基于静水力学原理的质量-体积转换法测定致密块状矿石小体重

马芳; 刘洪鹏; 李建鑫

世界地质 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (2) : 220 -230.

马芳, 刘洪鹏, 李建鑫

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摘要

为实现对样品质量大、形态不规则的致密块状矿石小体重的高效精准测量,解决现有测量方法操作繁琐、效率偏低、存在误差传递等问题,本文基于静水力学原理提出质量-体积转换法。该方法先称取样品在空气中的质量,再将盛水量杯置于电子天平上归零,用细线悬挂样品使其完全浸没于水中且不触碰杯壁,天平稳定后的读数除以水的密度即可得到样晶体积,把难以直接测量的矿石体积转换为样品在水中质量的测量,进而计算矿石密度。采用该方法对白山市江源区五道羊岔铁矿的多个蚀变矿化围岩样品小体重进行测试,并以静水力学天平法为对照进行平行实验。结果显示,质量-体积转换法测得样品小体重分别为3.22 g/cm³、2.91 g/cm³、2.91 g/cm³和3.25 g/cm³,与对照方法结果高度一致;其体积测量相对标准偏差为0.089%～0.175%,满足行业要求,且操作更简便、效率更高,理论上测量准确性更具优势。针对该方法手提悬挂样品带来的读数波动问题,本文基于该方法原理设计了新型静水力学天平模型,从结构上消除人为操作引入的随机误差。研究表明,质量-体积转换法适用于致密块状矿石小体重的测定,为实验室不规则矿石体积及密度测量提供了新思路,所设计的新型静水力学天平也为相关测量工作提供了实用的设备参考。