Menu

Физические свойства минералов.

6.1.1 Оценка плотности

Полезным показателем при оценке плотности служит такой простой факт, что образец минерала ощущается в руке тяжелым или легким относительно его размера. Если образец мономинеральный и весит не меньше 30 г, можно приблизительно оценить его плотность, плавно приподнимая или опуская на руке. Минералы, содержащие тяжелые атомы — Fe и находящиеся за ним в периодической системе, — имеют, естественно, большую массу. В отдельных случаях может оказаться информативной зависимость между плотностью и цветом. Так, темноокрашенные минералы часто бывают относительно тяжелыми, а светлоокрашенные—легкими. Однако имеются исключения из этого правила: например темный графит (С, р = 2,23 г/см3) ощущается на руке легким, тогда как барит (BaS04, р = 4,5 г/см3) неожиданно оказывается тяжелым несмотря на его светлую окраску.

Такая качественная оценка плотности приносит большую пользу в практической работе при идентификации минералов в поле.

6.1.2 Измерение плотности

В старой литературе по минералогии содержатся подробные описания множества различных устройств и методик для точного определения плотности. В современной минералогии плотность минералов обычно измеряется в повседневной практике только в ходе определения кристаллических структур (когда она используется для расчета числа формульных единиц в элементарной ячейке) либо при описании новых минералов (когда она позволяет проверить соответствие химического состава данным по элементарной ячейке) Процессы сепарации и очистки, использующие различие в плотностях минералов, широко применялись для концентрации веществ при их подготовке к опробованию методами мокрой химии, в которых для анализа требовалось около 0,1 г чистого минерала. Сепарация по плотности все еще используется в горной промышленности, например при извлечении циркона и рутила из прибрежных песков.

Здесь мы только кратко опишем методы определения плотности, а детали их можно найти в бо-

Рис. 6.1 Пружинные весы Джолли, используемые для определения плотности.

лее старых минералогических руководствах, а также в предыдущих изданиях этой книги. Основные методы делятся на две группы. К первой относится взвешивание минерала на воздухе, а затем в воде или другой жидкости. Тогда плотность определяется выражением

где w1 и w2 масса минерала соответственно в воздухе и в воде. Следует также замерить температуру, при которой проводились измерения, и ввести соответствующую поправку в полученное значение плотности. Плотность воды равна 1 г/см3 только при 4 0C, и имеются таблицы поправок к значениям плотностей, полученным при других температурах (табл. 6.1). Существует большое количество специальных типов весов для определения плотности данным методом — торзионные весы, безмен Уокера, пружинные весы Джолли (рис. 6.1).

Другой метод определения плотности, обычно используемый при исследовании структур монокристаллов, заключается в наблюдении за поведением взвесей минеральных зерен или кристаллов в тяжелых жидкостях. Плотность жидкости подбирается путем ее разбавления другой, смеши-

Таблица 6.1 Поправки к плотности воды (К) при различных температурах*

Температура воды, 0C

К

Температура воды, 0C

К

10

0,0003

20

0,0018

11

4

21

20

12

5

22

22

13

6

23

25

14

8

24

27

15

9

25

30

16

0,0011

26

32

17

12

27

35

18

14

28

38

19

16

29

41

* Поправка

вводится

следующим

образом

D-M^p) = 1 - к, где DH™( H2O) - плотность воды при температуре измерения, 1 — плотность воды при 4 0C в г/см3, К — табличная поправка

вающейся с ней жидкостью более низкой плотности до тех пор, пока кристалл или зерно перестанут тонуть или всплывать, оставаясь во взвешенном состоянии. После этого взвешивается известный объем жидкости и рассчитывается плотность. Наиболее часто используются три тяжелые жидкости: бромоформ (СНВгз) с плотностью 2,90 г/см3 (разбавляется ацетоном), дииодометан (CH2I2) с плотностью 3,325 г/см3 (может разбавляться хлороформом CHCI3) и жидкость Клери-чи (водный раствор формиата и малоната таллия), которая имеет плотность 4,4 г/см3 и может разбавляться водой. Плотность жидкости Клеричи увеличивается с температурой и поэтому при ее использовании можно измерять плотность приблизительно до 5,4 г/см3. Все три тяжелые жидкости токсичны и обладают коррозионными свойствами. Поэтому в процессе работы с ними следует соблюдать большую осторожность.

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:5370 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:8483 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:5230 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Пересувнi компресорнi устатковання

Вони використовуються для подавання стиснутого газу в процесі освоєння свердловин, а також у ході здiйснення iнших технологiчних процесiв, коли перiодично необхiдно мати стиснуте повiтря. Компресорна станцiя СД-9/101М1 змонтована на рамi i...

19-09-2011 Просмотров:4748 Підземний ремонт свердловин

Гидродинамические коэффициенты сопротивл…

Q, кН Рис. 3.4. Характер изменения равнодействующей Q волнового давления на моноопору за период прохождения волны: 1, 2 - моноопора диаметром 0,168 м при высоте волны 1 и 3 м соответственно; 3...

12-01-2011 Просмотров:14054 Морские буровые моноопорные основания

Неустойчивость литосферы по данным монит…

Неоднородность земной коры, блочное строение, насыщенность среды флюидами, действие приливных деформаций, эндогенная активность Земли отражаются в непрерывной вариабельности геофизических и гидрогеохимических полей на различном масштабном уровне. Именно это затрудняло поиск...

15-11-2010 Просмотров:4833 Сейсмический процесс