В методах сверления твердости определяют по показателям взаимодействия сверла и породы. Скорость бурения в большей степени зависит от агрегатной твердости горной породы. Шкала Кнупа обеспечивает лучшее сопоставление твердости. Шкалу магнитных инверсий используют для сопоставления толщ горных пород и определения их возраста.

В зависимости от предназначения величина твердости определяется различными методами. В качестве меры твердости принимают величину усилия, с которым протягивается наконечник, ширину и объём царапины. При этом твердости определяют методами Ю. Бринелля, С. Роквелла и др., апробированными в металловедении. Отличие заключается в том, что индентор вдавливают в естественную (необработанную) поверхность породы.

Для измерения твердостигорной породы используются также другие методы, в частности вдавливание специального пуансона (метод, разработанный Л. А. Шрейнером). Во время нагружения штампа (пуансона) при определении твердости породы самопишущий прибор регистрирует нагрузку и вычерчивает диаграмму деформации. Испытываемый материал либо царапает эталон и его твёрдость по шкале Мооса выше, либо царапается эталоном и его твёрдость ниже эталона.

По методу Ф. Пфаффа и твердости А. Джаггара используют алмазные наконечники, по методу А. М. Янчура и А. М. Кульбачного — резцы, армированные твёрдыми сплавами. Численное значение твердости представляет отношение максимальной силы, действующей на штамп в момент выкола лунки, к площади контактной поверхности.

Установлено, что контактная прочность на 30% меньше твёрдости по Л. А. Шрейнеру, которая в свою очередь в 5-20 раз превышает прочность породы при одноосном сжатии. Количественно твердость по штампу определяется отношением разрушающей силы к площади штампа. Значения шкалы от 1 до 10 соответствуют 10 достаточно распространённым минералам от талька до алмаза. Твёрдость минерала измеряется путём поиска самого твёрдого эталонного минерала, который он может поцарапать; и/или самого мягкого эталонного минерала, который царапает данный минерал.

Таким образом, шкала Мооса информирует только об относительной твёрдости минералов. Земля является той ареной, на которой возникают, развиваются и погибают цивилизации, происходит становление единого современного общества. Однако мы знаем о ней не больше (а зачастую и существенно меньше), чем о далеких звездах. Начнем с представлений о форме Земли. В настоящее время никто не отрицает утверждения о том, что наша планета «круглая».

И только в XVII-XVIII вв. оно стало уточняться. Позднее было обнаружено, что Земля сжата не только на полюсах, но в небольшой степени и по экватору. Наибольший и наименьший радиусы экватора различаются на 213 м, т.е. Земля является трехосным эллипсоидом.

Суждения о составе и физическом состоянии более глубоких оболочек основываются на данных геофизических методов, т.е. имеют предположительный характер. Из этих методов особое значение имеют сейсмический метод, основанный на регистрации скорости распространения в теле Земли волн, вызываемых землетрясениями или искусственными взрывами.

Вязкость астеносферы существенно изменяется как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении, изменяется и ее мощность. Наблюдения в рудниках, шахтах и буровых скважинах свидетельствуют о повышении температуры с глубиной. Их химический анализ позволяет предположить, что в составе Земли преобладает железо (30-36%), кислород (29-31%), кремний (14-15%) и магний (13-16%).

Большинство минералов представляет собой кристаллические тела, и лишь немногие из них — аморфные. Для формирования этой структуры большое значение имеют физико-химические и термодинамические условия. Так, графит — самый мягкий (твердость 1) минерал — образует таблитчатые кристаллы, а алмаз — самый твердый минерал (твердость 10) — имеет самую совершенную кубическую группу симметрии. Классификация минералов основана на их химическом составе и кристаллической структуре.

В качестве примеров парагенезиса можно привести кварц и золото, халькопирит и серебряные руды. Знание парагенезиса минералов облегчает задачу поиска полезных ископаемых по их спутникам. В метаморфических условиях формируются железные, медные, полиметаллические, урановые и другие руды, а также графит, драгоценные камни, огнеупоры и т.п. Гидросфера — водная оболочка Земли, включающая в себя всю химически не связанную воду. Вода присутствует на Земле в трех фазовых состояниях: твердом, жидком и газообразном.

Основная часть растворенных в морской воде солей — хлориды (88,7%) и сульфаты (10,8%), карбонаты (0,3%). В каждом килограмме воды содержится в среднем около 35 г солей. Соленость воды в океане зависит от соотношения количества атмосферных осадков и испарения. Вода Мирового океана не находится в состоянии покоя, а совершает колебательные (волнения) и поступательные движения (течения).

При использовании метода царапания по поверхности горных пород перемещают острый алмазный наконечник или эталонный минерал (см. Мооса шкала). Земную кору слагают разные группы горных пород, различающихся условиями образования и составом. Минеральный состав, строение и формы залегания горной породы отражают условия ее образования. Помимо шкалы Мооса есть и другие методы определения твёрдости, но различные шкалы твёрдости нельзя однозначно соотнести друг с другом.

Читайте также: