Лабораторная работа 2

ПЛОТНОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД И РУД

 

Разница в плотности горных пород служит основной предпосылкой успешного применения гравиразведки для геологических исследований, поисков и разведки полезных ископаемых.

 

Плотностью горной пород называют отношение массы вещества твердой, жидкой и газообразной фаз, которые свойственны породе в условиях естественного залегания к объему, занимаемому веществом этих фаз. Единицей измерения плотности в СИ является кг/м³, но широко используют и более мелкую единицу г/см³. Плотность горных пород зависит от их состава, пористости, влажности и плотности наполнителя пор. Чем больше различие в плотности вмещающих пород и исследуемого объекта, тем эффективнее nрнменение гравиразведки.

 

Разность плотности вмещающих пород и плотности тела, создающего гравитационную анома-лию, называют избыточной или эффективной плотностью.

 

Плотность пород, слагающих земную кору, меняется в широких пределах. Плотность некоторых горных пород и полезных ископаемых приведена в таблице 1.

 

Из таблицы следует, что наибольшую плотность имеют интрузивные породы, среднюю - эффузивные и самую низкую – осадочные высокопористые породы. Высокие значения плотности интрузивных пород связаны с их ничтожно малой пористостью (1-2%), под которой понимают отношение объемов жидкой и газообразной фаз ко всему объему породы. Поэтому плотность этих пород определяется в основном их химико – минералогическим составом и соотношением в них относительно лёгких (кварц, полевые шпаты, нефелин н тяжелых железо-магнезиальных минералов (амфиболы, пироксены, оливин, слюда). Как следствие, повышение основности пород ведет к увеличению их плотности.

Плотность осадочных пород главным образом зависит не от образующих их минералов, а от пористости и влажности, которые меняются в очень широких пределах для одних и тех же

петрографических групп. На величину плотности этих пород оказывают влияние процессы выветривания, термодинамические условия, степень метаморфизма и другие.

 

Значение плотности каждой горной породы и ее разностей можно получить путем лабора-торных измерений большого числа образцов, отбираемых из обнажений в условиях естественного залегания, горных выработок, керна скважин. Плотность пород по образцам определяют различными способами.

Наиболее распространенным является гидростатическое взвешивание. Определяют вес образца на технических весах вначале в воздухе Р₁, а затем в воде Р₂

σ = Р₁ /(Р₁ - Р₂).

 

На способе гидростатического взвешивания основано действие специального прибора для измерения плотности - денситометра. При погружении образца в воду на шкале денситометра фиксируется значение плотности.

 

Т а б л и ц а 1

 

	в г/см3	Породы,	в г/см3
полезные ископаемые	полезные ископаемые
Интрузивные:		Осадочные:
граниты	2,4-2,7	глины, аргиллиты	1,6-2",8
гранодиориты	2,7-2,8	пески, алевролиты	2,0-2,4
		песчаники	2,1-2,8
диориты	2,7-2,9	мергели	2,0-2,6
габбро	2,7-3,3	известняки, доломиты,	2,1-2,9
пироксенит, перидотит	2,9-3,4	гипсы	2,1-2,5
	Полезные ископаемые:
Эффузивные:		рудные (железные, медные,
липарит	2,1-2,6	хромиты, полиметаллы)	3,0-5,5
кварцевый порфир	2,5-2,7	ископаемые угли	1,3-1,5
туфы	2,5-2,13	Каменная соль	2,1-2,3
	торф, нефть	0,7-1,1
диабаз, базальт	2,6-3,0	корунд	3,0-4,0

 

 

Плотность пород в условиях естественного залегания определяют также по результатам рассеяния или поглощения гамма - квантов породами, по результатам подземной регистрации космического излучения а также методами гравиметрии. Определение плотности каждым способом проводят в соответствии со специальными инструкциями.

В наших лабораторных работах мы определяем плотность компактных образцов пород при помощи денситометра, а рыхлых - при помощи взвешивания

 

ВОПРОСЫ ПО ПЛОТНОСТИ

1. Дайте определение плотности

2. На каких образцах измеряют плотность? Высушенных, полностью влажных, имеющих естественную влажность?

3. Что понимается под эффективной плотностью?

4. Чем (какими факторами) определяется значение плотности породы?

5. Как влияет минеральный и вещественный состав породы на её плотность? Дайте примеры.

6. Как определить плотность пористой породы?

7. Какие способы определения плотности Вы знаете? Опишите их.

8. Какие типы пористости Вы знаете? Опишите.

9. Каков диапазон изменения плотности у интрузивных пород?

10. Как пористость породы влияет на параметр плотности? Какие типы пористости Вы знаете?

11. Почему интрузивные породы отличаются по плотности от эффузивных и осадочных такого же состава?

12. Каков диапазон изменения плотности осадочных пород?

13. Опишите процедуру измерения плотности при помощи денситометра.

14. Как нужно настроить денситометр чтобы измерить плотность рудных образцов от 4 до 7 г/см3?

15. Что такое способ гидростатического взвешивания? Для чего его используют?

16. Как определить плотность пористой породы? Объясните процедуру.

17. Как определить плотность пористой породы для выборки из 15 образцов?

 

 

Лабораторная работа № 3