强脱××化作为附加修饰词。 d) 成岩后生变化产物含量大于90%时，称极强××化极强 脱××化作为附加修饰词。 4 6 沉积岩的分类 6.1 沉积岩类型的划分原则 沉积岩类型按物源、成因、成分、结构及形成构造环境等原则进行划分。 6.2 沉积岩基本类型的划分见表1。 表1 沉积岩基本类型的划分 火山-沉积碎陆源沉积岩 内源沉积岩 屑岩 沉积火山-陆源 可燃-火沉积碎屑泥质岩 蒸发岩 非蒸发岩 有机山碎碎屑岩 岩 屑岩 岩 天然碱 岩石石灰岩 粗碎泥岩膏、硬白云岩 煤 屑岩 (粘土石膏岩 铝质岩 (见见GB/T 中碎岩) 钙芒硝铁质岩 GB 屑岩 页岩17412.1 岩 锰质岩 5751) 细碎(粘土石盐岩 磷质岩 屑岩 页岩) 钾镁盐硅质岩 岩 注:石灰岩和白云岩有多种成因，可包括蒸发岩和非蒸发岩二 种类型 6.3 沉积岩组分的粒级划分 6.3.1 碎屑粒级划分 碎屑粒级划分见表2。 5 表2 碎屑粒级划分 自然粒级标准，φ值粒级标准 陆源碎屑名称 内源碎屑名称 mm ?128 ?,7 粗巨砾 砾巨砾屑 碎屑 ,128,32 ,,7,,5 粗砾 粗砾屑 屑,32,8 ,,5,,3 中砾 中砾屑 (砾) ,8,2 ,,3,,1 细砾 细砾屑 ,2,0.5 ,,1,1 中粗砂 砂粗砂屑 碎屑 ,0.5,0.25 ,1,2 中粒中砂屑 屑砂 (砂) ,0.25,0.26 ,2,4 细砂 细砂屑 ,0.06,0.03 ,4,5 细粗粉粉粗粉屑 碎砂 屑 屑,0.03,,5,8 细粉细粉屑 (粉砂 0.004 砂) ,0.004 ,8 泥 泥屑 6.3.2 蒸发岩矿物晶粒粒级划分 蒸发岩矿物晶粒粒级划分见表3。 表3 蒸发岩矿物晶粒粒级划分 矿物晶粒矿物晶粒矿物晶粒粒级，mm 矿物晶粒 粒级，mm 粒级名称 粒级名称 ?10 巨晶 ,5,2 中晶 ,10,5 粗晶 ,2 细晶 6.3.3 非蒸发岩矿物晶粒粒级划分 非蒸发岩矿物晶粒粒级划分见表4。 6 表4 非蒸发岩矿物晶粒粒级划分 矿物晶粒矿物晶粒矿物晶粒粒级，mm 矿物晶粒 粒级，mm 粒级名称 粒级名称 ?2 巨晶 ,0.06,0.03 粉晶 ,2,0.5 粗晶 ,0.03,0.004 微晶 ,0.5,中晶 ,0.004 泥晶 0.25 ,0.25,细晶 0.06 7 陆源碎斜眼 terrigenous clastic rock 陆源碎屑岩，按碎屑粒级大小(5.3.1条表2)分为粗碎屑岩、中碎屑岩和细碎屑岩。 7.1 粗碎屑岩 macroclastic rock 主要由粒级大于2mm的陆源碎屑所组成的沉积岩石，称粗碎屑岩(砾岩和角砾岩)。 7.1.1 粗碎屑岩类岩石类型的划分 7.1.1.1 按粗碎屑圆度的划分 a) 砾岩 conglomerate 粗碎屑中呈圆状和次圆状碎屑的含量，大于粗碎屑总量的50%。 b) 角砾岩 breccia 粗碎屑中呈棱角状和次棱角状碎屑的含量，大于粗碎屑总量的50%。 7.1.1.2 按粗碎屑大小的划分 按粗碎屑大小(6.3.1条表2)分为巨砾岩、粗砾岩、中砾岩和细砾岩。 7 7.1.1.3 按粗碎屑成分的划分 7.1.1.3.1 单成分砾岩 oligomictic conglomerate 粗碎屑的岩性单一，同种成分粗碎屑的含量大于75%。 7.1.1.4 按成因和岩性特点的划分 按成因和岩性特点的划分见表5。 表5 按成因和岩性特点划分的粗碎屑岩岩石类型 成因 岩性特点与岩石类型 残积 残积角砾岩 沉积 杂基量,粗碎屑中正砾岩 石英岩质 稳定组分砾岩 15% ?90% 粗碎屑中岩块质砾 稳定组分岩(比石灰 ,90% 岩质砾 岩、花岗 岩质砾 岩 ) 杂基量?纹层基质 副砾岩 纹层状砾 质泥岩 15% 非纹层基冰碛砾岩 质 泥石流砾 岩 同生 同生砾岩和同生角砾岩( 如砾屑灰岩\砾屑泥岩) 滑塌角砾岩 成岩后生 岩溶角砾岩 盐溶角砾岩 7.1.2 粗碎屑岩类岩石的命名 8 a) 粗碎屑岩类岩石的命名按:胶结物，砾石成分，结构 ，基本名称。如:钙质胶结结石灰岩质粗砾岩。 b) 胶结物占岩石总量的10%以上，以××质胶结作为附 加修饰词。 c) 混入其他粒级陆源碎屑的命名，按5.3条规定的量限， 以含×质、×质作为附加修饰词。 d) 粗粗碎屑岩性单一，直接参加命名;粗碎屑岩性较复 杂，以其占粗碎屑总量50%以上的粗碎屑岩性作为附 加修饰词;无任何一种粗碎屑岩性超过粗碎屑总量的 50%，则以其量相对为主的两种粗碎屑岩性，用“,” 号连接作为附加修饰词;具三种或三种以上粗碎屑岩 性，其量相近并均不超过粗碎屑总量的50%，则以复 成分作为附加修饰词。 e) 命名时应予反映成因。 7.2 中碎屑岩 medium-clastic rock 主要右粒经为2mm至0.06mm的陆源碎屑所组成的沉积岩石，称中碎屑岩(净砂岩和杂砂岩)。 7.2.1 中碎屑岩类岩石类型的划分 7.2.1.1 按杂基含量的划分 7.2.1.1.1 净砂岩( 简称砂岩) arenite 岩石中杂基含量大于或等于15%。 7.2.1.2 按中碎屑组分的划分 砂岩和杂砂岩按碎屑组分的划分见图1。 9 Q100195 237525 4567 FR755025100100 1-石英砂岩或石英杂砂岩;2-长石石英砂岩或长石石英杂砂岩;3-岩屑石英砂岩或 岩屑石英杂砂岩;4-长石砂岩或长石杂砂岩;5-岩屑长石砂岩或岩屑长石杂砂岩; 6-长石岩屑砂岩或长石岩屑杂砂岩;7-岩屑砂岩或岩屑杂砂岩图1 砂岩和杂砂岩按碎屑组分的划分 7.2.2 中碎屑岩类岩石的命名 a)中碎屑岩类岩石的命名按:胶结物+结构+碎屑成分+基本名称。如:中粒长石石英砂岩。 b)胶结物占岩石总量的10,以上，以××质胶结作为附加修饰词。 c)混入其他粒级陆源碎屑的命名，按5(3条规定的量限，以含×质、×质作为附加修饰词。 d)岩屑砂岩和岩屑杂砂岩中的岩屑成分单一，直接参加命名;岩屑成分较复杂，以其占岩屑总量50,以上的岩屑成分参加命名，无任何一种岩屑成分超过岩屑总量的50,，则以其量相对为主的两种岩屑成分，用“一”号连接参加命名;具三种或三种以上岩屑成分，其量相近并均不超过岩屑总量的一半，则总称岩屑作为附加修饰词。 e)石英砂岩中部分硅质胶结物，发生次生加大成为再生 10 石英，具砂状结构，再生长式胶结，称石英岩状砂岩，胶结物已全部重结晶围绕石英颗粒呈次生加大边，称沉积石英岩。 f)砂岩中若出现特殊矿物，其含量小于5,也应参加命名。如:海绿石细粒石英砂岩。 7.3 细碎屑岩fine—clastic rock 主要由粒径为0.06 mm至0.004 mm的陆源碎屑所组成的沉积岩石，称细碎屑岩(粉砂岩)。 7.3.1 细碎屑岩类岩石类型的划分 7.3.1.1 按细碎屑粒级的划分 7.3.1.1.1 粗粉砂岩coarse—siltstone 主要碎屑粒径为0.06nm至0.03mm。 7.3.1.1.2 细粉砂岩fine—siltstone 主要碎屑粒径为0.03mm至0.004mm。 7.3.1.2 按细碎屑组分的划分 按细碎屑组分的划分原则同7.2.1.2条规定。 7.3.2 细碎屑岩类岩石的命名 a)细碎屑岩类岩石的命名按:胶结物+结构+基本名称。如:泥质粉砂岩。 b)细碎屑岩岩石中的泥质物不作杂基处理。当岩石中泥质含量大于10,时，以泥质作为附加修饰词。 c)混入其他粒级陆源碎屑的命名，按5.3条规定的量限，以含X质、X质作为附加修饰词。 8 泥质岩 pelitic rock 主要由粘土矿物所组成的沉积岩石，称泥质岩。 8.1 泥质岩类岩石类型的划分 8.1.1 按有无纹层、页理构造的划分 11 8.1.1.1 泥岩(粘土岩)mudstone(clay stone) 不具纹层与页理构造。 8.1.1.2 页岩(粘土页岩)shale(c1ay shale) 具纹层与页理构造，粘土矿物定向分布明显。 8.1.2 按粘土矿物成分的划分 泥质岩按粘土矿物成分的划分见表6。 表6 泥质岩类岩石按粘土矿物成分的划分 粘土矿物族 岩石类型 高岭石 高岭石粘土岩，地开石粘土岩，珍珠陶土粘土岩等 埃洛石 埃洛石粘土岩，变埃洛石粘土岩等 蒙脱石 蒙脱石粘土岩(拜来石粘土岩，绿脱石粘土岩，皂石粘土岩 水云母 水云母粘土岩，海绿石粘土岩 绿泥石 绿泥石粘土岩(绿泥石岩) 海泡石—凹凸樟石 海泡石粘土岩，凹凸棒石粘土岩 混层矿物 水云母—蒙脱石粘土岩，绿泥石—蒙脱石粘土岩，水云母—绿泥石 粘土岩，水云母—蒙脱石—绿泥石粘土岩等 水铝英石 水铝英石粘土岩 8.1.3 按颜色和混入物的划分 8.1.3.1 钙质泥岩和钙质页岩calcareous mudstone and shale 含碳酸钙较多，但不超过50,的泥质岩。 8.1.3.2 铁质泥岩和铁质页岩ferruginous mudstone and shale 含三价铁的氧化物或二价铁的硅酸盐及硫化物较多的泥 质岩。 12 8.1.3.3 硅质泥岩和硅质页岩siliceous mudstone and shale 含自生游离二氧化硅较多但不超过50,的泥质岩。 8.1.3.4 粉砂质泥岩和粉砂质页岩sily mudstone and shale 陆源粉砂碎屑含量为50,至25,的泥质岩。 8.1.3.5 含粉砂质泥岩和含粉砂质页岩silty mudstone and shale 陆源粉砂碎屑含量为25,至5,的泥质岩。 8.1.3.6 炭质页岩carbonaceous shale 含有较多均匀分布井炭化了的细分散状有机质的页岩，摸之污手。 8.1.3.7 黑色页岩black shale 含有较多有机质与细分散状硫化铁而显黑色的页岩，貌似炭质页岩，但摸之不污手。 8.1.3.8 油页岩oil shale 含有一定数量(4,,20,，最高达30,)碳氢化合物的棕色至黑色纹层状页岩，具油味，可燃。 8.2 泥质岩类岩石的命名 a)泥质岩类岩石的命名按:颜色+混入物+粘土矿物成分+基本名称。 b)泥质岩类岩石按有无纹层与页理分为泥岩(粘土岩)和页岩两种基本名称。 c)粘土矿物成分单一，直接参加命名;有两种或两种以上粘土矿物，按前少后多的顺序排列参加命名。 d)泥质岩类岩石中混入陆源碎屑等参加命名，按5.3条规定。 13 e)泥质岩类岩石的特征颜色参加命名。 f)泥质岩类岩石中附生的有用组分具开采利用价值，按矿产工业指标的具体规定，确定基本名称。 9 非蒸发岩 nonevaporite 属内源沉积岩，系指组成岩石的沉积物是由生物、化学和生物化学作用形成的，包括石灰岩、白云岩、铝质岩、铁质岩、锰质岩、磷质岩、硅质岩等。 9.1 石灰岩和白云岩limestone and dolomitite 石灰岩和白云岩，系指分别由50%以上的方解石、白云石组成的沉积岩岩石。它们常与陆源碎屑及粘土物质等组成各种类型的过渡性岩石。 9.1.1 石灰岩和白云岩岩石类型的划分 9.1.1.1 按方解石和白云石晶粒粒度划分 按6.3.3条表4的规定,分为: a) 巨晶灰岩、巨晶白云岩; b) 粗晶灰岩、粗晶白云岩; c) 中晶灰岩、中晶白云岩; d) 细晶灰岩、细晶白云岩; e) 微晶灰岩、微晶白云岩; f) 泥晶灰岩、泥晶白去岩。 9.1.1.2 按结构成因划分 石灰石和白云岩按结构成因划分的岩石类型分别列于表7和表8。 表7 石灰石类按结构成因划分的岩石类型 14 粒屑，% ?50 50,25 25,10 ,10 填隙物，% 亮晶,泥亮晶,泥泥晶?50 泥晶?75 泥晶 晶 晶 ?90 内碎屑 亮晶内碎泥晶内碎内碎屑泥含内碎屑 粒 屑灰岩 屑灰岩 晶灰岩 泥晶灰岩 屑 生物屑 亮晶生物泥晶生物生物屑泥含生物屑 类 屑灰岩 屑灰岩 晶灰岩 泥晶灰岩 型 鲕粒 亮晶鲕粒泥晶鲕粒鲕粒泥晶含鲕粒泥 泥 灰岩 灰岩 灰岩 晶灰岩 晶 团粒 亮晶团粒泥晶团粒团粒泥晶含团粒泥 灰 灰岩 灰岩 灰岩 晶灰岩 岩 团块 亮晶团块泥晶团块团块泥晶含团块泥 灰岩 灰岩 灰岩 晶灰岩 三种以亮晶粒屑泥晶粒屑粒屑泥晶含粒屑泥 上粒屑灰岩 灰岩 灰岩 晶灰岩 混合 原地固着生生物礁灰岩、生物层灰岩、生物丘灰岩 物类型 化学及生物石灰华、钟乳石、钙质层、泥晶灰岩 化学类型 重结晶类型 巨晶灰岩、粗晶灰岩、中晶灰岩、细晶灰岩、不等晶灰 岩 注: 1内碎屑细分按6.3.1条表2规定。下同。 2生物屑细分按生物门类，如贝(壳)屑、虫屑、棘屑等。 3原地固着生物类型按主要生物细分，如珊瑚、海绵、层孔虫等。 4鲕粒直径大于2mm者称豆粒。下同 15 表8 白云岩类型结构成因划分的岩石类型 粒晶灰岩白云石化 内碎屑生物 白云岩 白云白云石化弱白云中等白云强白云石极强白云 岩 强度 石化(白石化(白化(白云石化(白 云石,云石,石,云石? 25%,50%,90%,90%) 5%) 25%) 50%) 原生结构类 型 内碎屑 弱白云白云石化残余内碎细晶白云砾屑白叠层 石化内内碎屑灰屑灰质白岩、中晶云岩、石白 碎屑灰岩 云岩 白云岩、砂屑白云岩、 岩 粗晶白云云岩、层纹 岩、巨晶粉屑白石白生物屑 弱白云白云石化残余生物 白云岩、云岩、云岩、石化生生物屑灰屑灰质白 物屑灰岩 云岩 不等晶白泥屑白核形 岩 云岩 云岩 石白 云岩、鲕粒 弱白云白云石化残余鲕粒 凝块石化鲕鲕粒灰岩 灰质白云 石白粒灰岩 岩 云岩 团粒 弱白云白云石化残余团粒 石化团团粒灰岩 灰质白云 粒灰岩 岩 团块 弱白云白云石化残余团块 石化团团块灰岩 灰质白云 块灰岩 岩 16 粒晶灰岩白云石化 内碎屑生物 白云岩 白云白云石化弱白云中等白云强白云石极强白云 岩 强度 石化(白石化(白化(白云石化(白 云石,云石,石,云石? 90%,90%) 25%,50%, 5%) 25%) 50%) 原生结构类 型 微晶 弱白云白云石化残余微晶 石化微微晶灰岩 灰质白云 晶灰岩 岩 原地固着 白云石化生物礁灰岩 残余生物 生物灰岩 白云石化生物层灰岩 礁灰质白 白云石化 白云石化生物丘灰岩 云岩、残 余生物层 灰质白云 岩、残余 生物丘灰 质白云 岩、 准同生白云泥晶白云岩、微晶白云岩、粉晶白 岩 云岩 注:准同生白云岩是指沉积物生成之后仍处于疏松状态时，在其沉积环 境中由白云石化作用生成的白云岩 9.1.2石灰岩和白云岩类岩石的命名 a)石灰岩和白云岩类岩石的命名按:成岩后生变化+结构 17 +次要矿物+基本名称。 b)粒屑灰岩白云石化的成岩后生变化(见9.1.1.2条表8)，其中强白云石化用残余表示，极强白云石化用矿物晶粒粒级命名，其余按5.5条a)、b)规定。 c)岩石中粒屑总量占50%以上，以粒屑为主要结构，填隙物为次要结构，按次要主后的顺序排列。粒屑中以一种粒屑类型占粒屑总量的50%以上，即以该粒屑类型作为主要结构名称;两种粒屑类型为主，其合量占粒屑总量的四分之三以上，以其两种粒屑类型联合，按略次者置前，略多者居后的顺序排列作为主要结构名称;具三种以上粒屑类型，只要有三种类型其量相近，则总称粒屑作为主要结构名称。填隙物已重结晶，按6.3.3条表4矿物晶粒粒级名称作为次要结构名称。 d)岩石中粒屑总量为50%至25%，粒屑作为次要结构，填隙物作为主要结构，按次前主后的顺序徘列。粒屑中一种粒屑类型占粒屑总量的50%以上，以该粒屑类型作为次要结构名称;两种粒屑类型为主，其合量占粒屑总量的四分之三以上，以其两种粒屑类型联合作为次要结构名称;具三种以上粒屑类型，只要有三种类型其量相近，则总称粒屑作为次要结构名称。填隙物已重晶，按6.3.3条表4矿物晶粒粒级名称作为主要结构名称。 e)岩石中粒屑总量为25%至10%，粒屑作为次要结构名称，并冠以“含”字，其他规定同本条d)。 f)岩石中粒屑总量小于10%，粒屑不参与命名(而按:泥晶十次要矿物+基本名称。泥晶已重结晶。按6.3.3条表4矿物晶粒粒级名称参加命名。 g)岩石中的陆源碎屑、泥质(粘土)等混入物，按5.3条 18 的规定参加命名。 h)岩石重结晶，以一种晶粒粒级为主体，则以该粒级名称参加命名;以两种粒级为主，其量相近，其合量占岩石总量的四分之三以上，则以该两种粒级名称联合，按略次者置前，略多者居后的顺序排列参加命名;具三种以上粒级并存，其量相近，则总称不等晶参加命名。 i)岩石中孔隙率在5,以上，以孔隙类型的名称作为附加修饰词参加命名(置于岩石名称之首。岩石中有几种孔隙类型并存，则总称多孔。 9.2 铝质岩bauxitic rock 铝质岩是指在化学成分上富含三氧化二铝，且其量多于二氧化硅，主要由含水铝氧矿物所组成的沉积岩岩石。 9.2.1 铝质岩类岩石类型的划分 9.2.1.1 按含水铝氧矿物的划分 铝质岩按含水铝氧矿物划分的岩石类型见表9。 表9 铝质岩类按含水铝氧矿物划分的岩石类型 岩石类型 含水铝氧矿物 硬铝石铝质岩 以—水硬铝石为主组成 一水型 软铝石铝质岩 U一水软铝石为主组成 三水型 三水侣石铝质岩 以三水铝石为主组成 硬铝石软铝石铝质岩 以软铝石为主，硬铝石为次组成 软铝石硬铝石铝质岩 以硬铝石为主，软铝石为次组成 混合型 三水铝石软铝石铝质岩 以软铝石为上(三水铝石为次 组成 19 软铝石三水铝石铝质 以三水铝石为主，软铝石为 岩 次组成 9.2.1.2 按结构成因的划分 铝质岩按结构成因划分的岩石类型见表10。 20 表10 铝质岩类按结构成因划分的岩石类型 粒屑,% ?50 ,50,25 ,25,10 ,10 成 结构类型 因 粒屑结构 粒屑泥晶结构 含粒屑泥晶结构 泥晶结构 粒屑类型 砾屑 砾屑铝质岩 砾屑泥晶铝质岩 含砾屑泥晶铝质岩 砂屑 砂屑铝质岩 砂屑泥晶铝质岩 含砂屑泥晶铝质岩 机粉屑 粉屑铝质岩 粉屑泥晶铝质岩 含粉屑泥晶铝质岩 泥晶铝质岩 械鲕粒 鲕粒铝质岩 鲕粒泥晶铝质岩 含鲕粒泥晶铝质岩 成团粒 团粒铝质岩 团粒泥晶铝质岩 含团粒泥晶铝质岩 因 团块 团块铝质岩 团块泥晶铝质岩 含团块泥晶铝质岩 三种以上粒屑混合 粒屑铝质岩 粒屑泥晶铝质岩 含粒屑泥晶铝质岩 化学成因 胶状铝质岩、微晶铝质岩 交代作用 假像铝质岩等 重结晶作用 粗晶铝质岩、中晶铝质岩、细晶铝质岩、粉晶铝质岩、微晶铝质岩、不等晶铝质岩 次生淋滤 次生豆状铝质岩、次生鲕状铝质岩，海绵状铝质岩等 注:鲕粒直径大于2mm者称豆粒 21 9.2.2 铝质岩类岩石的命名 a)铝质岩类岩石的命名按:结构+混入物+含水铝氧矿物十基本名称。 b)铝质岩岩石中的三氧化二铝含量大于40,，与二氧化硅含量之比值符合工业要求，称铝土矿(铝土岩)，比值在1以上，但不及工业要求，称铝质粘土岩;比值小于l，则归属粘土岩类。 c)岩石中粒屑总量占50,以上，其中一种粒屑类型占粒屑总量的50,以上，以该粒屑类型作为结构名称，两种粒屑类型为主，其含量占粒屑总量的四分之三以上，以其两种粒屑类型联合，按略次者置前，略多者居后的顺序排列作为结构名称;具三种以上粒屑类型，其量相近，则总称粒屑作为结构名称。 d)岩石中粒屑总量为50,至25X;以填隙物泥晶为主要结构，粒屑为次要结构，按次前主后的顺序排列，作为参加命名的结构名称。粒屑中一种粒屑类型占粒屑总量的50%以上，即以该粒屑类型作为次要结构;两种粒屑类型为主，其含量占粒屑总量的四分之三以上，以其两种粒屑类型联合作为次要结构;具三种以上粒屑类型，其量相近，则总称粒屑作为次要结构。 e)岩石中粒屑总量为25%至10,，粒屑作为次要结构并冠以“含”宇，其他规定同本条d。 f)岩石中粒屑总量小于10%，粒屑不参加命名，以泥晶作为结构名称。 g)岩石中的混入物，按5.3条的规定参加命名。 h)岩石重结晶，晶粒粒级名称按6.3.3条表4规定，参 23 加岩石命名的原则同9.1.2条h。 9.3 铁质岩ferruginous rock 铁质岩是指由富含沉积铁矿物所组成的岩石( 9.3.1 铁质岩类岩石类型的划分 9.3.1.1 铁质岩按成分的划分 9.3.1.1.1 氧化铁质岩 主要由铁的氧化物或氢氧化物所组成的岩石称氧化铁质岩。氧化铁质岩按矿物成分划分的岩石类型见表11( 表1l 氧化铁质岩类按矿物成分划分的岩石类型 岩石类型 氧化铁质矿物，% 其他矿物,% 含氧化铁质X X岩 ,25,5 ,95,75 氧化铁质X X岩 ,50,25 ,75,50 XX质氧化铁质岩 ?50 ,50 注 l 氧化铁质矿物。指赤铁矿，褐铁矿类铁的氧化物，含水氧化物。 2 X X岩，表示由其他造岩矿物所组成的岩石基本名称。 3 XX质，表示氧化铁质岩中混入的次要矿物 9.3.1.1.2 碳酸铁质岩 主要由菱铁矿组成的岩石称碳酸铁质岩。碳酸铁质岩按菱铁矿矿物量划分的岩石类型见表12。 表12 碳酸铁质岩类按菱铁矿矿物量划分的岩石类型 24 岩石类型 菱铁矿，, 其他矿物，% 含菱铁矿质XX岩 ,25,5 ,95,75 菱蚊矿质XX岩 ,50,25 ,75,50 XX质菱铁矿(岩) ?50 ,50 注 l XX岩，表示由其他矿物组成的岩石基本名称( 2 XX质(表示碳酸铁质岩(矿)中混入的次要矿物 9.3.1.1.3 硅质铁质岩 主要由鲕绿泥石，鳞绿泥石组成的岩石称硅酸铁质岩。硅酸铁质岩按矿物成分划分的岩石类型见表13。 表13硅酸铁质岩类按矿物成分划分的岩石类型 岩石类型 硅酸铁质矿物，% 其他矿物，% 含硅酸铁质XX岩 ,25,5 ,95,75 硅酸铁质XX岩 ,50,25 ,75,50 XX质硅酸铁质岩 ?50 ,50 注 1 硅酸铁质矿物指含铁的绿泥石类矿物 2 XX岩，表示由其他矿物组成的岩石基本名称 3 XX质，表示硅酸铁质岩中混入的次要矿物 9.3.1.1.4硫化铁质岩 由较多黄铁矿，白铁矿所组成的岩石称硫化铁质岩。硫化铁质岩按硫化铁质矿物量划分的岩石类型见表14。 25 表14 硫化铁质岩类按硫化铁质矿物划分的岩石类型 岩石类型 硫化铁质矿物，% 其他矿物，% 含硫化铁质XX岩 ,15,5 ,95,85 硫化铁质XX岩 ,25,15 ,85,75 XX质硫化铁质岩 ?25 ,75 注 1参照我国对硫铁矿需选矿石现行一般工业指标要求，换算为矿物量作为划分界限。 2 XX岩，表示由其他矿物组成的岩石基本名称 3 XX质，表示硫化铁质岩(矿)中主要伴生矿物 9.3.1.2 铁质岩按结构成因的划分 。 铁质岩按结构成因划分的岩石类型见表15 26 表15 铁质岩类按结构成因划分的岩石类型 粒屑,% >50 50,25 25,10 <10 成 因 结构类型 粒屑结构 粒屑泥晶结构 含粒屑泥晶结构 泥晶结构 粒屑类型 砾屑 砾屑铁质岩 砾屑泥晶铁质岩 含砾屑泥晶铁质岩 砂屑 砂屑铁质岩 砂屑泥晶铁质岩 含砂屑泥晶铁质岩 粉屑 粉屑铁质岩 粉屑泥晶铁质岩 含粉屑泥晶铁质岩 机械 鲕粒 鲕粒铁质岩 鲕粒泥晶铁质岩 含鲕粒泥晶铁质岩 泥晶铁质岩 成因 团粒 团粒铁质岩 团粒泥晶铁质岩 含团粒泥晶铁质岩 团块 团块铁质岩 团块泥晶铁质岩 含团块泥晶铁质岩 三种以上粒屑混合 粒屑铁质岩 粒屑泥晶铁质岩 含粒屑泥晶铁质岩 化学成因 胶状铁质岩、微晶铁质岩等 生物成因 藻叠层石铁质岩、隐藻铁质岩等 重结晶、交代作用 粗晶铁质岩、中晶铁质岩，细晶铁质岩、不等晶铁质岩等 次生淋滤 次生豆状铁质岩、次生鲕状铁质岩、海绵状铁质岩等 注:鲕粒直径大于2 mm称豆粒 27 9.3.2 铁质岩类岩石的命名 a)铁质岩类岩石的命名按:结构+矿物成分+基本名称。 b)粒屑类型作为附加修饰词参加命名，按9.2.2条c、d、e、f规定。 c)氧化铁质，碳酸铁质，硅酸铁质，硫化铁质及其他矿物，在岩石命名时用矿物名称。 9.4 锰质岩manganese rock 锰质岩是指由较多沉积锰矿物所组成的岩石。 9.4.1 锰质岩岩石类型的划分 9.4.1.1 锰质岩按成分的划分 9.4.1.1.1 氧化锰质岩 由较多锰的氧化物和锰的含水氧化物矿物所组成的岩石称氧化锰质岩。按氧化锰类矿物量划分的岩石类型见表16。 表16 按氧化锰类矿物量划分的岩石类型 岩石类型 氧化锰类矿物，, 其他矿物，, 含氧化锰质XX岩 <20,5 <95—80 氧化锰质XX岩 <40,20 <80,60 XX质氧化锰质岩 ?40 <60 注 l 参照我国对冶金用氧化锰矿的现行一般工业指标要求，换算为矿物量作为划分界限。 2 XX岩，表示由其他矿物组成的岩石基本名称。 3 XX质，表示氧化锰质岩中的伴生矿物 9.4.1.1.2 碳酸锰质岩 由较多菱锰矿或钙菱锰矿、锰方解石等矿物所组成的岩 28 石称碳酸锰质岩。按菱锰矿矿物量划分的岩石类型见表17。 表17 按菱锰矿矿物量划分的岩石类型 岩石类型 菱锰矿矿物，% 其他矿物，% 含菱锰矿质XX岩 ,25,5 ,95,75 菱锰矿质XX岩 ,40,25 ,75,60 XX质菱锰矿岩 ?40 ,60 注 l 参照我国对冶金用碳酸锰矿的现行一般工业指标，换算为菱锰矿矿物量作为划分界限;亦可按边界品位，工业品位换算为相对应的钙菱锰矿或锰方解石的矿物量作为划分界限。 2 XX岩，表示由其他矿物组成的岩石基本名称。 3 XX质，表示菱锰矿岩中的伴生矿物 9.4.1.2 锰质岩类按结构成因的划分 锰质岩按结构成因划分岩石类型的原则与9.3.1.2条相同 9.4.2 锰质岩类岩石的命名 a) 锰质岩类岩石的命名按:结构+矿物成分+基本名称。 b) 粒屑类型参加命名，按9.2.2条c)、d)、e)、f)规定。 c) 氧化锰质，碳酸锰质及其他矿物，在岩石命名时用矿 物名称。 9.5磷质岩 phosphatic rock 磷质岩是指由较多沉积磷酸盐矿物所组成的岩石。 9.5.1 磷质岩类岩石类型的划分 9.5.1.1 磷质岩类按矿物成分的划分 磷质岩按矿物成分划分的岩石类型见表18。 29 表18 磷质岩类按矿物成分划分的岩石类型 岩石类型 磷酸盐矿物，% 其他矿物，% 含磷质XX岩 ,25,5 ,95,80 磷质XX岩 ,40,20 ,80,60 XX质磷质岩 ?40 ,60 注 l 参照我国对磷块岩需选矿石现行一般工业指标要求，换算为磷酸盐矿物量作为划分界限。 2 XX岩，表示由其他矿物组成的岩石基本名称。 3 XX质，表示磷块岩中主要伴生矿物 9.5.1.2 磷质岩按结构成因的划分 磷质岩按结构成因划分的岩石类型见表19。 30 表19 磷质岩类按结构成因划分的岩石类型 粒屑,% >50 50,10 <10 成 因 主要填隙物 亮晶 泥晶 泥晶 泥晶 粒屑类型 砾屑 亮晶砾屑磷质岩 泥晶砾屑磷质岩 砾屑泥晶磷质岩 砂屑 亮晶砂屑磷质岩 泥晶砂屑磷质岩 砂屑泥晶磷质岩 粉屑 亮晶粉屑磷质岩 泥晶粉屑磷质岩 粉屑泥晶磷质岩 机械成因 鲕粒 亮晶鲕粒磷质岩 泥晶鲕粒磷质岩 鲕粒泥晶磷质岩 泥晶磷质岩 团粒 亮晶团粒磷质岩 泥晶团粒磷质岩 团粒泥晶磷质岩 团块 亮晶团块磷质岩 泥晶团块磷质岩 团块泥晶磷质岩 三种以上粒屑混合 亮晶粒屑磷质岩 泥晶粒屑磷质岩 粒屑泥晶磷质岩 化学、生物化学成因 胶状磷质岩、泥晶磷质岩、微晶磷质岩 生物成因 隐藻磷质岩、骨骼磷质岩 成岩后生成因 重结晶磷质岩、交代的磷质岩 注:鲕粒直径大于2mm称豆粒。 31 9.5.2 磷质岩类岩石的命名 a)磷质岩类岩石的命名按:结构十混入物+基本名称。 b)磷质岩中粒屑总量占50,以上，以粒屑为主要结构，填隙物为次要结构，按次前主后的顺序排列。粒屑中以一种粒屑类型占总量的50,以上，以该粒屑类型作为主要结构名称;以两种粒屑类型为主，其合量占粒屑总量的四分之三以上，以其两种粒屑类型联合，按略次者置前、略多者居后的顺序排列作为主要结构名称，具三种以上粒屑类型，其量相近，则总称粒屑作为主要结构名称。 c)磷质岩中粒屑总量介于50,至10,，粒屑作为次要结构，填隙物为主要结构，按次前主后的顺序排列。粒屑中一 ,以上，以该粒屑类型作为次要种粒屑类型占粒屑总量的50 结构名称;以两种粒屑类型为主，其合量占粒屑总量的四分之三以上，以其两种粒屑类型联合，按略次者置前、略多者居后的顺序排列作为次要结构名称;具三种以上粒屑类型，其量相近，则总称粒屑作为次要结构名称。 d)磷质岩中粒屑总量小于10,，粒屑不参加命名。 e)磷质岩达工业利用要求。以磷块岩作为基本名称。 9.6 硅质岩siliceous rock 硅质岩是指由化学作用，生物作用和生物化学作用以及某些火山作用所形成的富含游离二氧化硅的岩石，包括在沉积盆地内经机械破碎再沉积的内碎屑硅质岩。 9.6.1 硅质岩类的主要岩石类型 9.6.1.1 硅藻土(硅藻岩)diatomite 主要由成分为蛋白石的硅藻遗体组成，具硅藻生物结构。可有少量放射虫、海绵骨针硅质遗体，时有粘土、碳酸盐、 32 海绿石、碎屑石英和云母等混入物。外貌呈土状、疏松，质软而轻，孔隙率甚大。 9.6.1.2 海绵岩spongolite 主要成分为蛋白石而有时为玉髓的硅质海绵骨针组成，可有少量放射虫遗体和钙质贝壳，并有粘土、海绿石、粉砂等混入物。外貌呈细粒状，有致密坚硬和疏松的两种，前者的海绵骨针系由不同比例的蛋白石、玉髓和石英胶结而成。 9.6.1.3 放射虫岩radiomite 主要由硅质放射虫介壳组成，可有硅藻、海绵骨针、有孔虫等生物遗体，常有粘土、方解石、海绿石、碎屑石英等混入物。岩石有疏松的和坚硬的两种。坚硬者可分为介壳与胶结物均为蛋白石或部分转变为玉髓及石英的蛋白石质放射虫岩和均为玉髓及石英、介壳有时可被方解石所交代的王髓—石英质放射虫岩。 9.6.1.4 蛋白土(蛋白岩)和板状硅藻土(粉蛋白岩) 两者主要成分均为蛋白石，可有粘土、碳酸盐、黄铁矿、海绿石、沸石、玉髓、碎屑石英、有机质等混入物。两种岩石都具微孔构造，层理不明显，呈透镜体产出，其主要区别是:前者质较坚硬，具贝壳状断口，指甲划之难显刻痕，孔隙率较小，色较深呈暗灰—灰黑，二氧化硅含量较高达85,一95,;后者一般质较疏松，粉状，指甲划之显刻痕，孔隙率较大，色较浅呈浅灰—浅黄，二氧化硅含量稍低为70,,85,。它们与硅藻土或蛋白石质放射虫岩不同之处，是不含或含极少硅质生物遗体。 9.6.1.5 燧石(燧石岩)chert 其成分主要为王髓和石英，产出年代较新者可为蛋白石， 33 常有粘土、碳酸盐、有机质等混入物，可有少量硅质生物遗体。燧石致密坚硬，常具贝壳状断口，微晶结构。燧石按产状分为层状燧石和结核状燧石。 9.6.1.6 板状硅质岩和碧玉岩jasper rock 为层状燧石的特殊变种，其特点是含氧化铁可超过5,，硅质矿物主要为石英，其次为玉髓，可有粘土、碳酸盐、黄铁矿、海绿石、有机质等混入物，时见少量放射虫、海绵骨针、头足类、腕足类等生物遗体。岩石致密坚硬，贝壳状断口，具微晶或胶状结构。两者的区别在于板状硅质岩成层较薄。 9.6.1.7 硅华stillolite 为化学成因的硅质岩，常形成于火山作用后期温泉喷出地表处，色浅，多孔，其成分主要为蛋白石，常有各种混入物。 9.6.2 硅质岩类岩石的命名 a)硅质岩类岩石的命名按:混入物+基本名称。 b)混入物作为附加修饰词参加岩石命名按5.3条规定。 10 蒸发岩 evaporite 指盐度较高的溶液或卤水，通过蒸发作用产生的化学沉淀而形成的岩石。 蒸发岩类的主要岩石类型有天然碱岩、石膏和硬石膏岩、钙芒硝岩、石盐岩、钾镁盐岩。 10.1 天然碱岩tronite rock 天然碱岩，由30,以上的天然碱和常伴生的苏打、芒硝、粘土等混入物所组成的岩石。 10.2 石膏和硬石膏岩gypsolith and anhydrock 34 石膏岩和硬石膏岩的主要成分分别为石膏、硬石膏。有时组成石膏—硬石膏岩或硬石膏—石膏岩。常伴生有白云石、天青石、石盐、粘土等混入物。 10.3 钙芒硝岩grauberite rock 钙芒硝岩，由30,以上的钙芒硝和其他常伴生的白云石、硬石膏、石膏、芒硝、无水芒硝、粘土及陆源碎屑等混入物所组成的岩石。 10.4 石盐岩salt rock 石盐岩，由35,以上的石盐和其他常伴生的硬石膏、芒硝、白钠镁矾、杂卤石、钾石盐，光卤石、粘土、有机质及铁质化合物等混入物所组成的岩石。当石盐岩中发现有钾石盐，光卤石或杂卤石等矿物，并且其含量小于5,时，可定名为微含钾石盐石盐岩或光卤石石盐岩等，余类推;当其含量为5,,25,时，定名为含钾石盐石盐岩;当其含量达到25,,50,时，定为钾石盐质石盐岩等。 10.5 钾镁盐岩 钾镁盐岩的主要成分为杂卤石、钾石盐、光卤石、钾盐镁矾及石盐矿物。 10.5.1 杂卤石岩polyhalite rock 主要成分为杂卤石和其他常伴生的硬石膏、菱镁矿、硫镁矾、石盐、钙芒硝等混入物所组成的岩石。 10.5.2钾石盐岩sylvinite ,以上的钾石盐和25,以上的石盐及其他常伴生的 由15 少量硬石膏、粘土等混入物所组成的岩石。 10.5.3 光卤石岩carnallitite 由40,以上的光卤石和20,以上的石盐及其他常伴生的 35 少量硬石膏、粘土等混入物所组成的岩石。 10.5.4 钾盐镁矾岩kainite rock 由40,以上的钾盐镁矾和30,以上的石盐及其他常伴生的无水钾镁矾、杂卤石、硬石膏等所组成 的岩石。 蒸发岩岩石的命名按:颜色+结构+伴生矿物+基本名称。 当杂卤石、钾石盐、光卤石、钾盐镁矾的含量各为50,,75,，而石盐含量为50,,25,时，定名为石盐质杂卤石岩、石盐质钾石盐岩„„;当钾镁盐矿物含量为75,,95,，石盐为25,,5,时，定名为含石盐杂卤石岩、含石盐钾石盐岩„„;当钾镁盐矿物含量为95,一100,，石盐为小于5,时，定名为杂卤石岩、钾石盐岩„„。 36 永磁交流伺服电机位置反馈传感器检测相位与电机磁极相位的对齐方式 2008-11-07 来源:internet 浏览:504 主流的伺服电机位置反馈元件包括增量式编码器，绝对式编码器，正余弦编码器，旋转变压器等。为支持永磁交流伺服驱动的矢量控制，这些位置反馈元件就必须能够为伺服驱动器提供永磁交流伺服电机的永磁体磁极相位，或曰电机电角度信息，为此当位置反馈元件与电机完成定位安装时，就有必要调整好位置反馈元件的角度检测相位与电机电角度相位之间的相互关系，这种调整可以称作电角度相位初始化，也可以称作编码器零位调整或对齐。下面列出了采用增量式编码器，绝对式编码器，正余弦编码器，旋转变压器等位置反馈元件的永磁交流伺服电机的传感器检测相位与电机电角度相位的对齐方式。 增量式编码器的相位对齐方式 在此讨论中，增量式编码器的输出信号为方波信号，又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器，普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B，以及零位信号Z;带换相信号的增量式编码器除具备ABZ输出信号外，还具备互差120度的电子换相信号UVW，UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极相位，或曰电角度相位之间的对齐方法如下: 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置; 2.用示波器观察编码器的U相信号和Z信号; 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置; 4.一边调整，一边观察编码器U相信号跳变沿，和Z信号，直到Z信号稳定在高电平上(在此默认Z信号的常态为低电平)，锁定编码器与电机的相对位置关系; 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，Z信号都能稳定在高电平上，则对齐有效。 37 撤掉直流电源后，验证如下: 1.用示波器观察编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形; 2.转动电机轴，编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合，编码器的Z信号也出现在这个过零点上。 上述验证方法，也可以用作对齐方法。 需要注意的是，此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线反电势的相位零点对齐，由于电机的U相反电势，与UV线反电势之间相差30度，因而这样对齐后，增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势的-30度相位点对齐，而电机电角度相位与U相反电势波形的相位一致，所以此时增量式编码器的U相信号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。 有些伺服企业习惯于将编码器的U相信号零点与电机电角度的零点直接对齐，为达到此目的，可以: 1.用3个阻值相等的电阻接成星型，然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线; 2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点，就可以近似得到电机的U相反电势波形; 3.依据操作的方便程度，调整编码器转轴与电机轴的相对位置，或者编码器外壳与电机外壳的相对位置; 4.一边调整，一边观察编码器的U相信号上升沿和电机U相反电势波形由低到高的过零点，最终使上升沿和过零点重合，锁定编码器与电机的相对位置关系，完成对齐。 由于普通增量式编码器不具备UVW相位信息，而Z信号也只能反映一圈内的一个点位，不具备直接的相位对齐潜力，因而不作为本讨论的话题。 绝对式编码器的相位对齐方式 绝对式编码器的相位对齐对于单圈和多圈而言，差别不大，其实都是在一圈内对齐编码器的检测相位与电机电角度的相位。早期的绝对式编码器会以单独的引脚给出单圈相位的最高位的电平，利用此电平的0和1的翻转，也可以实现编码器和电机的相位对齐，方法如下: 38 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置; 2.用示波器观察绝对编码器的最高计数位电平信号; 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置; 4.一边调整，一边观察最高计数位信号的跳变沿，直到跳变沿准确出现在电机轴的定向平衡位置处，锁定编码器与电机的相对位置关系; 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，跳变沿都能准确复现，则对齐有效。 这类绝对式编码器目前已经被采用EnDAT，BiSS，Hyperface等串行，以及日系专用串行协议的新型绝对式编码器广泛取代，因而最高位信号就不符存在了，此时对齐编码器和电机相位的方法也有所变化，其中一种非常实用的方法是利用编码器内部的EEPROM，存储编码器随机安装在电机轴上后实测的相位，具体方法如下: 1.将编码器随机安装在电机上，即固结编码器转轴与电机轴，以及编码器外壳与电机外壳; 2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置; 3.用伺服驱动器读取绝对编码器的单圈位置值，并存入编码器内部记录电机电角度初始相位的EEPROM中; 4.对齐过程结束。 由于此时电机轴已定向于电角度相位的-30度方向，因此存入的编码器内部EEPROM中的位置检测值就对应电机电角度的-30度相位。此后，驱动器将任意时刻的单圈位置检测数据与这个存储值做差，并根据电机极对数进行必要的换算，再加上-30度，就可以得到该时刻的电机电角度相位。 这种对齐方式需要编码器和伺服驱动器的支持和配合方能实现，日系伺服的编码器相位之所以不便于最终用户直接调整的根本原因就在于不肯向用户提供这种对齐方式的功能界面和操作方法。这种对齐方法的一大好处是，只需向电机绕组提供确定相序和方向的转子定向电流，无需调整编码器和电机轴之间的角度 39 关系，因而编码器可以以任意初始角度直接安装在电机上，且无需精细，甚至简单的调整过程，操作简单，工艺性好。 如果绝对式编码器既没有可供使用的EEPROM，又没有可供检测的最高计数位引脚，则对齐方法会相对复杂。如果驱动器支持单圈绝对位置信息的读出和显示，则可以考虑: 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置; 2.利用伺服驱动器读取并显示绝对编码器的单圈位置值; 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置; 4.经过上述调整，使显示的单圈绝对位置值充分接近根据电机的极对数折算出来的电机-30度电角度所应对应的单圈绝对位置点，锁定编码器与电机的相对位置关系; 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，上述折算位置点都能准确复现，则对齐有效。 如果用户连绝对值信息都无法获得，那么就只能借助原厂的专用工装，一边检测绝对位置检测值，一边检测电机电角度相位，利用工装，调整编码器和电机的相对角位置关系，将编码器相位与电机电角度相位相互对齐，然后再锁定。这样一来，用户就更加无从自行解决编码器的相位对齐问题了。 个人推荐采用在EEPROM中存储初始安装位置的方法，简单，实用，适应性好，便于向用户开放，以便用户自行安装编码器，并完成电机电角度的相位整定。 正余弦编码器的相位对齐方式 普通的正余弦编码器具备一对正交的sin，cos 1Vp-p信号，相当于方波信号的增量式编码器的AB正交信号，每圈会重复许许多多个信号周期，比如2048等;以及一个窄幅的对称三角波Index信号，相当于增量式编码器的Z信号，一圈一般出现一个;这种正余弦编码器实质上也是一种增量式编码器。另一种正余弦编码器除了具备上述正交的sin、cos信号外，还具备一对一圈只出现一个信号周期的相互正交的1Vp-p的正弦型C、D信号，如果以C信号为sin，则D信号为cos，通过sin、cos信号的高倍率细分技术，不仅可以使正余弦编码器获得比 40 原始信号周期更为细密的名义检测分辨率，比如2048线的正余弦编码器经2048细分后，就可以达到每转400多万线的名义检测分辨率，当前很多欧美伺服厂家都提供这类高分辨率的伺服系统，而国内厂家尚不多见;此外带C、D信号的正余弦编码器的C、D信号经过细分后，还可以提供较高的每转绝对位置信息，比如每转2048个绝对位置，因此带C、D信号的正余弦编码器可以视作一种模拟式的单圈绝对编码器。 采用这种编码器的伺服电机的初始电角度相位对齐方式如下: 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置; 2.用示波器观察正余弦编码器的C信号波形; 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置; 4.一边调整，一边观察C信号波形，直到由低到高的过零点准确出现在电机轴的定向平衡位置处，锁定编码器与电机的相对位置关系; 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，过零点都能准确复现，则对齐有效。 撤掉直流电源后，验证如下: 1.用示波器观察编码器的C相信号和电机的UV线反电势波形; 2.转动电机轴，编码器的C相信号由低到高的过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。 这种验证方法，也可以用作对齐方法。 此时C信号的过零点与电机电角度相位的-30度点对齐。 如果想直接和电机电角度的0度点对齐，可以考虑: 1.用3个阻值相等的电阻接成星型，然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线; 2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点，就可以近似得到电机的U相反电势波形; 3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置; 41 4.一边调整，一边观察编码器的C相信号由低到高的过零点和电机U相反电势波形由低到高的过零点，最终使2个过零点重合，锁定编码器与电机的相对位置关系，完成对齐。 由于普通正余弦编码器不具备一圈之内的相位信息，而Index信号也只能反映一圈内的一个点位，不具备直接的相位对齐潜力，因而在此也不作为讨论的话题。 如果可接入正余弦编码器的伺服驱动器能够为用户提供从C、D中获取的单圈绝对位置信息，则可以考虑: 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置; 2.利用伺服驱动器读取并显示从C、D信号中获取的单圈绝对位置信息; 3.调整旋变轴与电机轴的相对位置; 4.经过上述调整，使显示的绝对位置值充分接近根据电机的极对数折算出来的电机-30度电角度所应对应的绝对位置点，锁定编码器与电机的相对位置关系; 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，上述折算绝对位置点都能准确复现，则对齐有效。 此后可以在撤掉直流电源后，得到与前面基本相同的对齐验证效果: 1.用示波器观察正余弦编码器的C相信号和电机的UV线反电势波形; 2.转动电机轴，验证编码器的C相信号由低到高的过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。 如果利用驱动器内部的EEPROM等非易失性存储器，也可以存储正余弦编码器随机安装在电机轴上后实测的相位，具体方法如下: 1.将正余弦随机安装在电机上，即固结编码器转轴与电机轴，以及编码器外壳与电机外壳; 2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置; 3.用伺服驱动器读取由C、D信号解析出来的单圈绝对位置值，并存入驱动器内部记录电机电角度初始安装相位的EEPROM等非易失性存储器中; 42 4.对齐过程结束。 由于此时电机轴已定向于电角度相位的-30度方向，因此存入的驱动器内部EEPROM等非易失性存储器中的位置检测值就对应电机电角度的-30度相位。此后，驱动器将任意时刻由编码器解析出来的与电角度相关的单圈绝对位置值与这个存储值做差，并根据电机极对数进行必要的换算，再加上-30度，就可以得到该时刻的电机电角度相位。 这种对齐方式需要伺服驱动器的在国内和操作上予以支持和配合方能实现，而且由于记录电机电角度初始相位的EEPROM等非易失性存储器位于伺服驱动器中，因此一旦对齐后，电机就和驱动器事实上绑定了，如果需要更换电机、正余弦编码器、或者驱动器，都需要重新进行初始安装相位的对齐操作，并重新绑定电机和驱动器的配套关系。 旋转变压器的相位对齐方式 旋转变压器简称旋变，是由经过特殊电磁的高性能硅钢叠片和漆包线构成的，相比于采用光电技术的编码器而言，具有耐热，耐振。耐冲击，耐油污，甚至耐腐蚀等恶劣工作环境的适应能力，因而为武器系统等工况恶劣的应用广泛采用，一对极(单速)的旋变可以视作一种单圈绝对式反馈系统，应用也最为广泛，因而在此仅以单速旋变为讨论对象，多速旋变与伺服电机配套，个人认为其极对数最好采用电机极对数的约数，一便于电机度的对应和极对数分解。 旋变的信号引线一般为6根，分为3组，分别对应一个激励线圈，和2个正交的感应线圈，激励线圈接受输入的正弦型激励信号，感应线圈依据旋变转定子的相互角位置关系，感应出来具有SIN和COS包络的检测信号。旋变SIN和COS输出信号是根据转定子之间的角度对激励正弦信号的调制结果，如果激励信号是sinωt，转定子之间的角度为θ，则SIN信号为sinωt×sinθ，则COS信号为sinωt×cosθ，根据SIN，COS信号和原始的激励信号，通过必要的检测电路，就可以获得较高分辨率的位置检测结果，目前商用旋变系统的检测分辨率可以达到每圈2的12次方，即4096，而科学研究和航空航天系统甚至可以达到2的20次方以上，不过体积和成本也都非常可观。 商用旋变与伺服电机电角度相位的对齐方法如下: 43 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出; 2.然后用示波器观察旋变的SIN线圈的信号引线输出; 3.依据操作的方便程度，调整电机轴上的旋变转子与电机轴的相对位置，或者旋变定子与电机外壳的相对位置; 4.一边调整，一边观察旋变SIN信号的包络，一直调整到信号包络的幅值完全归零，锁定旋变; 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，信号包络的幅值过零点都能准确复现，则对齐有效 。 撤掉直流电源，进行对齐验证: 1.用示波器观察旋变的SIN信号和电机的UV线反电势波形; 2.转动电机轴，验证旋变的SIN信号包络过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。 这个验证方法，也可以用作对齐方法。 此时SIN信号包络的过零点与电机电角度相位的-30度点对齐。 如果想直接和电机电角度的0度点对齐，可以考虑: 1.用3个阻值相等的电阻接成星型，然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线; 2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点，就可以近似得到电机的U相反电势波形; 3.依据操作的方便程度，调整编码器转轴与电机轴的相对位置，或者编码器外壳与电机外壳的相对位置; 4.一边调整，一边观察旋变的SIN信号包络的过零点和电机U相反电势波形由低到高的过零点，最终使这2个过零点重合，锁定编码器与电机的相对位置关系，完成对齐。 需要指出的是，在上述操作中需有效区分旋变的SIN包络信号中的正半周和负半周。由于SIN信号是以转定子之间的角度为θ的sinθ值对激励信号的调制结果，因而与sinθ的正半周对应的SIN信号包络中，被调制的激励信号与原始激励信号同相，而与sinθ的负半周对应的SIN信号包络中，被调制的激励信 44 号与原始激励信号反相，据此可以区别和判断旋变输出的SIN包络信号波形中的正半周和负半周。对齐时，需要取sinθ由负半周向正半周过渡点对应的SIN包络信号的过零点，如果取反了，或者未加准确判断的话，对齐后的电角度有可能错位180度，从而造成速度外环进入正反馈。 如果可接入旋变的伺服驱动器能够为用户提供从旋变信号中获取的与电机电角度相关的绝对位置信息，则可以考虑: 1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置; 2.利用伺服驱动器读取并显示从旋变信号中获取的与电机电角度相关的绝对位置信息; 3.依据操作的方便程度，调整旋变轴与电机轴的相对位置，或者旋变外壳与电机外壳的相对位置; 4.经过上述调整，使显示的绝对位置值充分接近根据电机的极对数折算出来的电机-30度电角度所应对应的绝对位置点，锁定编码器与电机的相对位置关系; 5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，上述折算绝对位置点都能准确复现，则对齐有效。 此后可以在撤掉直流电源后，得到与前面基本相同的对齐验证效果: 1.用示波器观察旋变的SIN信号和电机的UV线反电势波形; 2.转动电机轴，验证旋变的SIN信号包络过零点与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合。 如果利用驱动器内部的EEPROM等非易失性存储器，也可以存储旋变随机安装在电机轴上后实测的相位，具体方法如下: 1.将旋变随机安装在电机上，即固结旋变转轴与电机轴，以及旋变外壳与电机外壳; 2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V出，将电机轴定向至一个平衡位置; 3.用伺服驱动器读取由旋变解析出来的与电角度相关的绝对位置值，并存入驱动器内部记录电机电角度初始安装相位的EEPROM等非易失性存储器中; 4.对齐过程结束。 45 由于此时电机轴已定向于电角度相位的-30度方向，因此存入的驱动器内部EEPROM等非易失性存储器中的位置检测值就对应电机电角度的-30度相位。此后，驱动器将任意时刻由旋变解析出来的与电角度相关的绝对位置值与这个存储值做差，并根据电机极对数进行必要的换算，再加上-30度，就可以得到该时刻的电机电角度相位。 这种对齐方式需要伺服驱动器的在国内和操作上予以支持和配合方能实现，而且由于记录电机电角度初始相位的EEPROM等非易失性存储器位于伺服驱动器中，因此一旦对齐后，电机就和驱动器事实上绑定了，如果需要更换电机、旋变、或者驱动器，都需要重新进行初始安装相位的对齐操作，并重新绑定电机和驱动器的配套关系。 注意 1.以上讨论中，所谓对齐到电机电角度的-30度相位的提法，是以UV反电势波形滞后于U相30度的前提为条件。 2.以上讨论中，都以UV相通电，并参考UV线反电势波形为例，有些伺服系统的对齐方式可能会采用UW相通电并参考UW线反电势波形。 3.如果想直接对齐到电机电角度0度相位点，也可以将U相接入低压直流源的正极，将V相和W相并联后接入直流源的负端，此时电机轴的定向角相对于UV相串联通电的方式会偏移30度，以文中给出的相应对齐方法对齐后，原则上将对齐于电机电角度的0度相位，而不再有-30度的偏移量。这样做看似有好处，但是考虑电机绕组的参数不一致性，V相和W相并联后，分别流经V相和W相绕组的电流很可能并不一致，从而会影响电机轴定向角度的准确性。而在UV相通电时，U相和V相绕组为单纯的串联关系，因此流经U相和V相绕组的电流必然是一致的，电机轴定向角度的准确性不会受到绕组定向电流的影响。 4.不排除伺服厂商有意将初始相位错位对齐的可能性，尤其是在可以提供绝对位置数据的反馈系统中，初始相位的错位对齐将很容易被数据的偏置量补偿回来，以此种方式也许可以起到某种保护自己产品线的作用。只是这样一来，用户就更加无从知道伺服电机反馈元件的初始相位到底该对齐到哪儿了。用户自然也不愿意遇到这样的供应商。 46