Лабораторная работа №1
«Определение плотности образцов горных пород методом гидростатического взвешивания»
Цель работы: изучение основных понятий и параметров, определяющих плотность горных пород, изучить распределение плотности и методы ее определения. Теоретические сведения. Плотность – это свойство вещества, т.е. - физическая характеристика материи, ее масса Плотность горных пород является основным физическим параметром, определяющим гравитационное поле, изучение и измерение которого лежат в основе гравиметрического метода строения Земли, поисков и разведки полезных ископаемых, – метода гравиразведки. Плотность горных пород в естественных условиях определяется на образцах из обнажений или по керну скважины. Размерность плотности в системе СИ – [кг/м3] или в дольных единицах (в геологии) – [г/см3]. Плотность твердых химических элементов и минералов изменяется от 0,5 г/см3 (литий) до 22,5 г/см3 (осмий, иридий). Плотность горных пород, слагающих земную кору – (1,6 – 3,5) г/см3; средняя плотность Земли – 5,52 г/см3. Горные породы, в общем случае, являются телами неоднородными и состоят из веществ, находящихся в твердой, жидкой и газообразной фазах:
Плотность горных пород зависит от минералогического состава, пористости и влажности, которые обусловлены как условиями первичного образования, так и условиями последующего существования горных пород. Для магматических и метаморфических горных пород характерна малая пористость (1-2 %) и, как следствие, малая влажность. Поэтому плотность этих пород, в основном, определяется их химико-минералогическим составом. Однако, для каждого типа горных пород, как правило, характерен определенный состав минералов и поэтому – более постоянная их плотность.
Большое значение имеет изоморфизм рудных минералов, определяющий вариации их плотности. Наибольшей плотностью среди всех горных пород обладают рудные полезные ископаемые. Так, например, средняя плотность железистых, хромитовых, колчеданных, полиметаллических руд составляет 4,0 г/см3, а максимальная – 5,5 г/см3. Плотность нерудных полезных ископаемых существенно ниже, чем рудных (за исключением баритовых руд). Наименьшую плотность имеют: газ – 0,001-0,002 г/см3 и нефть – 0,8-0,9 г/см3. Плотность углей в зависимости от типа колеблется от 1,1 до 1,5 г/см3. Методы определения плотности горных пород. Плотность горных пород может быть определена различными методами, но наибольшее распространение получили: метод гидростатического взвешивания, пикнометрический метод и радиоактивный гамма-гамма-метод (ГГМ). Поскольку плотность равна удельному весу вещества на широте 45° на уровне моря (когда эталон единицы массы [кг/м3] равен эталону единицы веса [н/м3], и погрешность Поэтому для определения массы образца и его твердой фазы используют весы, а значение измеренного на них веса – принимается за значение массы Объем образца находят по закону Архимеда, т.е. – по потере его веса при погружении в жидкость. Необходимая точность стандартного определения величины Погрешность в измерении - недостаточной точности взвешивания образца; - различия в газо- и водонасыщенности; - особенностей состава пород (глинистости, солености). Наибольшая точность измерения Различия в газо- и водонасыщенных горных породах в естественных условиях и на образцах обуславливают основные погрешности в определении плотности
В естественных условиях на глубинах ниже уровня грунтовых вод горные породы и руды максимально водонасыщены ( Выделяют три группы горных пород, требующих различных приемов определения 1. Магматические, метаморфические, интенсивно латифицированные осадочные горные породы и руды (пористость
где
Погрешность 2. Эффузивные, осадочные горные породы, метасоматические измененные горные породы, руды ( а) Плотность образца определяется непосредственно после подъема керна или отбора образцов из обнажений, расположенных ниже уровня грунтовых вод, аналогично п. 1, по формуле (3). При определении плотности б) Образцы из кернохранилищ или ранее собранных коллекций являются газо-водонасыщенными. При
где поправка в) Плотность образцов осадочных и эффузивных горных пород (
где
Погрешность может достигать величины до
Используемое оборудование. Весы «AND EW-600» с точностью измерения 0,2 г.
Основные разновидности горных пород: ………………
Схема лабораторной работы.
Рис. 1. 1 – кювета с водой. 2 – образец. 3 – электронные весы. Расчетные формулы 1. Расчет плотности образца
2. Поправка на влажность образца (из коллекции образцов)
3. Абсолютная погрешность определения плотности 4. Среднее арифметическое значение погрешности
5. Среднеквадратическая погрешность
Примеры расчетов Таблица результатов измерений
Вывод.
Вопросы. 1. Какие горные породы обладают наибольшей и наименьшей плотностью? 2. Какова точность «стандартного определения» плотности горных пород? 3. Каковы наиболее характерные причины погрешностей при определении плотности горных пород? 4. В каких пределах варьируется значение плотности и для каких горных пород?
Читайте также: Modaris V6R1: Работа с ускоренное возобновление коллекция в магазинах Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|