Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


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 nрименение гравиразведки.

Разность плотности вмещающих пород и плотности тела, создающего гравитационную аномалию, 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.



 

Т а б л и ц а 1

  в г/см3 Породы, полезные ископаемые в г/см3
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
базальт 2,6-3,0 корунд 3,0-4,0
диабаз      

 

Плотность осадочных пород зависит главным образом 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 лабораторных 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.

 

Плотность пород в условиях естественного залегания определяют также по резуль-татам рассеяния или поглощения гамма - квантов породами ( даётся при изучении курса «Промысловая геофизика». Вы будете изучать плотностной вариант γγ –метода); плотность изучается 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 будем определять плотность пород только при помощи денситометра.

Плотность σ - физическое свойство тел, количественно oцeниваемое величиной отношения их массы к занимаемому ими объему. В некоторых случаях используется так называемая относительная плотность. Для жидких тел относительная плотность определяется по отношению к плотности дистил­лированной воды; для газов - к плотности сухого воздуха.

 

Плотность пород σ п зависит от плотностей ее твердой σт, жидкой σ ж и газовой σ г фаз, а также от их соотношения в единице объема породы Vп.

Знание плотностей пород необходимо для решения следу­ющих геологических задач: установление плотностей дифферен­циации пород; дробное группирование по-род; выяснение харак­тера связей плотности с другими петрофизическими вели­чинами; оценка особенностей формирующегося осадка; направление и степень преобразования пород; выявление региональной и локальной смены пород; выяснение особенностей и истории формирования тектоники площадей, территорий, регионов; освещение вопро-сов формирования локальных структур в условиях различных тектонических зон; районирование тер­риторий по характеру изменения плотности с глубиной; выделение в разрезах плотностных контактов (границ) и установление причин их появления, отра-жающих условия осадконакопления; оценка угленосности отложений и их ору­денения.

 

Плотности г а з о в о й, ж и д к о й и т в ё р д о й фаз определя­ется для оценки их вклада в плотность породы, формирования общего представления о вещественном или минеральном составе и качестве почвенного воздуха, пластовых газов, вод, нефтей, минералов и пород, как одного из основных свойств для диагнос-тики и классификации природных смесей газов, пла­стовых вод, нефтей, минералов и пород.

Плотность твердой фазы σт измеряется еще и для оценки степени чисто-ты отдельных разностей минералов, определения объема элементарной ячейки крис-таллов ми­нералов, выяснения особенностей структуры минералов, уста­новления концентрации дефектов в монокристаллах минералов, выяснения генезиса обломочных пород (размещения источников и направления сноса обломочного материала), корреля-ции отложений, установления степени углефикации и метаморфизма углей и их составляющих, оценки выхода летучих и содержания минеральных примесей в углях, оценки содержания рудных минералов в пробах мономинеральных железных и других руд, определения коэффициента пористости по Мельчеру ( на основе данных о минера-логической плотности зёрен минералов, составляющих породу и её объёмной плотности).

 

В лаборатории обычно определяют плотность абсолютно сухого образца

породы σсух, так как трудно сохранить харак­терные для естественного залегания пород влажность Wп, минерализацию и водонефтегазонасыщенность пород. Далее по значе-ниям σсух, , известному коэффициенту объемной влаж­ности породы WП и плотности насыщающей ее воды σв или по найденным плотностям σв, σн и σг (воды, нефти и газа) и коэффициентам kB , kH и kгводо-, нефте- и газонасыщения рассчитывают плотность пород.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ

 

В специализированных лабораториях для определения плотности проводится измерение этого параметра всех трёх составляющих породу фаз (газовой, жидкой и твёрдой). Для определения плотности каждой из них проводят специальные работы:

- лабораторные работы для определения плотности жидкой фазы

- лабораторные работы для определения плотности газовой фазы.

- лабораторные работы для определения плотности твёрдой фазы.

 

В настоящих лабораторных работах мы ограничимся определением плотности твёрдой фазы подготовленных к анализу образцов.

 

 

Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Читайте также:
Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы...
Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1660)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.009 сек.)
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7