重力學(xué)：補(bǔ)充章節(jié)：巖石密度

1、補(bǔ)充章節(jié)：巖石密度補(bǔ)充章節(jié)： 巖石密度1.1 決定巖石密度的主要因素 1.2 三大類巖石密度特征 1.3 巖（礦）石標(biāo)本密度測定 1.4 地層平均密度的估計(jì) 各種巖石、礦石的密度是有差異的，根據(jù)大量的巖石標(biāo)本測定和許多研究的結(jié)果表明，決定巖石、礦石密度的主要原因素有： 巖(礦)石的礦物組分及含量；巖石結(jié)構(gòu)與礦物結(jié)晶程度； 巖石中孔隙及其充填物成分及含量（若孔隙內(nèi)部的存在充填物）； -巖石的埋藏深度及埋藏環(huán)境條件。 1.1 決定巖石密度的主要因素1.1.1 巖石中各種礦物的密度及含量 巖石通常由多種礦物組成，由于不同礦物密度存在差異，其所占巖石重量百分比決定了巖石的密度。顯然密度大的礦物所占百分

2、比越高，巖石的密度就越大。1.1.2 巖石結(jié)構(gòu)與礦物結(jié)晶程度 一般而言，巖石中礦物結(jié)晶程度越高，顆粒越大，密度也越大；反之，巖石密度就越小。1.1 決定巖石密度的主要因素1.1.3 巖石中孔隙度及孔隙充填物的密度及含量 由于天然巖石內(nèi)或多或少都存在一定孔隙，孔隙中還有可能充填了物質(zhì)。如此，巖石內(nèi)存在孔隙空間的大小孔隙度以及孔隙內(nèi)部充填的物質(zhì)成分將會影響巖石的密度。1.1.4 巖石的埋藏深度及埋藏環(huán)境條件 巖石的埋藏深度及環(huán)境主要是指巖石所處的壓力和溫度環(huán)境。一般壓力越大巖石（體）密度就越大，溫度升高，巖石會因熱脹作用而密度變小。1.1 決定巖石密度的主要因素補(bǔ)充章節(jié)： 巖石密度1.1 決定巖石

3、密度的主要因素 1.2 三大類巖石密度特征 1.3 巖（礦）石標(biāo)本密度測定 1.4 地層平均密度的估計(jì) 1.2.1 巖漿巖密度分布規(guī)律 特點(diǎn)：原生巖石，結(jié)構(gòu)緊密，巖石孔隙度很低(一般小于1%2%) ；成分及結(jié)晶程度變化大。 1.2 三大類巖石密度特征 花崗巖流紋巖閃長巖安山巖輝長巖輝綠巖玄武巖橄欖巖1.2.1 巖漿巖密度分布規(guī)律 特點(diǎn)：原生巖石，結(jié)構(gòu)緊密，巖石孔隙度很低(一般小于1%2%) ； 成分及結(jié)晶程度變化大。 成巖深度：深成巖淺成巖噴出巖（火山巖） 礦物結(jié)晶顆粒減小 密度減小 地球元素豐度（前六）中有：鐵、鎂、硫、鎳組成暗色礦物的主要成分。 成分：超基性巖、基性巖、中-酸性巖 暗色礦物

4、含量減少 SiO2含量增加 密度減小 1.2 三大類巖石密度特征 1.2 三大類巖石密度特征 巖漿巖的成分、結(jié)晶顆粒粒度對密度影響大，孔隙度影響小。所以，巖漿巖密度主要取決于礦物成分及結(jié)構(gòu)。 對于同一種侵入的火成巖體，在巖漿侵入后的冷凝過程中，結(jié)晶分異作用導(dǎo)致形成不同的巖相帶。一般而言，在周圍為偏基性，向中心逐漸發(fā)育為偏酸性。邊緣相的密度要比過渡相和內(nèi)相的密度大些。 對于同類侵入巖體，不同時(shí)期侵入，其礦物成分雖然相同，但因含量有所變化時(shí)，則其密度也會有所不同。對于同源巖漿，盡管其化學(xué)成分可能一樣，但由于成巖環(huán)境不同，也可能形成不同的礦物和巖石，其密度亦不同。由此可知，侵入巖與噴出巖之間密度有較

5、大差異。 1.2.2 沉積巖密度分布規(guī)律 特點(diǎn)：次生巖石，多呈層狀，成分復(fù)雜，孔隙多；巖石、礦物顆粒小。1.2 三大類巖石密度特征 沉積巖景觀含鐵石英砂巖長石砂巖粉沙巖砂巖2.1地球?qū)尤Φ奶卣鳎?1b）石英砂巖泥巖頁巖火山角礫巖灰?guī)r燧石硅質(zhì)巖2.1地球?qū)尤Φ奶卣鳎?2b）鮞狀灰?guī)r含生物化石石英砂巖1.2.2 沉積巖密度分布規(guī)律 特點(diǎn)：次生巖石，多呈層狀，成分復(fù)雜，孔隙多；巖石、礦物顆粒小。 埋藏深度： 深淺 孔隙度增大、密度減小 地層年代： 老新 孔隙度增大、密度減小 孔隙度： 小大 孔隙充填物： 其它、水、油、氣 密度減小 密度減小沉積巖的礦物成對密度影響較小，孔隙度及充填物影響大。 1.2

6、 三大類巖石密度特征 1.2.2 沉積巖密度分布規(guī)律 1.2 三大類巖石密度特征 沉積巖密度與孔隙度之間的關(guān)系1.2.3 變質(zhì)巖密度分布規(guī)律 特點(diǎn)：次生巖石，因各種變質(zhì)作用而形成，其密度要取決于原巖密度和變質(zhì)類型及程度。 1.2 三大類巖石密度特征 2.1地球?qū)尤Φ奶卣鳎?4a）板 巖石英巖大理巖2.1地球?qū)尤Φ奶卣鳎?4b）片麻巖片麻巖2.1地球?qū)尤Φ奶卣鳎?4c）纖枚巖云母片巖蛇紋巖1.2.3 變質(zhì)巖密度分布規(guī)律 特點(diǎn)：次生巖石，因各種變質(zhì)作用而形成，其密度要取決于原巖密度和變質(zhì)類型及程度。 一般而言，變質(zhì)程度越高，尤其是變質(zhì)過程中原巖礦物發(fā)生重結(jié)晶，變質(zhì)巖比其原巖密度高。但也有相反的情況

7、，如超基性巖橄欖巖變質(zhì)成為蛇紋巖后密度變低。 變質(zhì)程度： 深淺 密度減小 結(jié)晶程度： 高低 密度減小 1.2 三大類巖石密度特征 對變質(zhì)巖來說，其密度與礦物的成分、含量和孔隙度均有密切關(guān)系，這主要由變質(zhì)的性質(zhì)和變質(zhì)的程度大小來決定。一般講區(qū)域變質(zhì)作用的結(jié)果，將使變質(zhì)巖的密度比原巖的要大。 例如，變質(zhì)程度較深的片麻巖、麻粒巖等要比變質(zhì)程度淺的千枚巖、石英片巖等巖石密度大些。 動力變質(zhì)作用由于使原巖結(jié)構(gòu)遭破壞，礦物被壓碎，因而經(jīng)這種變質(zhì)后的巖石其密度自然要比原巖密度低。但有時(shí)動力變質(zhì)作用若使原巖發(fā)生了硅化、碳酸鹽化以及重結(jié)晶時(shí)，則變質(zhì)后巖石的密度會比原巖要大些。 例如，熱液變質(zhì)作用使灰?guī)r(密度2.

8、502.75g/cm3)發(fā)生矽卡巖化后，則密度可達(dá)2.88 g/cm3；橄欖巖(3.153.31 g/cm3)發(fā)生蛇紋石化后，密度小到2.502.70 g/cm3。 總之，對變質(zhì)巖密度的研究要具體問題具體分析。 1.2 三大類巖石密度特征 1.2.4 常見巖礦石密度分布 1.2 三大類巖石密度特征 補(bǔ)充章節(jié)： 巖石密度1.1 決定巖石密度的主要因素 1.2 三大類巖石密度特征 1.3 巖（礦）石標(biāo)本密度測定 1.4 地層平均密度的估計(jì) 1.3.1 標(biāo)本的采集與密度統(tǒng)計(jì) 采集巖石、礦石標(biāo)本，一般要求均勻分布于全測區(qū)，以獲得平面上巖礦密度分布的規(guī)律，并充分利用如有鉆孔、豎井或坑道等，采集巖芯標(biāo)本。

9、 要求和條件 （1）應(yīng)按不同的構(gòu)造單元及不同的巖性分別采集標(biāo)本，并應(yīng)注意標(biāo)本的代表性。 （2）采集標(biāo)本時(shí)，既要采集淺部的標(biāo)本，亦要采集深部的標(biāo)本。 （3）每種巖石的標(biāo)本至少應(yīng)采集1050塊，每塊標(biāo)本的重量以100200 g為宜，測定精度應(yīng)達(dá)0.010.02 g/cm3； （4）采集標(biāo)本時(shí)，應(yīng)及時(shí)編號，登記，注明巖石的名稱、采集地點(diǎn)、地層年代等。1.3 巖(礦)石標(biāo)本密度測定 20系地 層（巖石）巖 性塊數(shù)密度（g/cm3）磁化率(10-5SI)序號名 稱代號最大值最小值平均值最大值最小值平均值第三系1邕寧群Ey泥頁巖、粉砂質(zhì)泥巖202.492.152.332571980白堊系2大坡組K1d砂巖

10、、礫巖222.492.22.411566103新隆組K1x細(xì)砂巖、砂巖362.582.192.4234712侏4崠力組J3d細(xì)砂巖、砂巖202.62.312.41148羅5那蕩組J2n砂巖、巖屑砂巖312.622.372.4925716系6百姓組J1b砂巖162.592.322.41198137汪門組J1w砂巖212.552.262.41279138扶隆坳組T3f泥巖、粉砂巖302.72.42.61209149平硐組T3p砂巖202.662.632.651851010板八組T2bb凝灰?guī)r、流紋斑巖222.622.452.5523142011百逢組T2bf鈣質(zhì)砂巖212.682.562.6314

11、07三12北泗組T1b褐鐵礦、凝灰?guī)r222.952.412.7425441135疊13羅樓組T1l凝灰質(zhì)砂巖、灰?guī)r212.712.332.613225系14馬腳嶺組T1m灰?guī)r232.712.682.71491215南洪組T1n泥巖、粉砂質(zhì)泥巖222.632.492.5718713二16合山組大隆組并層P2h-d灰?guī)r202.72.692.7523疊17彭久組P2p泥巖、粉砂巖102.632.582.61171215系18四大寨組P1s灰?guī)r212.72.562.6851319茅口組P1m灰?guī)r202.72.692.762320棲霞組P1q灰?guī)r212.712.692.7523石21馬平組C2pm泥晶灰

12、巖、灰?guī)r252.712.652.7824炭22黃龍組C2h灰?guī)r212.712.692.7634系23大埔組C2d白云巖、灰?guī)r222.812.692.7561324都安組C1-2d白云巖212.82.662.7442325英塘組、都安組并層C1yt-d灰?guī)r222.712.682.78351.3 巖(礦)石標(biāo)本密度測定 1.3.1 標(biāo)本的采集與統(tǒng)計(jì) 按巖石類類別和產(chǎn)出地層進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算處各類或各地層巖石密度。密度統(tǒng)計(jì)離差分析1.3 巖(礦)石標(biāo)本密度測定 1.3.2 標(biāo)本密度的測定方法 (1) 天平法 (2) 密度計(jì)法1.3 巖(礦)石標(biāo)本密度測定 補(bǔ)充章節(jié)： 巖石密度1.1 決定巖石密度的主要因

13、素 1.2 三大類巖石密度特征 1.3 巖（礦）石標(biāo)本密度測定 1.4 地層平均密度的估計(jì) 1.4.1 重力試驗(yàn)剖面法 內(nèi)特爾頓在1942年提出了一個(gè)用重力試驗(yàn)剖面估計(jì)中間層密度的野外方法。在野外有地形起伏的地區(qū)布置一條重力剖面并進(jìn)行觀測，用不同密度 進(jìn)行布格校正(0.3086-0.0419) ，便得到不同的重力剖面曲線。從中找出一條地形對重力值影響最小的剖面。 1.4 地層平均密度的估計(jì) 選擇地形特征時(shí)，最好選擇山脊地形而不選山谷，因?yàn)楹笳咴诘撞靠赡苡蟹堑湫偷姆簽E的平原沉積物；地形特征兩邊應(yīng)當(dāng)具有大致相同的高程。1.4.2 最小二乘估計(jì)法 在工區(qū)內(nèi)選擇地形有一定起伏的地段，進(jìn)行剖面測量。要求點(diǎn)距不應(yīng)過大，還要滿足局部異常和區(qū)域異常在相鄰三點(diǎn)之間呈線性變化的條件。 假定在N個(gè)測點(diǎn)上的重力觀測值為 相應(yīng)的高程為 。任意點(diǎn)的重力值 與前后相鄰兩點(diǎn)重力值 的平均值之差表示為 ，則有 根據(jù)上述條件，相鄰點(diǎn)的重力差只與測點(diǎn)高度和中間層影響