Визначення густини зразків порід
Густина зразків визначають методом гідростатичного зважування. Для визначення щільності породи ,яку вона мала в природному заляганні, зважуванню піддають свіжезапарафінований зразок. Якщо порода практично для води непроникна, то обходяться без парафінування. Для одержання густини водонасиченого зразкавнйого попередньо насичують водою, а густину газонасиченої породигвимірюють після тривалого її просушування в лабораторній печі. Критерієм водонасиченості зразка (як і видалення вологи із зразка) є стабілізація його маси. В усьому іншому техніка виміру параметріввнігнічим не відрізняється від визначення.
При зважуванні послідовно одержують: масу зразка без парафінової оболонки m1,масу зразка після парафінуванняm2,масу зразка, зануреного у воду,m0. Густину зразка обчисляють за формулою
(2.14)
де: k=
;п–
густина парафіну.
Якщо парафінування не проводилосяабо масою парафіну можна знехтувати, то
m1/(m1 m0.(2.15)
Зважування виконується з похибкою до 0,0001кг.
Густина сипучої породи (піску, ґрунту і т.п.) одержуютьпікнометричним методом, тобто зважуванням певного її об’єму
mmV, (2.16)
де: m -маса пікнометра (циліндра) із породою;m' -його власна маса;V –об’єм породи.
Вимір густини осадових порід по керну безпосередньо на свердловинах доцільно проводити на денситометрах, розрахованих на масу зразків 50-500г. Недолік денситометрів - можливість внесення систематичних похибок, для виключення яких необхідна перевірка на еталонах 2-4 рази в день.
Зважування пористих і рихлих зразків замість парафінування або покриття лаком може провадитися у гасі. Зразок зважують у повітрі (m), потім насичують гасом, після чого вимірюють масу зразка, насиченого гасом, у повітрі (m1) і у гасі (m2). Густину зразка визначають за формулою
mгm1 m2,(2.17)
де: г- густина гасу.
Цей спосіб може бути рекомендований для визначення густини вугілля, кам'яної солі і сильно засолонених порід.
При заданій точності зважування можлива похибка визначення густини у залежності від маси зразка і його густини і оцінюється за формулою
(2.18)
Показання денситометра перевіряють шляхом порівняння з даними вимірів на вагах або по еталонах, якими можуть бути гирі ваги.
Густину, заміряну на зразках із різноманітним водонасиченням (kВ1, kВ2), перераховують на густину зразків із максимальною вологістюВЛшляхом внесення поправки, розрахованої за формулою
nВ kВ1-kВ2,(2.19)
де: n- пористість, %;В- густина води.
При слабкій мінералізації води В1·103 кг/м3для максимально вологих порідkВ1=1, а для позбавлених порової водиkВ2=0; =n.Густина максимально вологого зразка визначають за формулою
ггn.(2.20)
Густина газонасичених зразків визначають за значеннями гв вологого зразка і вагової вологості
г=гв/(1+),(2.21)
де: гв- густина газоводонасиченого; -вологість.
Визначення мінералогічної густини
Для визначення мінералогічної густини породу дроблять до величини зерен, що проходять через сито з отвором 0,25мм2. Об’єм скелета знаходять шляхом зважування тарованого пікнометра з рідиною і порошком породи. Рідина і порошок породи попередньо вакуумуються для видалення повітря. У якості рідини застосовують гас,воду, спирт. Мінералогічну густину обчислюють за формулою
(2.22)
де: m0, m1, m2, m3- маса пікнометра, наповненого рідиною, із довільною кількістю рідини; із довільною кількістю рідини і породи; наповненої рідиною з породою, кг;р- щільність рідини, кг/м3.
Похибка визначення мінералогічної густини не повинна перевищувати 0,01103кг/м3.
Таблиця 2.2
Густина (в кг/м3)породоутворюючих та рудних мінералів
|
Мінерал |
Густина чистого або більш розповсюдженого різновиду,103 |
Межі зміни густини,103 |
|
Алофан |
- |
1,85-1,89 |
|
Алмаз |
3,52 |
- |
|
Алуніт |
2,58-2,75 |
2,5-2,8 |
|
Амфібол: астрофіліт актиноліт тремоліт рогова обманка |
3-3,15 3,1-3,2 2,99-3 3,15-3,25 |
2,8-3,4 2,9-3,35 2,9-3,1 3-3,47 |
|
Амфібол лужний: арведсоніт гастингсит рибекіт |
3.44-3.46 3.37 3.44 |
3.3-3.46 3-3.45 3.3-3.46 |
|
Анальцим |
2.22-2.23 |
2.2-2.36 |
|
Ангідрит |
2.96 |
2.8-3 |
|
Андалузит |
3,1-3,2 |
3,1-3,22 |
|
Антигорит |
2,56-2,58 |
2,5-2,7 |
|
Апатит |
3,18-3,21 |
3,16-3,27 |
|
Барит |
4,5 |
4,3-4,7 |
|
Беміт |
3,01 |
3,01-3,11 |
|
Борніт |
- |
4,9-5,2 |
|
Вольфраміт |
7,1-7,5 |
6,7-7,5 |
|
Галіт |
2,168 |
- |
|
Галуазит |
2,0-2,2 |
1,9-2,6 |
|
Гідроаргіліт (гібсит) |
2,43 |
2,3-2,43 |
|
Гіпс |
2,3 |
|
|
Глауконіт |
2,3-2,7 |
|
Продовження таблиці 2.2
|
Мінерал |
Густина чистого або більш розповсюдженого різновиду,103 |
Межі зміни густини,103 |
|
Гранат: альмандин андрадит гросуляр піроп спесартин |
4,25 3,75-3,78 3,53 3,51 4,18-4,27 |
3,69-4,33 3,64-3,9 3,53-3,71 3,5-3,8 3,8-4,25 |
|
Графіт |
2,2 |
2,09-2,25 |
|
Дістен |
3,5-3,7 |
- |
|
Діаспор |
3,3-3,5 |
3-3,5 |
|
Ільменіт |
4,79 |
4,7-5,2 |
|
Каолініт |
2,58-2,6 |
- |
|
Карбонат: анкерит арагоніт доломіт кальцит магнезит сидерит |
- 2,9-3 2,87 2,715 2,69 3,89 |
2,9-3,1 2,85-3 1,8-3,15 2,6-2,8 2,9-3,1 3-3,9 |
|
Каситерит |
7,03 |
6,8-7,1 |
|
Кіаніт (дістен) |
3,59 |
3,59-3,68 |
|
Ковелін |
4,59-4,65 |
4,5-4,76 |
|
Кордієрит |
2,57-2,66 |
2,57-2,78 |
|
Ксенотим |
4,45-4,51 |
4,4-4,56 |
|
Куприт |
6-6,15 |
5,85-6,15 |
|
Лейцит |
2,5 |
2,45-2,5 |
|
Лімоніт (гідро гетит) |
3,5-3,8 |
2,7-4,4 |
|
Магемит |
4,88 |
- |
|
Малахіт |
- |
3,9-4,03 |
|
Монацит |
5,3 |
4,9-5,5 |
|
Монтморилоніт |
2,5 |
2,04-2,52 |
Продовження таблиці 2.2
|
Мінерал |
Густина чистого або більш розповсюдженого різновиду,103 |
Межі зміни густини,103 |
|
Нефелін |
2,62 |
2,55-2,65 |
|
Нонтроніт |
1,727-1,87 |
1,72-2,5 |
|
Опал |
1,9-2,1 |
1,9-2,5 |
|
Піроксен: воластоніт геденбергіт піжоніт егірин |
2,8-2,9 3,55 3,2-3,4 3,5-3,56 |
2,79-2,91 3,5-3,6 - 3,43-3,6 |
|
Піролюзит |
- |
4,7-5 |
|
Пірофіліт |
- |
2,66-2,9 |
|
Піротин |
4,7 |
4,58-4,7 |
|
Преніт |
- |
2,66-2,9 |
|
Рутил |
4,23 |
4,18-4,0 |
|
Серпентин |
- |
2,5-2,6 |
|
Силіманіт |
3,23-3,25 |
- |
|
Сильвін |
1,99 |
- |
|
Скаполіт: діпір міцоніт мейоніт |
2,6-2,68 2,68-2,75 2,75-2,8 |
- 2,6-2,8 - |
|
Слюда: біотит лепідоліт мусковіт флігопіт |
3-3,12 2,8-2,9 2,76-3,1 2,75-2,83 |
2,69-3 - 2,5-3 2,7-2 |
|
Ставроліт |
3,74 |
3,65-3,77 |
|
Сфалерит |
3,9-4,0 |
3,5-4,2 |
|
Сфен |
3,4-3,56 |
3,29-3,56 |
|
Тальк |
2,78 |
2,7-2,8 |
|
Титаномагнетит |
4,72 |
4,4-4,9 |
Продовження таблиці 2.2
|
Мінерал |
Густина чистого або більш розпов-сюдженого різновиду,103 |
Межі зміни густини,103 |
|
Турмалін: дравіт шерл |
3,05 3,16 |
- 2,9-3,2 |
|
Уранініт |
- |
10,3-10,6 |
|
Флюорит |
3,18 |
3,01-3,25 |
|
Халцедон |
- |
2,59-2,64 |
|
Халькозин |
- |
5,5-5,8 |
|
Халькопірит |
- |
4,1-4,3 |
|
Хлорит: пенін амезит клинохлор |
2,6-2,84 2,71 2,65-2,78 |
2,6-3,0 - - |
|
Хлоритоїд |
3,4-3,6 |
3,3-3,6 |
|
Циркон |
4,68-4,7 |
3,8-4,86 |
|
Шеєліт |
- |
5,8-6,2 |
|
Шпінель |
3,6 |
3,5-3,7 |
|
Епідот: цоізит клиноцоізит ортит |
3,25-2,36 3,35-3,38 4,1 |
- 3,07-3,5 3,5-4,1 |