岩石物性资料岩（矿）石物性资料（2008年12月11日）一、密度：表1-1 常见矿物的密度名称 密度/g.3cm - 名称 密度/g.3cm -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.3cm - 名称 密度/g.3cm -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 24ZnFe O 92000 853磁黄铁矿 21x Fe S - 20000 593赤铁矿 23Fe O 85000 853镍磁铁矿 24NiFe O 47000 873钴 Co 161800 1404铁 Fe 218000 1053镍 Ni 54400 631铁镍矿 3Ni Fe 110000 620铁钴矿 CoFe 232000 986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（4π×610-SI ） 方解石 3CaCO -0.5方铅矿 PbS -0.34石英 2SiO -0.5赤铜矿 2Cu O -0.14自然金 Au -0.14矿物 化学式 顺磁化率（4π×610-SI ）角闪石 2353222223(,)():,,,,,,A B Si Al O OH A Mg Fe Ca Na B Mg Fe Fe Al -+++== 13-75黑云母33102(,)(,)()K Mg Fe Al Fe Si O OH 53-78 氧化铜 CuO 3.25石榴子石2222433():,,,;,,A B SiO A Ca Mg Fe Mn B Al Fe Cr +++== 31-159 辉石3FeSiO 73表2-3 火成岩的磁化率 岩石磁化率变化范围（4π×610-SI ） 常见值（4π×610-SI ） 花岗岩 0-4000 200流纹岩 20-300辉绿岩 8-13000 4500斑岩 20-16700 5000玄武岩 20-14500 6000闪长岩 50-10000 13000橄榄岩 7600-15600 13000安山岩 13500表2-4 变质岩的磁化率 岩石磁化率变化范围（4π×610-SI ） 常见值（4π×610-SI ） 片岩 25-240 120千枚岩 130片麻岩 10-2000石英岩 350蛇纹岩 250-1400板岩 0-3000 500表2-5 沉积岩变化率 岩石磁化率变化范围（4π×610-SI ） 常见值（4π×610-SI ） 白云岩 0-75 10砂岩 0-1560 30页岩 5-1480 50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 101-103 10-1-101基性岩 100-103 10-3-101酸性岩 100-102 10-3-101变质岩 10-1-102 10-3-10-1沉积岩 10-1-101 10-3-10-1 表2-9 几种岩石的Q值岩石平均值最大值Qmax花岗岩 0.1-0.3 3辉长岩 0-0.5 3流纹岩 1-10安山岩 1-15玄武岩 1-20 160云母片岩 0-0.5 2片麻岩 0-1.5 2云英岩 0-0.3 3三、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 1.02-1.05 1.04-1.00层状砂岩 1.1-1.6 1.20-2.56泥质板岩 1.1-1.59 1.20-2.5泥质页岩 1.41-2.25 2.2-5.0无烟煤 2.0-2.55 4.0-6.5石墨化碳质页岩 2.0-2.8 4.0-7.84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1-10 15-50 10-200 500-2000 50-5000中生代 5-20 25-100 20-500 500-2000 100-10000晚古生代 10-40 50-300 50-1000 1000-5000 200-100000早古生代40-200 100-500 100-2000 1000-5000 10000-100000前寒武纪 100-2000 300-5000 200-5000 5000-20000 10000-100000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k 14.1 10.0 9.9 7.5 2.5 0.4（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 0.44-0.72 0.35-0.69 0.29-0.41 0.14-0.48 0.20-0.22C值平均值 0.58 0.52 0.38 0.31 0.21 表3-9 20摄氏度条件下岩，矿石的相对介电常数及损耗角正切矿物εr tgδ岩石εrtgδ石英 4.2-5.5 0.0006-0.002火成岩 7-15 0.03-0.1 长石 4-10 0.03-0.15 变质岩 5-12 0.05-0.2 云母 5-8 0.0003-0.002 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Material Conductivity(S/m) Dielectric const.(F/m)Air 0 1Asphalt:dry 32--2~410~10Asphalt:wet 21--6~1210~10Clay:dry 31--2-610~10Clay:saturated 1-15-4010~1Concrete:dry32--4-1010~10Concrete:wet 21--10~2010~10Freshwater 10-4-10-281 Freshwater ice 10-3 4 Granite:dry 10-8-10-6 5 Granite:wet 32--710~10Limestone:dry 10-9-10-67 Limestone:wet 21--810~10Sand:dry 10-7-10-34~6Sand:saturated 10-4-10-210~30 Seawater 3-4 81Rock salt:dry 10-44~7四、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68.8 74.4 0.31 黑云母33.8 50.5 0.27 白云母56.8 42.9 0.25 钠长石69.0 57.0 0.28 黄铁矿286.8 143.9 0.16 磁铁矿230.3 161.7 0.26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84.42 57.85 0.26花岗岩62.44 45.43 0.25砂岩65.27 40.08 0.16粉砂岩61.64 40.00 0.23灰岩68.59 48.41 0.25白云岩80.64 65.57 0.27表4-3若干常见矿物的声波（地震波）速度矿物V p/（m.s-1）V s/（m.s-1）矿物V p/（m.s-1）V s/（m.s-1）正长石5900 3070 黄铁矿7900 5050 钠长石6060 3350 铬铁矿7700奥长石6240 3390 磁铁矿7400 4200 拉长石6550 3540 赤铁矿6700 4300 石英6000 闪锌矿5310 2560 方解石6660 3390 方铅矿3770 2080 白云母5810 3360 斑铜矿3800 1700 角闪石7210 3990 辉钼矿3900 1850 辉石7200 4170 黑钨矿4200 1800 橄榄石8400 5160 锡石6950 3400表4-4常见火成岩的声波（地震波）速度岩石V p/（m.s-1）V s/（m.s-1）岩石V p/（m.s-1）V s/（m.s-1）花岗岩5470 3090 流纹岩4620 2630 闪长岩5850 3180 安山岩5840 3160 辉长岩6460 3520 橄榄岩8200 4700 辉绿岩6000 3400 英安岩5840 2960 花岗闪长岩5950 花岗伟晶岩4270 2860正长岩6150 2850 黑云母花岗岩5600 2750表4-5 常见变质岩的声波（地震波）速度岩石V p/（m.s-1）V s/（m.s-1）岩石V p/（m.s-1）V s/（m.s-1）板岩5770 3370 大理岩5870 3210 片岩4030 2880 矽卡岩5490 2960 片麻岩4760 2880 混合岩4970 3040 变粒岩6010 3380 角闪岩6800 2850 角闪岩5920 3480 花岗片麻岩5650 2800 榴辉岩5460 3540 角闪石片麻岩5900 2850石英岩5400 3260 斜长麻粒岩5750 2750 磁铁石英岩5470 3330 角岩6220 3490 石英脉6050 3760 闪长片麻岩6200 2950表4-6常见沉积岩的声波（地震波）速度岩石V p/（m.s-1）V s/（m.s-1）矿物V p/（m.s-1）V s/（m.s-1）砾岩5070 3000 硬石膏6000 3000 砂岩5290 3200 角砾岩5600 2800 粉砂岩5440 3030 粘土3000 1800 凝灰岩5700 3170 细粒岩5400 3240 灰岩5520 3110 石膏4600 2380 白云岩6240 3400 泥灰岩4500 2250表4-7各种沉积岩的波速岩石成分地震波速度V p/（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 6.5-7.2 750长石 2.31 711云母 2.32 760橄榄石 5.15 980白云石 5.51 870方解石 2.9 820硬石膏 5.0 560表5-2由热导率，密度与比热计算所得热扩散率岩石 k ρ c α名称（0.418W/（m.K）（g/cm3）（4.186J/（g.K））（cm2/s)角闪斜长岩 5.16 2.78 0.18 0.01片麻岩 6.5 2.57 0.153 0.017片麻岩 6.8 2.615 0.173 0.015片麻岩 6.38 2.625 0.179 0.014片麻岩 5.81 2.76 0.176 0.012混合花岗岩 4.91 2.68 0.19 0.0096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 7 0.223 2.655 0.592 4.78 0.0081南粉砂岩 1 0.235 2.575 0.584 5.02 0.0083平细砂岩 2 0.227 2.649 0.601 5.02 0.0084顶中砂岩 6 0.212 2.642 0.560 6.37 0.0113山石灰 1 0.217 2.679 0.581 5.44 0.0094 岩 3 0.214 2.645 0.566 4.40 0.0077安正长斑岩 2 0.203 2.580 0.523 5.12 0.0098徽凝灰角砾岩1 0.214 2.577 0.589 4.33 0.0079罗次生石英岩1 0.220 2.691 0.592 8.79 0.0148河硬石膏石英岩2 0.190 3.97 0.754 9.52 0.0126 六、放射性表6-1 岩浆岩的放射性岩石类型SiO2Ra×10-12 U×10-6 Th×10-6 Th/U K（%）（g/g）（g/g）（g/g）（g/g）酸性75-65 1.34 4.0 13.0 3.3 0.026中性65-52 0.51 1.4 4.4 3.2 0.020基性52-40 0.38 1.1 4.0 3.6 0.014超碱性少于40 0.20 0.6 2.0 3.3 0.004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0 10-128×10-6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）×10-611。