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岩石物性资料

岩（矿）石物性资料

--------djsfly（2008年12月11日）

一．密度：

表1-1常见矿物的密度

名称密度/g.

名称密度/g.

石英2.65金刚石2.6-2.9

正长石2.55-2.63重晶石4.4-4.7

钠长石2.63刚玉3.9-4.0

钙长石2.76岩盐3.1-3.2

方解石2.72-2.94硬石膏2.7-3.0

白云石2.86-2.93石膏2.2-2.4

白云母2.77-2.88霞石2.55-2.65

黑云母2.7-3.3绿高岭石1.72-2.5

角闪石3.62-3.65白榴石2.45-2.5

透闪石2.99-3.00硅灰石2.79-2.91

阳起石3.1-3.2蛇纹石2.5-2.6

星叶石3.0-3.15赤铁矿4.5-5.2

钠闪石3.3-3.46磁铁矿4.8-5.2

纳钙闪石3.3-3.46黄铁矿4.9-5.2

钛铁矿4.5-5.0磁黄铁矿4.3-4.8

铬铁矿3.2-4.4黄铜矿4.1-4.3

辉铜矿5.5-5.8斑铜矿4.9-5.2

海绿石2.2-2.9石墨2.09-2.25

多水高岭土1.9-2.6蛋白石1.9-2.5

钾盐1.99叶绿泥石2.6-3.0

硬绿泥石3.3-3.6金红石4.18-4.23

锰矿3.4-6.0钨酸钙矿5.9-6.2

铝矾土2.4-2.5煤1.2-1.7

褐煤1.1-1.3

表1-2常见岩石密度

名称密度/g.

名称密度/g.

纯橄榄岩2.5-3.3橄榄岩2.5-3.6

玄武岩2.6-3.3辉长岩2.7-3.4

安山岩2.5-2.8辉绿岩2.9-3.2

鞍山玢岩2.6-2.9花岗岩2.4-3.1

石英岩2.6-2.9流纹岩2.3-2.7

片麻岩2.4-2.9云母片岩2.5-3.0

千枚岩2.7-2.8蛇纹岩2.6-3.2

大理岩2.6-2.9白云岩2.4-2.9

石灰岩2.3-3.0页岩2.1-2.8

砂岩1.8-2.8白垩岩1.8-2.6

干砂岩1.4-1.7粘土1.5-2.2

表土1.1-2.0花岗闪长岩2.69

闪长岩2.81辉长岩2.85-3.05

霞石正长岩2.66正长岩2.62

石英闪长岩2.75安山玢岩2.73

石英斑岩2.60粒玄岩2.85

泥岩1.2-2.4粉砂岩1.8-2.8

砂质页岩2.3-3.0泥板岩1.7-2.9

角砾岩1.6-3.0泥灰岩1.5-2.8

钾盐1.9-2.0砾岩2.1-3.0

玄武岩2.7-3.3角岩2.74

玢岩2.6-2.9

二．磁性

表2-1铁磁性矿物和金属的饱和磁化强度和居里温度

矿物化学式饱和磁化强度（A/m）居里温度/K

磁铁矿

92000853

磁黄铁矿

20000593

赤铁矿

85000853

镍磁铁矿

47000873

钴Co1618001404

铁Fe2180001053

镍Ni54400631

铁镍矿

110000620

铁钴矿CoFe232000986

表2-2一些反磁性矿物和顺磁性矿物的磁化率

矿物化学式抗磁化率（4

×

SI）

方解石

-0.5

方铅矿PbS-0.34

石英

-0.5

赤铜矿

-0.14

自然金Au-0.14

矿物化学式顺磁化率（4

×

SI）

角闪石

13-75

黑云母

53-78

氧化铜CuO3.25

石榴子石

31-159

辉石

73

表2-3火成岩的磁化率

岩石磁化率变化范围（4

×

SI）常见值（4

×

SI）

花岗岩0-4000200

流纹岩20-300

辉绿岩8-130004500

斑岩20-167005000

玄武岩20-145006000

闪长岩50-1000013000

橄榄岩7600-1560013000

安山岩13500

表2-4变质岩的磁化率

岩石磁化率变化范围（4

×

SI）常见值（4

×

SI）

片岩25-240120

千枚岩130

片麻岩10-2000

石英岩350

蛇纹岩250-1400

板岩0-3000500

表2-5沉积岩变化率

岩石磁化率变化范围（4

×

SI）常见值（4

×

SI）

白云岩0-7510

辉岩0-28025

砂岩0-156030

页岩5-148050

表2-6矿物磁化率

抗磁性物质顺磁性物质

名称κ平均×10-5（SI）名称κ平均×10-5（SI）

（κ）（κ）

石英-1.3橄榄石2

正长石-0.5角闪石10-80

锆石-0.8黑云母15-65

方解石-1.0辉石40-90

盐岩-1.0铁黑云母750

方铅矿-2.6绿泥石20-90

闪锌矿-4.8金云母50

石墨-0.4斜长石1

磷辉石-8.1尖晶石3

重晶石-1.4白云母4-20

表2-7铁磁性矿物磁化率

矿物分子式κ×1/（4π）CGSM（κ）

磁铁矿Fe3O40.07-0.2

钛磁铁矿xFe3O4.（1-x）TiFe2O410-7-10-2

磁赤铁矿γFe2O30.03-0.2

赤铁矿αFe2O310-6-10-5

磁黄铁矿FeS1+x10-3-10-4

铁镍矿NiFe2O40.05

锰尖晶石MnFe2O32.0

镁铁矿MgFe2O40.8

针铁矿αFeOOH（0.02-80）×10-4

纤铁矿γFeOOH（0.9-2.5）×10-4

菱铁矿FeCO3（20-60）×10-4

表2-8地壳岩石的磁化率和天然剩余磁化强度

岩石类型κ【10-6SI（κ）】Mr（A/m）

超基性岩101-10310-1-101

基性岩100-10310-3-101

酸性岩100-10210-3-101

变质岩10-1-10210-3-10-1

沉积岩10-1-10110-3-10-1

表2-9几种岩石的Q值

岩石平均值最大值Qmax

花岗岩0.1-0.33

橄榄岩0-55

辉长岩0-0.53

流纹岩1-10

安山岩1-15

玄武岩1-20160

云母片岩0-0.52

片麻岩0-1.52

云英岩0-0.33

三．电性

表3-1一些矿物的电阻率

矿物电阻率/（Ω.m）矿物电阻率/（Ω.m）

斑铜矿10-6-10-3赤铜矿10-3-10-6

磁铁矿10-6-10-3锡石10-3-100

磁黄铁矿10-6-10-3辉锑矿100-103

黄铜矿10-3-100软锰矿100-103

黄铁矿10-3-100菱铁矿100-103

方铅矿10-3-100铬铁矿100-106

辉铜矿10-3-100闪锌矿103-106

辉钼矿10-3-100黑铁矿100-103

钛铁矿103-106

表3-2几种常见岩石的各向异性

岩石名称λρn/ρt

层状粘土1.02-1.051.04-1.00

层状砂岩1.1-1.61.20-2.56

泥质板岩1.1-1.591.20-2.5

泥质页岩1.41-2.252.2-5.0

无烟煤2.0-2.554.0-6.5

石墨化碳质页岩2.0-2.84.0-7.84

表3-3几种常见天然水的电阻率

名称电阻率（Ω.m）名称电阻率（Ω.m）

雨水>1000地下水<100

河水0.1-100矿井水1-10

海水1.0-10深成盐渍水0.1-1

表3-4不同地质年代各种岩石电阻率的变化范围

岩石类型海相碎屑陆相碎屑喷出岩侵入岩化学沉积岩

地质年代沉积岩沉积岩（玄武岩（花岗岩（灰岩，盐岩）

流纹岩）辉长岩）

第四纪和第三纪1-1015-5010-200500-200050-5000

中生代5-2025-10020-500500-2000100-10000

晚古生代10-4050-30050-10001000-5000200-100000

早古生代40-200100-500100-20001000-500010000-100000

前寒武纪100-2000300-5000200-50005000-2000010000-100000

表3-5一些矿物的介电常数

矿物相对介电常数矿物相对介电常数

金刚石5.7赤铁矿25.0-170

石墨<81.0萤石6.26-6.79

方铅矿17.0-81.0橄榄石6.8

黄铁矿33.7-81.0云母5.4

磁黄铁矿<81.0正长石4

石英3.8透辉石2.9

石膏6.16普通角闪石4.9-5.8

表3-6一些岩石的相对介电常数

岩石相对介电常数岩石相对介电常数

干燥砂岩4.6-5.9花岗闪长岩6

天然气1砂岩5

石油2-2.4白云岩6.9

灰岩7.5-9.2火山凝灰岩3.8-4.5

泥岩5-25黑云母花岗岩6-8

砂质泥岩5.53辉绿岩11.6

干燥白云岩7-11盐岩5.6-6.25

表3-7几种矿物的面极化系数

矿物石墨黄铜矿磁铁矿黄铁矿方铅矿磁黄铁矿

系数k14.110.09.97.52.50.4

（Ω.m2）

表3-8几种岩矿石的频率相关系数

岩矿石名称风化闪长岩大理岩闪长斑岩铁帽矿化闪长岩

C值范围0.44-0.720.35-0.690.29-0.410.14-0.480.20-0.22

C值平均值0.580.520.380.310.21

表3-920摄氏度条件下岩，矿石的相对介电常数及损耗角正切

矿物εrtgδ岩石εrtgδ

石英4.2-5.50.0006-0.002火成岩7-150.03-0.1

长石4-100.03-0.15变质岩5-120.05-0.2

云母5-80.0003-0.002沉积岩

氯化物5-6石灰岩8-12

硫化物8-17砂岩5-11

石油10-30砂3-25可达1

水80泥岩4-30可达1

表3-10岩矿石的电导率和介电常数

MaterialConductivity（S/m）Dielectricconst.（F/m）

Air01

Asphalt:

dry

2~4

Asphalt:

wet

6~12

Clay:

dry

2-6

Clay:

saturated

15-40

Concrete:

dry

4-10

Concrete:

wet

10~20

Freshwater10-4-10-281

Freshwaterice10-34

Granite:

dry10-8-10-65

Granite:

wet

7

Limestone:

dry10-9-10-67

Limestone:

wet

8

Sand:

dry10-7-10-34~6

Sand:

saturated10-4-10-210~30

Seawater3-481

Rocksalt:

dry10-44~7

四．波速

表4-1几种造岩矿物的弹性模量

矿物杨氏模量（E/GPa）体积模量K/Gpa）泊松比

方解石68.874.40.31

黑云母33.850.50.27

白云母56.842.90.25

钠长石69.057.00.28

黄铁矿286.8143.90.16

磁铁矿230.3161.70.26

表4-2几种常见岩石弹性模量的平均值

矿物杨氏模量（E/GPa）体积模量K/Gpa）泊松比

辉绿岩84.4257.850.26

花岗岩62.4445.430.25

砂岩65.2740.080.16

粉砂岩61.6440.000.23

灰岩68.5948.410.25

白云岩80.6465.570.27

表4-3若干常见矿物的声波（地震波）速度

矿物Vp/（m.s-1）Vs/（m.s-1）矿物Vp/（m.s-1）Vs/（m.s-1）

正长石59003070黄铁矿79005050

钠长石60603350铬铁矿7700

奥长石62403390磁铁矿74004200

拉长石65503540赤铁矿67004300

石英6000闪锌矿53102560

方解石66603390方铅矿37702080

白云母58103360斑铜矿38001700

角闪石72103990辉钼矿39001850

辉石72004170黑钨矿42001800

橄榄石84005160锡石69503400

表4-4常见火成岩的声波（地震波）速度

岩石Vp/（m.s-1）Vs/（m.s-1）岩石Vp/（m.s-1）Vs/（m.s-1）

花岗岩54703090流纹岩46202630

闪长岩58503180安山岩58403160

辉长岩64603520橄榄岩82004700

辉绿岩60003400英安岩58402960

花岗闪长岩5950花岗伟晶岩42702860

正长岩61502850黑云母花岗岩56002750

表4-5常见变质岩的声波（地震波）速度

岩石Vp/（m.s-1）Vs/（m.s-1）岩石Vp/（m.s-1）Vs/（m.s-1）

板岩57703370大理岩58703210

片岩40302880矽卡岩54902960

片麻岩47602880混合岩49703040

变粒岩60103380角闪岩68002850

角闪岩59203480花岗片麻岩56502800

榴辉岩54603540角闪石片麻岩59002850

石英岩54003260斜长麻粒岩57502750

磁铁石英岩54703330角岩62203490

石英脉60503760闪长片麻岩62002950

表4-6常见沉积岩的声波（地震波）速度

岩石Vp/（m.s-1）Vs/（m.s-1）矿物Vp/（m.s-1）Vs/（m.s-1）

砾岩50703000硬石膏60003000

砂岩52903200角砾岩56002800

粉砂岩54403030粘土30001800

凝灰岩57003170细粒岩54003240

灰岩55203110石膏46002380

白云岩62403400泥灰岩45002250

表4-7各种沉积岩的波速

岩石成分地震波速度Vp/（m.s-1）

砾岩碎石干砂200-800

砂质粘土300-900

湿砂600-800

粘土1200-2500

疏松岩石1500-2500

致密岩石1800-4000

白垩1800-3500

泥质页岩2700-4100

石灰岩，致密白云岩2500-6100

石膏，无水石膏3500-4500

泥灰岩2000-3500

冰3100-3600

岩盐4200-5500

五．温度

表5-1几种常见造岩矿物的热导率和比热容

矿物热导率W/（m.K）比热容J/（kg.K）

α-石英6.5-7.2750

长石2.31711

云母2.32760

橄榄石5.15980

白云石5.51870

方解石2.9820

硬石膏5.0560

表5-2由热导率，密度与比热计算所得热扩散率

岩石kρcα

名称（0.418W/（m.K）（g/cm3）（4.186J/（g.K））（cm2/s）

角闪斜长岩5.162.780.180.01

片麻岩6.52.570.1530.017

片麻岩6.82.6150.1730.015

片麻岩6.382.6250.1790.014

片麻岩5.812.760.1760.012

混合花岗岩4.912.680.190.0096

表5-3中国科学院实测岩石标本热扩散率

地区岩性标本比热C密度ρ热容Cρ热导率k热扩散率α

块数（4.186J/（g.K））（g/cm3）（4.186J/（cm.K）（0.418W/（m.K）（cm2/s）

河砂质泥岩70.2232.6550.5924.780.0081

南粉砂岩10.2352.5750.5845.020.0083

平细砂岩20.2272.6490.6015.020.0084

顶中砂岩60.2122.6420.5606.370.0113

山石灰10.2172.6790.5815.440.0094

岩30.2142.6450.5664.400.0077

安正长斑岩20.2032.5800.5235.120.0098

徽凝灰角砾岩10.2142.5770.5894.330.0079

罗次生石英岩10.2202.6910.5928.790.0148

河硬石膏石英岩20.1903.970.7549.520.0126

六．放射性

表6-1岩浆岩的放射性

岩石类型SiO2Ra×10-12U×10-6Th×10-6Th/UK

（%）（g/g）（g/g）（g/g）（g/g）

酸性75-651.344.013.03.30.026

中性65-520.511.44.43.20.020

基性52-400.381.14.03.60.014

超碱性少于400.200.62.03.30.004

表6-2各种水中氡，镭，铀的含量

水Rn（氡）（3.7Bq/m3）Ra（镭）（g/L）U（铀）（g/L）

地海洋，河0（1-2）×10-13（6-20）×10-7

表湖010-128×10-6

水

地沉积岩6-15（2-300）×10-12（2-50）×10-7

下酸性岩浆岩100（2-4）×10-12（4-7）×10-6

水铀矿床500-1000（6-8）×10-12（8-600）×10-6