Jakim badaniom poddaje się skały?        

W świecie geologii analiza właściwości skał odgrywa kluczową rolę w poznawaniu historii Ziemi, poszukiwaniu surowców mineralnych czy ocenie stabilności terenu. W dzisiejszym wpisie na blogu przyjrzymy się procesom laboratoryjnym, które pozwalają na dokładne zbadanie próbek skalnych i wydobycie z nich cennych informacji.

Badania fizyczne skał

Badania fizyczne są niezbędne do określenia podstawowych cech skał, takich jak gęstość, porowatość czy twardość. Wśród nich można wyróżnić następujące metody badań laboratoryjnych.

Badanie gęstości

Gęstość skał jest jednym z najważniejszych parametrów używanych w geologii. Może być mierzona za pomocą różnych metod, takich jak piknometria czy hydrostatyczna metoda Archimedesa. Wyznaczenie gęstości pozwala na identyfikację rodzaju skały oraz ocenę jej właściwości mechanicznych.

Badanie porowatości

Porowatość to stosunek objętości pustych przestrzeni (porów) do całkowitej objętości próbki skalnej. Jest to ważny parametr wpływający na zdolność skał do przewodzenia wody czy przechowywania substancji. Tego typu badania laboratoryjne skał wykonuje się za pomocą metody rtęciowej porozymetrii lub metod gazowych.

Badanie twardości

Twardość skał jest istotnym parametrem w ocenie ich odporności na ścieranie i zniszczenie mechaniczne. Można ją badać za pomocą testu Mohsa, który polega na porównaniu zdolności próbki do rysowania innych materiałów, czy testu Brinella, opartego na pomiarze wgniecenia powstałego pod wpływem działania obciążenia.

Badania chemiczne skał

Badania chemiczne pozwalają na określenie składu chemicznego skał oraz identyfikację poszczególnych minerałów występujących w próbkach. Wykorzystuje się tu różne metody analityczne, takie jak spektroskopia rentgenowska czy analiza termiczna.

Spektroskopia rentgenowska

Jest to jedna z najbardziej powszechnych metod analizy chemicznej skał. Polega na badaniu promieniowania rentgenowskiego emitowanego przez próbkę pod wpływem bombardowania elektronami. Dzięki temu można uzyskać informacje o składzie chemicznym skały oraz identyfikować poszczególne minerały.

Analiza termiczna

Analiza termiczna pozwala na badanie zmian właściwości fizycznych i chemicznych skał w zależności od temperatury. Najczęściej stosowane metody to termograwimetria (TG), analiza różnicowa kalorymetryczna (DSC) oraz analiza termomechaniczna (TMA). Dzięki nim można m.in. określić temperatury przemian fazowych czy reakcji chemicznych zachodzących w próbkach.

Badania mikroskopowe skał

Mikroskopowe badania skał są niezbędne do szczegółowego poznania ich struktury oraz identyfikacji minerałów i innych składników. W geologii wykorzystuje się dwa główne rodzaje mikroskopów — optyczne i elektronowe.

Mikroskopia optyczna

Mikroskopia optyczna pozwala na badanie próbek skalnych za pomocą światła widzialnego. Stosuje się tu różne techniki, takie jak mikroskopia polaryzacyjna czy mikroskopia fluorescencyjna, które umożliwiają identyfikację minerałów oraz analizę ich struktury.

Mikroskopia elektronowa

Mikroskopia elektronowa jest zaawansowaną techniką badania skał, która pozwala na uzyskanie obrazów o bardzo wysokiej rozdzielczości. Wykorzystuje się tu dwa rodzaje mikroskopów — skaningowe (SEM) oraz transmisyjne (TEM). Dzięki nim można badać strukturę oraz skład chemiczny skał na poziomie mikro i nanoskal.