Dichte von Gesteinen und Böden (2024)

Die BegriffeschwerUndLichtwerden häufig auf zwei verschiedene Arten verwendet.Wir beziehen uns auf das Gewicht, wenn wir sagen, dass ein Erwachsener schwerer ist als ein Kind.Andererseits wird etwas anderes angedeutet, wenn wir sagen, dass Fels schwerer ist als Boden.Ein kleiner Stein würde offensichtlich weniger wie ein Raum Boden wiegen, aber das Gestein ist schwerer in dem Sinne, dass ein Gestein der gegebenen Größe mehr wiegt als die gleiche Bodenprobe.Was wir tatsächlich vergleichen, ist dieMasse pro Volumeneinheitdas heißt das, dasDichte.Um diese Dichten zu bestimmen, können wir einen kubischen Zentimeter jeder Probe wiegen.Wenn die Gesteinsprobe 2,71 g und den Boden 1,20 g wog, könnten wir die Dichte des Gesteins als 2,71 g cm beschreiben^-3und den des Bodens als 1,20 g cm^-3.Obwohl Sand aus Gesteinsfragmenten bestehtSchüttdichte(Wie nachfolgend dargestellt).(Beachten^-3= 1/cm³und die Einheiten für unsere Dichten könnten als geschrieben werdeng/cm³, oder g cm^-3.In jedem Fall werden die Einheiten als Gramm pro Kubikzentimeter gelesen, dieproAufteilung angeben.) Wir haben oft "CM" abkürzen³"als" CC "und 1 cm³= 1 ml genau, per Definition.

Die Tische der Boden- und Gesteinsdichte zeigen, dass die Dichte klassischer Sedimentgesteine variiert, da sie zunimmt (unter überlasteten Druck), wenn die Gesteine zunehmend begraben werden.Ein Verfahren, der als Zementierung bezeichnet wird, bei dem entlarvte Mineralien die Zwischenräume füllen, verringert auch die Porosität und erhöht die Dichte.

DerSchüttdichtenwerden sowohl für Sedimentgesteine als auch für Böden verabreicht, da Sedimentgesteine typischerweise eine variable Porosität aufweisen.Die Schüttdichte umfasst sowohl die Körner als auch die interstitiellen Räume.Die Korndichte ist die tatsächliche Dichte der Partikel, die ein Mineral sein könnte.Die Schüttdichte ist geringer als dieKorndichtedes Bestandteils Mineral (oder Mineralanordnung), abhängig von der Porosität.Zum Beispiel hat Sandstein (charakteristisch Quarzose) eine typische trockene Schüttdichte von 2,0–2,6 g/cm³mit einer Porosität, die von niedrig bis mehr als 30 Prozent variieren kann.Die Dichte von Quarz selbst beträgt 2,65 g/cm³.Wenn die Porosität Null wäre, würde die Schüttdichte der Korndichte entsprechen.

Die Schüttdichte einer Bodenprobe wird durch Abwägung eines bekannten Bodenvolumens bestimmt, das normalerweise durch Erhitzen getrocknet wird.Die durchschnittliche Korndichte eines Bodens kann durch Gießen einer gewogenen Probe des Bodens in einen abgestuften Zylinder bestimmt werden, der genügend Wasser enthält, um den Boden zu bedecken, und wobei die Zunahme des Wasservolumens festgestellt wird.Dies ist das Volumen der Körner^[2].Es ist leicht, die Porosität aus der Masse- und Korndichten zu berechnen^[3].

Im Allgemeinen ist es nicht notwendig, genau 1 cm zu wiegen³eines Materials, um seine Dichte zu bestimmen.Schüttdichte ist ein Maß für das Gewicht des Bodens pro Volumeneinheit (G/CC),^[4]Normalerweise auf Ofentrocken (110 ° C) verabreicht (Abbildung 1).Wir messen einfach Masse und Volumen und teilen das Volumen in die Masse:

\ [\ text {Density} = \ dfrac {\ text {Mass}} {\ text {Volume}} \]

oder

\ [\ rho = \ dfrac {\ text {m}} {\ text {v}} \]

wobei ρ = Dichte M = Mass V = Volumen

Beachten Sie, dass die Dichte einer Substanz im Gegensatz zu Masse oder Volumen unabhängig von der Größe der Probe ist.Die Dichte ist also eine Eigenschaft, durch die eine Substanz von einer anderen unterschieden werden kann.Eine Probe des Gesteins im Beispiel kann an jedes gewünschte Volumen getrimmt oder an eine Masse angepasst werden, die wir auswählen, aber seine Dichte beträgt immer 2,70 g/cm³bei 20 ° C.

Tabellen und Diagramme sind so konzipiert, dass sie ein Maximum an Informationen in minimalem Raum liefern.Wenn eine physikalische Menge (Zahl × Einheiten) beteiligt ist, ist es verschwenderisch, die gleichen Einheiten weiter zu wiederholen.Daher ist es konventionell, reine Zahlen in einer Tabelle oder entlang der Achsen eines Diagramms zu verwenden.Eine reine Zahl kann aus einer Menge erhalten werden, wenn wir uns durch geeignete Einheiten teilen.Wenn Sie beispielsweise durch die Einheiten Gramm pro Kubikzentimeter geteilt werden, wird die Dichte von Aluminium zu einer reinen Zahl 2.70:

\;cm}^{-3}} = 2.70 \]

Daher ist eine Spalte in einer Tabelle oder der Achse eines Diagramms in der folgenden Form bequem beschriftet:

\ [\ dfrac {\ text {Quantity}} {\ text {Einheiten}} \]

Dies zeigt die Einheiten an, die in die Menge unterteilt werden müssen, um die reine Zahl in der Tabelle oder auf der Achse zu ergeben.Dies wurde in der zweiten Säule von Boden- und Gesteinsdichte Tabellen geschehen.