单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,重力勘探,重力勘探,1,课程内容,前言,第一章 地球重力场,第二章 重力异常,第三章 重力测量仪器,第四章 重力测量及观测资料整理,第五章 岩石密度,第六章 重力异常正演与反演问题,第七章 重力异常资料处理,第八章 重力异常地质解释与应用,课程内容前言,第五章 岩石密度,第五章 岩石密度,3,第五章 岩石密度,5.1 决定岩石密度的主要因素,5.2 三大类岩石密度特征,5.3 岩（矿）石标本密度测定,5.4 地层平均密度的估计,第五章 岩石密度5.1 决定岩石密度的主要因素,各种岩石、矿石的密度是有差异的，根据大量的岩石标本测定和许多研究的结果表明，决定岩石、矿石密度的主要原因素有：,岩,(,矿,),石的矿物组分及含量；,岩石结构与矿物结晶程度；,岩石中孔隙及其充填物成分及含量（若孔隙内部的充填物）；,岩石的埋藏深度及埋藏环境条件。,5.1 决定岩石密度的主要因素,各种岩石、矿石的密度是有差异的，根据大量的岩,5.1.1,岩石中各种矿物的密度及含量,岩石通常由多种矿物组成，由于不同矿物密度存在差异，其所占岩石重量百分比决定了岩石的密度。显然密度大的矿物所占百分比越高，岩石的密度就越大。,5.1.2,岩石结构与矿物结晶程度,一般而言，岩石中矿物结晶程度越高，颗粒越大，密度也越大；反之，岩石密度就越小。,5.1 决定岩石密度的主要因素,5.1.1 岩石中各种矿物的密度及含量5.1 决定岩石密度的,5.1.3,岩石中孔隙度及孔隙充填物的密度及含量,由于天然岩石内或多或少都存在一定孔隙，孔隙中还有可能充填了物质。如此，岩石内存在孔隙空间的大小,孔隙度以及孔隙内部充填的物质成分将会影响岩石的密度。,5.1.4,岩石的埋藏深度及埋藏环境条件,岩石的埋藏深度及环境主要是指岩石所处的压力和温度环境。一般压力越大岩石（体）密度就越大，温度升高，岩石会因热胀作用而密度变小。,5.1 决定岩石密度的主要因素,5.1.3 岩石中孔隙度及孔隙充填物的密度及含量5.1 决定,第五章 岩石密度,5.1 决定岩石密度的主要因素,5.2 三大类岩石密度特征,5.3 岩（矿）石标本密度测定,5.4 地层平均密度的估计,第五章 岩石密度5.1 决定岩石密度的主要因素,5.2.1,岩浆岩密度分布规律,特点：,原生岩石，结构紧密，岩石孔隙度很低,(,一般小于,1%2%),；成分及结晶程度变化大。,5.2 三大类岩石密度特征,5.2.1 岩浆岩密度分布规律5.2 三大类岩石密度特征,花岗岩,花岗岩,流纹岩,流纹岩,闪长岩,闪长岩,安山岩,安山岩,辉长岩,辉绿岩,辉长岩辉绿岩,玄武岩,玄武岩,橄榄岩,橄榄岩,5.2.1,岩浆岩密度分布规律,特点：,原生岩石，结构紧密，,岩石孔隙度很低,(,一般小于,1%2%),；,成分及结晶程度变化大。,成岩深度：,深成岩,浅成岩,喷出岩（火山岩）,矿物结晶颗粒减小,密度减小,地球元素丰度（前六）中有：铁、镁、硫、镍,组成暗色矿物的主要成分。,成分：,超基性岩、基性岩、中,-,酸性岩,暗色矿物含量减少,SiO,2,含量增加,密度减小,5.2 三大类岩石密度特征,5.2.1 岩浆岩密度分布规律5.2 三大类岩石密度特征,5.2 三大类岩石密度特征,岩浆岩的成分、结晶颗粒粒度对密度影响大，孔隙度影响小。所以，岩浆岩密度主要取决于矿物成分及结构。,对于同一种侵入岩体，在岩浆侵入后的冷凝过程中，结晶分异作用导致形成不同的岩相带，其密度会有不同。,同类侵入岩体，不同侵入时期，其矿物成分虽然相同，但因含量有所变化时，则其密度也会有所不同。对于同源岩浆，尽管其化学成分可能一样，但由于成岩环境不同，也可能形成不同的矿物和岩石，其密度亦不同。由此可知，侵入岩与喷出岩之间密度有较大差异。,5.2 三大类岩石密度特征 岩浆岩的成分、结晶颗,5.2.2,沉积岩密度分布规律,特点：,次生岩石，多呈层状，成分复杂，孔隙多；岩石、矿物颗粒小。,5.2 三大类岩石密度特征,沉积岩景观,5.2.2 沉积岩密度分布规律5.2 三大类岩石密度特征 沉,含铁石英砂岩,长石砂岩,粉沙岩,砂岩,含铁石英砂岩长石砂岩粉沙岩砂岩,2.1地球层圈的特征（31b）,石英砂岩,泥岩,页岩,火山角砾岩,2.1地球层圈的特征（31b）石英砂岩泥岩页岩火山角砾岩,灰岩,燧石,硅质岩,灰岩燧石硅质岩,2.1地球层圈的特征（32b）,鲕状灰岩,含生物化石石英砂岩,2.1地球层圈的特征（32b）鲕状灰岩含生物化石石英砂岩,5.2.2,沉积岩密度分布规律,特点：,次生岩石，多呈层状，成分复杂，孔隙多；岩石、矿物颗粒小。,埋藏深度：,深,浅,孔隙度增大、密度减小,地层年代：,老,新,孔隙度增大、密度减小,孔隙度：,小,大,孔隙充填物：,其它、水、油、气,密度减小,密度减小,沉积岩的矿物成对密度影响较小，孔隙度及充填物影响大。,5.2 三大类岩石密度特征,5.2.2 沉积岩密度分布规律5.2 三大类岩石密度特征,5.2.2,沉积岩密度分布规律,5.2 三大类岩石密度特征,沉积岩密度与孔隙度之间的关系,5.2.2 沉积岩密度分布规律5.2 三大类岩石密度特征 沉,5.2.3,变质岩密度分布规律,特点：,次生岩石，因各种变质作用而形成，其密度要取决于原岩密度和,变质类型及程度,。,5.2 三大类岩石密度特征,5.2.3 变质岩密度分布规律5.2 三大类岩石密度特征,2.1地球层圈的特征（34a）,板 岩,石英岩,大理岩,2.1地球层圈的特征（34a）板 岩石英岩大理岩,2.1地球层圈的特征（34b）,片麻岩,片麻岩,2.1地球层圈的特征（34b）片麻岩片麻岩,2.1地球层圈的特征（34c）,纤枚岩,云母片岩,蛇纹岩,2.1地球层圈的特征（34c）纤枚岩云母片岩蛇纹岩,5.2.3,变质岩密度分布规律,特点：,次生岩石，因各种变质作用而形成，其密度要取决于原岩密度和,变质类型及程度,。,一般而言，变质程度越高，尤其是变质过程中原岩矿物发生重结晶，变质岩比其原岩密度高。但也有相反的情况，如超基性岩橄榄岩变质成为蛇纹岩后密度变低。,变质程度：,深,浅,密度减小,结晶程度：,高,低,密度减小,5.2 三大类岩石密度特征,5.2.3 变质岩密度分布规律5.2 三大类岩石密度特征,对变质岩来说，其密度与矿物的成分、含量和孔隙度均有密切关系，这主要由变质的性质和变质的程度大小来决定。一般讲区域变质作用的结果，将使变质岩的密度比原岩的要大。,例如，变质程度较深的片麻岩、麻粒岩等要比变质程度浅的千枚岩、石英片岩等岩石密度大些。,动力变质作用由于使原岩结构遭破坏，矿物被压碎，因而经这种变质后的岩石其密度自然要比原岩密度低。但有时动力变质作用若使原岩发生了硅化、碳酸盐化以及重结晶时，则变质后岩石的密度会比原岩要大些。,例如，热液变质作用使灰岩,(,密度,2.502.75g/cm,3,),发生矽卡岩化后，则密度可达,2.88 g/cm,3,；橄榄岩,(3.153.31 g/cm,3,),发生蛇纹石化后，密度小到,2.502.70 g/cm,3,。,总之，对变质岩密度的研究要具体问题具体分析。,5.2 三大类岩石密度特征,对变质岩来说，其密度与矿物的成分、含量和孔隙度均,5.2.4,常见岩矿石密度分布,5.2 三大类岩石密度特征,5.2.4 常见岩矿石密度分布5.2 三大类岩石密度特征,第五章 岩石密度,5.1 决定岩石密度的主要因素,5.2 三大类岩石密度特征,5.3 岩（矿）石标本密度测定,5.4 地层平均密度的估计,第五章 岩石密度5.1 决定岩石密度的主要因素,5.3.1,标本的采集,采集岩石、矿石标本，一般要求均匀分布于全测区，以获得平面上岩矿密度分布的规律，并充分利用如有钻孔、竖井或坑道等，采集岩芯标本。,要求和条件,（,1,）应,按不同的构造单元及不同的岩性分别采集标本,，并应注意标本的代表性。,（,2,）采集标本时，,既要采集浅部的标本，亦要采集深部的标本,。,（,3,）每种岩石的标本至少应采集,1050,块，每块标本的重量以,100200 g,为宜，测定精度应达,0.010.02 g/cm,3,；,（,4,）采集标本时，应及时编号，登记，注明岩石的名称、,采集地点,、地层年代等。,5.3 岩(矿)石标本密度测定,5.3.1 标本的采集5.3 岩(矿)石标本密度测定,5.3.2,标本密度的测定方法,(1),天平法,其中,P,1,P,2,分别为标本在空气和水中的重量，设水的密度为,1.0 g/cm,3,。,当标本为有多孔岩石时，放在水中会使水浸入标本而不能测量其真实密度。一般需要事先进行封蜡处理。即有,其中,P,1,P,2,和,P,3,分别为标本在空气中、封蜡后和水中的重量,设水的密度为,1.0 g/cm,3,。,5.3 岩(矿)石标本密度测定,5.3.2 标本密度的测定方法 5.3 岩(矿)石标本密度测,5.3.2,标本密度的测定方法,(2),密度计法,利用“随遇”平衡原理的天平法,通过建立 的关系来制造仪器。,5.3 岩(矿)石标本密度测定,5.3.2 标本密度的测定方法 5.3 岩(矿)石标本密度测,5.3.3,标本密度统计,按岩石类类别和产出地层进行统计，计算处各类或各地层岩石密度。,密度统计离差分析,5.3 岩(矿)石标本密度测定,5.3.3 标本密度统计5.3 岩(矿)石标本密度测定,20,20,38,5.3 岩(矿)石标本密度测定,5.3 岩(矿)石标本密度测定,第五章 岩石密度,5.1 决定岩石密度的主要因素,5.2 三大类岩石密度特征,5.3 岩（矿）石标本密度测定,5.4 地层平均密度的估计,第五章 岩石密度5.1 决定岩石密度的主要因素,中间层及地形校正密度取值在地形起伏较大的地区十分关键，取值不妥，会造成校正过度或不够，严重的会产生虚假异常。,若在野外有地形起伏的地区布置一条重力剖面并进行观测，用不同密度,进行布格校正,(0.3086-0.0419,),，可得到不同的重力剖面曲线。,5.4 地层平均密度的估计,中间层及地形校正密度取值在地形起伏较大的地区十,重力勘探ppt课件,5.4.1,重力试验剖面法,内特尔顿在,1942,年提出了一个用重力试验剖面估计中间层密度的野外方法。用不同密度,进行布格校正,(0.3086-0.0419,),，便得到不同的重力剖面曲线。从中找出一条地形对重力值影响最小的剖面。,5.4 地层平均密度的估计,选择地形特征时，最好选择山脊地形而不选山谷，因为后者在底部可能有非典型的泛滥的平原沉积物；地形特征两边应当具有大致相同的高程,。,5.4.1 重力试验剖面法5.4 地层平均密度的估计 选择地,5.4.2,最小二乘估计法,在工区内选择地形有一定起伏的地段，进行剖面测量。要求点距不应过大，还要满足,局部异常和区域异常在相邻三点之间呈线性变化的条件,。,假定在,N,个测点上的重力观测值为 相应的高程为 。任意点的重力值 与前后相邻两点重力值 的平均值之差表示为 ，则有,根据上述条件，相邻点的重力差只与测点高度和中间层影响有关，所以,5.4 地层平均密度的估计,5.4.2 最小二乘估计法 5.4 地层平均密度的估计,5.4.2,最小二乘估计法,根据上述的异常呈线性变化的假定，在下述的最小二乘条件下求取最佳的取决于密度的,b,值。,5.4 地层平均密度的估计,5.4.2 最小二乘估计法 5.4 地层平均密度的估计,5.4.3,重力测井方法,如果重力勘探区内有竖井，可以通过井中重力测量研究中间层密度或不同深度岩层的平均密度。,在,1,，,2,点出测量重力，即有,用正常重力变化率代替实际变化率，则有,1,，,2,点之间地层平均密度为,5.4 地层平均密度的估计,h,12,1,2,5.4.3 重力测井方法 5.4 地层平均密度的估计 h1,思考题：,