岩石基本参数密度的测定

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1、地球物理实验实验八岩石基本参数密度的测定（一）实验目的：了解岩石基本参数密度ρ的测定方法，掌握测定仪器的使用。（二）设备：1.真空干燥箱2.精密分析天平3.研钵4.比重瓶或量桶5.电炉6.水槽（三）原理及装置：3单位体积的岩石的质量，即叫做岩石的密度，单位克／cm。我们所指单位体积的质量，而不是重量，即说明在谈到岩石的密度时，与当地的重力加速度是无关的。同时岩石中含有孔隙，因此一块岩石的体积Ｖ，等于固体物质的体积Vg加上空隙的体积Vp，我们把包括孔隙的岩石密度称为体积密度，通常称为岩石的密度ρ；而把岩石中固态物质的密度称为岩石的颗粒密度ρg

2、。（四）实验步骤及数据处理：1.比重瓶法：比重瓶法测定岩石的密度，这是最经典的方法，比重瓶是一细颈球形玻璃瓶，瓶塞中心有一毛细小孔，当此小孔顶端出现水珠时，即认为比重瓶充满了液体。首先将比重瓶洗净，而后烘干，放入保干器内冷却，然后置于分析天平上称得空比重瓶的质量Ｍ，再将比重瓶充满蒸馏水，放入２０℃的水槽中（２０℃时蒸馏水的比重为１），半小时取出擦干并称得其总质量M1，Ｍ、M1两可预先测出。为了求出岩石的颗粒密度ρg先将岩石用研钵磨成细粉末，将粉末倒入空比重瓶内，数量约占瓶的１／３，再称重求出岩石粉末的质量Mg，然后再向瓶内倒蒸馏水至瓶体积的

3、２／３，放入水槽内煮沸约３０分钟，使空气从岩石中排出，然后再将瓶充满蒸馏水放入２０℃的水槽３０分钟，取出后擦干，这时再称出比重瓶＋岩石粉末＋蒸馏水的质量M2，则可用下式计算出岩石的颗粒密度ρg。40地球物理实验ρg＝Mg／（M1＋Mg－M2）该方法测得密度精度较高，但需岩石粉末量大，手续繁烦，计算量大。2.有机液体介质称量法：根据阿基米德原理，固体在液体中失去的重量等于它所排开的同体积的液体的重量。这种方法常使用浸透能力强的有机液体，如四氯化碳、酒精等。液体3的比重越大，测定的误差就越小。四氯化碳的密度为１６００kg／m，常被用于作为浸湿液

4、体，我们记其密度为ρ1。取一岩石标本在空气中称重，得其重量为Mg，然后将其置于天平的吊环上，在其下放置装有浸湿液体的烧杯，标本完全浸入液体中，不得碰到杯壁，称得岩石在液体中的浮重M1；然后除去标本，将吊环置入液体中称重，得M2。即可按下式求出岩石的颗粒密度ρg。ρg＝Mgρ1／〔Mg－（M1－M2）〕3.岩石的体积密度ρ取决于岩石的矿物组成、孔隙度及孔隙流体的存在。一般的情况下，我们不考虑孔隙水的存在，即只把干燥岩石的体积密度作为岩石的参量。液体浸透法，将岩样放入干燥箱中干燥后，放保干器内冷却，称出其在空气中的重量Ma，然后再将岩样在真空条

5、件下放入四氯化碳液体（密度ρ1）中饱和（至少１小时），岩样饱和后取出，揩干表面液体，按２同样方法，分别称出饱和岩样在空气中重量Mg及在液体中的浮重M1，以及吊环浮重M2即可计算岩石的密度ρρ＝Maρ1／［Mg－（M1－M2）］同样，我们也可将岩样干燥后，称出其重量Ma，然后将岩样浸入熔化的石蜡里（石蜡的比重已知ρs），直到标本上凝有一层石蜡为止。注意石蜡不可过度加热，以防渗入标本孔内，一般不超过70℃。石蜡包好的样品重新称重得Ms，这石蜡的重量即为Ms-Ma，石蜡的体积为Vs=(Ms-Ma)／ρs，用与２同样的方法，称出封石蜡标本在液体中的

6、重量M1，吊环在水中的重量M2，这样先计算出封石蜡标本的体积Ｖ=[Ms-(M1-M2)]／ρ1，再计算出岩样的密度ρρ=Ma／(Ｖ-Vs)3在工程上所用的指标是岩石的容重，也即岩石的体积密度，单位为千牛／米，其分为干容重、湿容重、饱和容重（三者数值上一般差别不大）；岩石的容重表示为41地球物理实验3γ＝Ｗ（岩石的重量千牛）／Ｖ（岩石的体积米）γ为干容重，γ为饱和容重。容重的大小在一定程度上反映出岩石的力学性质的情dm况，通常岩石的容重愈大，其力学性质愈好，反之愈差。如图表示岩石的单轴抗压强度与容重的关系，即可见容重对岩石力学性质的影响是显著

7、的。标岩空比重瓶比重瓶充满蒸馏水岩石粉末重量比重瓶+岩石粉末+蒸馏水岩石颗粒密度本ρ性号重量M总重量M1Mg总重量M2g浸透液体密度岩石标本在空气中岩石在液体中吊环在液体中岩石颗粒密度岩性标本号ρρ1重量Mg浮重M1浮重M2g浸透液体密度干燥岩石标本饱和岩石标本饱和岩石标本在液体中岩石颗粒密度岩性标本号ρρ1重量Ma重量Mg浮重M1－M2g42