3.8.5. Аналіз порід на вміст карбонатів

Карбонатні породи — вапняки, доломіти, доломітизовані вапняки та інші — дуже важко розрізняти за зовнішнім оглядом. Л.Г. Берг запропонував розпізнавати їх за даними розробленого ним газоволюметрич-ного аналізу. Суть його полягає у визначенні об'єму газу, що виділяється з породи за заданої температури, та кількості речовини, що виділяє цей газ за тієї самої температури, якщо відома загальна кількість речовини, взятої для аналізу. За співвідношенням об'ємів газу, що виділився в умовах різних температур, можна обчислити співвідношення компонентів, що виділяють газ за цих температур. Наприклад, для дослідження доломіту, в якому пе­редбачається наявність гіпсу, сидериту і вільного магнезиту, потрібно до­слідити п'ять температурних ступенів і мати відповідно п'ять печей.

Перший ступінь призначений для розкладання гіпсу і виділення з ньо­го кристалізованої води; верхня межа температури має бути близько 300 °С, тому що гіпс втрачає воду за цієї температури.

На другому ступені розкладається сидерит з виділенням діоксиду вуг­лецю (вуглекислоти) за температури близько 560 °С; нагрівання слід дове­сти до 600 °С.

Третій ступінь слугує для розкладання вільного, не зв'язаного з до­ломітом магнезиту; виділення діоксиду вуглецю відбувається за температу­ри близько 650 °С; нагрівання слід довести до 700 °С.

Четвертий ступінь застосовують для розкладання магнезиту, що вхо­дить до складу доломіту; виділення вуглекислоти відбувається за темпера­тури близько 750 °С; нагрівання слід довести до 800—820 °С.

П'ятий ступінь призначений для розкладання вільного кальциту, який входить до складу доломіту; розкладання відбувається за температури близько 1000 °С; нагрівання слід довести до 1050—1100 °С.

Газоволюметричний аналіз дає змогу визначити відносний або абсолют­ний вміст компонентів карбонатної частини породи. При відносному аналізі визначають співвідношення основних компонентів карбонатної частини по­роди — доломіту і кальциту, тобто ступінь доломітизації, і виражають у відсот­ках молярної або масової частки. Абсолютний аналіз має на меті виявити кількість того чи іншого компонента породи в одиницях маси, що дає змогу визначити вміст у породі не лише доломіту і кальциту, а й інших її складових.

Рис. 3.34. Схема приладу для визначення кар-бонатності.

Пояснення у тексті

Карбонатність гірських порід мож­на встановити, здійснивши хімічне розкладання карбонатів і визначивши об'єм вуглекислого газу, що виділя­ється під час цього процесу.

Підрахунки проводять у перерахун­ку на СаСО₃, оскільки останній скла­дає основну частину карбонатів. Кар­бонатність гірських порід визначають за допомогою спеціального приладу (рис. 3.34). Він складається з термо­стата 7— скляної циліндрової посу­дини з тубусом у нижній частині міст­кістю 26—27 л, реакційної колби 2, в яку за допомогою гумового корка

вставляють ампулу, що слугує посудиною для соляної кислоти, змійовика З, градуйованої бюретки 4 на 100 см³ з поділками через 0,1 см³, циліндра 5, в який поміщена бюретка, і зрівняльної посудини б місткістю 250 см³.

Всі деталі апарату з'єднуються між собою за допомогою гумових тру­бочок і корків. Місця з'єднання слід ретельно змащувати менделеєвською замазкою.

Підготовку і пуск апарату в роботу проводять у такій послідовності: від екстрагованого і висушеного шматочка досліджуваного зразка керна беруть наважку 0,5—5 г (залежно від вмісту в породі карбонатів); наважку ретель­но розтирають у фарфоровій ступці і зважують разом з реакційною колбою на точних терезах. Після цього за допомогою лійки з відтягнутим кінцем в ампулу через її наскрізний отвір наливають 5 см³ розчину соляної кислоти (1:2). Ампулу вставляють в колбу, краї якої навкруги гумового корка обма­зують менделеєвською замазкою. Через 15 хв рівні в циліндрі і бюретці ви­рівнюють. Для цього, відкривши кран, заповнюють склянку дистильова­ною водою до останньої риски градуювання, після чого кран закривають.

Потім колбу нахиляють, переливають в неї кислоту з ампули і поміща­ють у термостат для підтримки в ній сталої температури, що дорівнює тем­пературі води в термостаті.

У результаті реакції зразка з соляною кислотою виділяється діоксид вуглецю, який по змійовику надходить у бюретку, витісняючи з неї воду в кільцевий простір.

Для підтримки однакових рівнів води в бюретці та кільцевому просторі посудину 6 опускають, після чого відкривають кран. При цьому частину води з циліндра перепускають у посудину 6. Зазначену операцію проводять доти, доки не закінчиться реакція та доки рівень у бюретці і в кільцевому просторі не встановиться на одній висоті.