Лабораторная работа 1 «О пределение плотности горных пород методом гидростатического взвешивания»
жүктеу/скачать 119.83 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Обломочные породы
|
Национальный исследовательский ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра геофизики С.В. Соколов Физика горных пород Лабораторная работа 1 «Определение плотности горных пород методом гидростатического взвешивания» Выполнил: Джумабаев Т. Е. гр. 3-2220 Проверил: Соколов С. В. Томск - 2015 Цель работы: научиться определять плотность горных пород методом гидростатического взвешивания. Теоретические сведения: Плотность горной породы – это количество её массы (m, кг) в единице объёма (V, м3): ; Соответственно, единицей измерения плотности в системе СИ является 1 кг/м3. Часто используется единица плотности в системе СГС: 1 г/см3. Любая горная порода состоит из минералов, каждый из которых имеет собственную плотность (таблица 1). Таким образом, горная порода будет обладать некоторой интегральной усреднённой плотностью составляющих её минералов. Таблица 1 Значения плотности породообразующих и рудных минералов
Плотность горных пород зависит от их генезиса, минерального состава, пористости, трещиноватости, влажности, степени метаморфизма, а также температуры и давления при залегании на значительных глубинах в толще земной коры. Для большинства горных пород, слагающих земную кору, плотность варьирует в диапазоне 1,6 – 3,5 г/см3. Различное происхождение (генезис) горных пород обуславливает их плотностную дифференциацию. Так, в порядке возрастания плотности можно выстроить следующий ряд: осадочные, магматические, метаморфические горные породы (табл 2-4). Внутри этих групп также существует различия по плотности. В осадочных горных породах плотность возрастает с уменьшением размера составляющих породу частиц, с возрастанием степени диагенеза, возраста, глубины залегания. Все эти факторы приводят к снижению пористости осадочной породы, а значит к её уплотнению. Таблица 2 Плотность осадочных пород
Рис. 1. Плотность пород различных генетических типов. 1 - галит, 2 - гипс, 3 - ангидрит, 4 - глина, 5 - глинистый сланец,6 - песок, 7 - алевролит, 8 - песчаник, 9 - конгломерат, 10 - песчаный сланец, 11 - мергель, 12 - известняк, 13 – доломит Среди магматических пород плотность возрастает от эффузивных к интрузивным разностям (таблица 3). То есть интрузивные породы более плотные, чем их эффузивные аналоги. В интрузивных породах плотность возрастает от кислых к основным и ультраосновным разностям по мере увеличения в них доли железо-магнезиальных минералов (повышением основности) и уменьшением содержания SiO2. То есть интрузивная порода становится плотнее с увеличением содержания биотита, пироксенов, роговой обманки, оливинов и уменьшением доли кварца. Таблица 3. Плотность основных видов магматических горных пород Рост плотности регионально метаморфизованных пород корреспондирует со степенью метаморфизма. Основными агентами метаморфизма являются температура и давление. Их воздействие приводит к перекристаллизации минералов с образованием более плотных модификаций кристаллических решеток, а при наиболее интенсивных воздействиях и к переплавлению пород. Сопровождающие плавление гидротермально-метасоматические процессы могут напротив приводить к понижению плотности. Например, в зонах основных и ультраосновных пород, в процессе серпентинизации происходит разложение высокоплотных пироксенов и оливина с образованием менее плотного серпентина. Экзогенные процессы выветривания и окисления приводят к снижению плотности горных пород за счёт дезинтеграции зёрен и образования микро- и макро- трещин. Для пород различного генезиса это проявляется в разной степени согласно селективности выветривания. Определение плотности способом гидростатического взвешивания. Способ гидростатического взвешивания является наиболее распространённым в практике измерения плотности горных пород. Его методика заключается в измерении массы образца в воздухе, а затем в воде. Плотность будет равна отношению массы образца в воздухе к разнице между его массой в воздухе и в воде: σгп = *σводы В соответствии с законом Архимеда масса образца в воде будет меньше чем в воздухе на массу воды в объёме образца. Таким образом, соотносится масса образца и масса воды того же объёма. Во сколько раз масса образца больше, во столько же раз он плотнее воды, плотность который равна 1 г/см3. Кроме метода гидростатического взвешивания существуют и другие методы определения плотности горных пород: пикнометрический метод – для определения плотности рыхлых сыпучих пород, гамма-гамма метод – для определения плотности на образцах в лаборатории и в естественных условиях (в шурфах, шпурах, скважинах), метод подземной регистрации космического излучения – для определения плотности пород в естественном залегании, способ Неттлтона, а также гравиметрический способ определения плотности массива горных пород– для определения плотности пород в естественном залегании. Ход работы: Провели необходимые измерения массы образцов и вычислили их плотности и объёмы. Результаты измерений и вычислений записали в таблицу. Таблица 4.
Плотность для каждого образца. Таблица 5.
Отчёт по работе: Научились на практике определять плотность горных пород методом гидростатического взвешивания. Выявили некую закономерность: чем темнее горная порода, тем выше его плотность. Это объясняется химическим составом породы. Базальт имеет меньшую плотность в связи с условиями кристаллизации. жүктеу/скачать 119.83 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||