Читайте также:
|
|
Масса единицы объема твердой фазы (минерального скелета) породы называется плотностью породы δ0.
Плотность минералов зависит от их химического состава и структуры. Они делятся на тяжелые (δ0 > 4 г/см3), средние (δ0= 4 - 2,5 г/см3) и легкие (δ0 < 2,5 г/см3); 13% всех минералов относятся к легким, 33,8% — к тяжелым, 53,2% — к средним.
Плотность горных пород определяется плотностью слагающих минералов δ0i и может быть рассчитана по формуле:
где n - число минералов, слагающих породу; Vi — доля объема, занимаемого каждым минералом.
Масса единицы объема породы в ее естественном состоянии отличается от массы той же единицы объема, заполненного только твердой фазой породы; такое отличие обусловлено в первую очередь пористостью породы.
Поэтому в горном деле наряду с плотностью широко пользуются понятием объемной плотности δ. Объемной плотностью называется масса единицы объема породы при данной пористости в ее естественном состоянии. Плотность пород всегда больше их объемной плотности.
Связь между объемной плотностью и плотностью выражается через пористость:
δ = δ0(1 - Р); δ0 = δ(1 + k п),
где Р — пористость в долях единицы.
Если порода сложена из минералов примерно одинаковой плотности, ее объемная плотность в основном зависит от пористости[7].
Объемная плотность малопористых пород в основном зависит от их минерального состава[8].
Объемная плотность большинства пород колеблется от 1,5 до 3,5 г/см3. Большой объемной плотностью обладают рудные полезные ископаемые, так как в их состав в значительном количестве входят тяжелые рудные минералы (гематит, магнезит, сидерит, киноварь).
Низкую объемную плотность имеют гидрохимические осадки — гипс (объемная плотность 2,3 г/см3), каменная соль (2,1 г/см3). Весьма низкими значениями объемной плотности (0,72 — 2,0 г/см3) обладают каменные угли и торф. Объемная плотность углей определяется их пористостью, содержанием углерода и наличием минеральных примесей. Так как углерод имеет плотность 2,3 г/см3, увеличение степени углефикации приводит к росту объемной плотности углей. Этому способствует также тот фактор, что при переходе к более метаморфизованным углям (бурые угли — газовые угли — антрацит) наблюдается снижение пористости.
Повышенные значения объемной плотности углей одной степени метаморфизации указывают на увеличение в углях минеральных примесей и зольности, поскольку примеси имеют большие значения плотности, чем углерод.
Вес единицы объема твердой фазы породы называется удельным весом γ0 породы, а вес единицы объема породы в естественном состоянии — объемным весом γ. Удельный вес породы и ее плотность связаны соотношением
γ0 = g δ0,
где g — ускорение силы тяжести.
Рис. 7.1 Изменение плотности магматических пород в зависимости от минерального состава
На практике иногда пользуются коэффициентом плотности k пл — отношением объемного веса пород к удельному весу (или отношением соответствующих плотностей), характеризующим степень заполнения объема горной породы минеральным веществом:
Дата добавления: 2015-07-08; просмотров: 254 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Гранулометрический состав горных пород | | | Характеристика пород по трещиноватости |