Kornfordelingsanalyser

Kornfordeling betyr mengden korn som funksjon av kornstørrelse og brukes for å beskrive og klassifisere sedimenter, i karakterisering av råstoff (pukk og grus), for å forstå avsetningsprosesser, i problemstillinger knyttet til kartlegging av forurensing samt ved klassifisering av jordarter.
Partikler med varierende størrelse i et marint sediment.

Ved NGUs laboratorium (NGU-Lab) benyttes metoder som laserdiffraksjon (Laser Diffraction Particle Size Analysis, LPS), våtsikting og tørr sikting for å bestemme kornstørrelse i sedimenter og jordprøver. Resultatene presenteres som vektprosent hvis det brukes sikting (partikler med kornstørrelse > 63 µm), og som volumprosent dersom det benyttes et system basert på laserdiffraksjon (partikler med kornstørrelse < 2000 µm).

Til karakterisering av partikler etter størrelse, form og morfologi benyttes også skanning elektronmikroskop (SEM).

SEM - bilde av vindsortert sediment.
SEM - bilde av vindsortert sediment.

Kornfordelingsanalyse med laserdiffraksjon har vært benyttet ved NGU-Lab siden 1995. Metoden er egnet for geologisk materiale, men analysen forutsetter at prøvematerialet ikke har for høyt innhold av salter og organisk materiale. Samtidig må prøven desintegreres slik at kornene ikke er sammenkittet under bestemmelsen. Det stilles derfor visse krav til prøvepreparering før analyse.

Grunnlaget for analysen er at lys fra en laser blir brutt i overflaten på en partikkel i en bestemt vinkel avhengig av størrelsen på partikkelen. Forenklet kan en si at små partikler har en høy vinkel på brutt lys, mens store partikler har lav vinkel. Hver partikkelstørrelse vil gi opphav til et spesielt mønster (diffraktogram), og intensiteten er avhengig av antall partikler i et gitt størrelsesintervall.

Teknikken har en god reproduserbarhet, men det ligger en del utfordringer i selve måleprinsippet fordi resultatene vil bli påvirket av kornform, refraksjonsindeks, egenvekt og partikkelladning.

Kumulativ kurve etter partikkeldiameter.
Kumulativ kurve etter partikkeldiameter.