岩の密度を見つける方法

岩石にはさまざまな形、サイズ、組成があります。 堆積岩、火成岩、変成岩は、岩石サイクルのさまざまな段階として相互に関連しています。 ある種類の岩を別の種類の岩と区別することは、特性の微妙な違いに依存する場合があります。 密度は、観察と追加のテストと組み合わせて、ある岩を別の岩から識別して区別するのに役立ちます。 密度は質量と体積の比率を測定するため、密度を計算するには、質量と体積を正確に測定する必要があります。

岩石の密度を見つけるには、岩石の質量をグラムで、体積を立方センチメートルで測定する必要があります。 これらの値は次の式に当てはまります。

ここで、Dは密度、mは質量、Vは体積を表します。 値を挿入し、密度を解きます。 一般に、体積測定では、1ミリリットルの水が1立方センチメートルのスペースを占めるという関係を利用して、水の変位を使用します。

岩石は、1つの鉱物の結晶のコレクションから、さまざまな鉱物の混合物までさまざまです。 鉱物は、すべて微視的、すべて巨視的、または微視的結晶と巨視的結晶の混合物であり得る。 鉱物は岩全体に均一に分布していても、層状またはクラスター状に配置されていてもかまいません。 正確を期すために、テストされたサンプルには岩石のすべての鉱物が含まれている必要があります。 また、サンプルには風化した表面があってはなりません。 風化過程は元の鉱物学を変え、それは密度も変えます。 したがって、全体の密度を正確に測定するには、選択した岩石サンプルが、より大きな岩盤と同じ比率ですべての鉱物を表す必要があります。 一般に、地質学者は手の標本、拳や野球のサイズ程度の岩石の標本を選択します。 非常に小さい岩石サンプルは、岩盤全体の鉱物学を表していない可能性がありますが、非常に大きいサンプルは、質量または体積、あるいはその両方を正確に測定する能力に挑戦します。

質量と重量の概念は多くの人々を混乱させます。 質量は物体内の物質量を測定し、重量は質量の重力を測定します。 地球上では引力が1に等しいため、混乱が生じます。そのため、質量と重量の違いはごくわずかであり、標高とその下にある巨大な岩の影響を受けます。

質量を正確に測定するには、バランススケールが必要です。 電子はかり、トリプルビーム天びん、またはその他の天びんはかりが質量を測定します。 バスルームスケールのような基本的な体重計は、一般的に質量を見つけるために必要な精度を提供しません。 各質量スケールには特定の方向がありますが、一般的な手法では、スケールをゼロでバランスをとるように設定し、岩を鍋に置き、スケールのバランスを取り、標本の質量を直接読み取ります。 質量を測定するときは、単位をグラムで記録します。

ボリュームは、非常に簡単に言えば、オブジェクトが占めるスペースを測定します。 球、立方体、箱などの通常の幾何学的形状の体積を見つけるには、確立された式を使用します。 残念ながら、岩が幾何学的な形になることはめったにありません。 したがって、ボリュームを見つけるには特別なテクニックが必要です。 アルキメデスは水置換を発見しました、そして水置換を使用して体積を見つけることは少しの考えと器用さのタッチを必要とします。 また、1立方センチメートルの水は1ミリリットルの水に等しいことを忘れないでください。

水の変位とは、水中に置かれた物体が、物体の体積に等しい体積の水を変位させることを意味します。 たとえば、水の容器に沈められた5立方センチメートルの体積の物体は、5ミリリットルの水を押しのけます。 コンテナに測定値がある場合、5立方センチメートルの物体が水に沈められた後、10ミリリットルの水の最初の読み取り値は15ミリリットルに変わります。

水置換によって体積を見つけるには、計量カップのように、体積のマークが測定されたコンテナに岩石サンプルを入れる必要があります。 岩を追加する前に、岩が完全に水没するように、カップに十分な水を入れてください。 水の量を測定します。 泡が岩に付着しないことを確認して、岩を追加します。 結果として生じる水の量を測定します。 最終的な水と岩の体積から最初の水のみの体積を差し引いて、岩の体積を求めます。 したがって、最初の水量が30ミリリットルで、最終的な水と岩石の量が45ミリリットルの場合、岩石だけの量は45-30 = 15ミリリットル、つまり15立方センチメートルになります。 もちろん、岩のような自然界の数字は、偶数ではない可能性があります。

岩が計量カップに収まらない場合は、岩を沈めるのに十分な大きさの容器を使用してください。 容器をトレイに置きます。 容器を完全に水で満たしてください。 波や水しぶきがないように注意深く、岩を水中に滑り込ませます。 コンテナからこぼれたすべての水は、下にあるトレイに取り込む必要があります。 誤ってトレイに水をこぼさないように、コンテナをトレイから慎重に取り外します。 トレイに意図的にこぼれた水を測定して、岩の体積を決定します。 岩によってコンテナから押し出され、トレイに取り込まれる水の量は、岩の体積に等しくなります。

• 砂岩のようないくつかの堆積岩は、水に沈むと崩壊します。 このサンプルの劣化を防ぐために受け入れられている方法では、ワックスの薄層を使用してサンプルを保護します。 サンプルを溶かしたワックスに数回浸し、ワックスを層間でわずかに冷まします。 ワックスを完全に冷ましてから、ワックスコーティングを施した岩の塊を見つけます。 岩だけの質量からワックスで包まれた質量を差し引いて、ワックスの質量を求めます。 総量を求めるには、水置換法を使用します。 密度式（パラフィンワックスの密度は0.88から0.92の範囲）を使用して、ワックスの体積を求めます。 測定された総体積からワックスの体積を差し引いて、岩石サンプルの体積を求めます。

質量と体積から密度を計算するには、単純な式が必要です。密度は、質量を体積で割ったものに等しくなります。 したがって、測定された岩盤の質量が984.2グラムに等しく、測定された体積が382.9ミリリットルに等しい場合、式を使用すると次の式が得られます。

サンプルの密度が1立方センチメートルあたり2.57グラムに等しいことを示しています。