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岩石的物理常数有哪些

发布时间:2023-03-19 09:16:22

Ⅰ 路用岩石有哪几项主要物理性指标

物理指标有物源茄理常数(如雹激察密度、空隙率等)、级配、含泥量、压碎值、磨光值、冲击值、磨耗铅伏值等
望采纳

Ⅱ 岩石的物理性质

岩石的物理性质主要包括密度、磁性(包括磁化率、磁化强度、剩余磁化强度以及剩余磁化强度同感应磁化强度的比值等)、电性(包括电导率、电容率、极化率等)、孔隙度、渗透率、弹性波速度、导热性、放射性、热学性质(热导率、热容)、硬度等。这里仅介绍几种对理解岩石过程和深部地质最重要的物理性质。

(一)密度

岩石的密度是岩石基本集合相(固相、液相和气相)的单位体积质量。岩石的密度取决于它的矿物组成、结构构造、孔隙度和它所处的外部条件。大多数造岩矿物如长石、石英、辉石等具有离子型或共价型结晶键,密度为2.2~3.5g/cm3(极少数达4.5g/cm3)。结晶键为离子-金属型或共价-金属型的矿物,如铬铁矿、黄铁矿、磁铁矿等密度较大,为3.5~7.5g/cm3

侵入岩从长英质到超镁铁质,随着SiO2含量的减少和铁镁氧化物含量的增加,岩石的密度逐渐增大。岩石中金属矿物的含量增高,岩石的密度就增大。矿区花岗岩的密度有的高达2.7g/cm3以上。喷出岩的孔隙度比侵入岩大因而与相应的侵入岩相比密度要小。另外,沉积岩的密度是由组成沉积岩的矿物密度、孔隙度和填充孔隙气体和液体的密度决定的。变质岩的密度主要决定于其矿物组成。密度在重力勘探、油气储层中岩性识别、测井解释等方面应用广泛,此外对理论研究也很重要。

(二)磁性

岩石磁性是由岩石所含铁磁性矿物产生的磁性。常用的岩石磁性参数是磁化率、磁化强度、剩余磁化强度矢量,以及剩余磁化强度同感应磁化强度的比值。岩石的磁性主要决定于组成岩石的矿物的磁性,并受成岩后地质作用过程的影响。一般说,橄榄岩、辉长岩、玄武岩等超基性、基性岩浆岩的磁性最强;变质岩次之;沉积岩最弱。火成岩的磁性取决于岩石中铁磁性矿物的含量。结构构造相同的岩石,铁磁性矿物含量愈高,磁化率值愈大。铁磁性侵入岩的天然剩余磁化强度,按酸性、中性、基性、超基性的顺序逐渐变大;沉积岩的磁性主要也是由铁磁性矿物的含量决定的;变质岩的磁性是由其原始成分和变质过程决定的。

图4-15 火成岩的热导率与温度的关系(转引自Williams et al.,1979)

(三)热导率

热导率是物质导热能力的量度,是一个重要的物理量。符号为λ或k。其定义为:在物体内部垂直于导热方向取两个相距1m,面积为1m2的平行平面,若两个平面的温度相差1K,则在1s内从一个平面传导至另一个平面的热量就规定为该物质的热导率,它既控制着稳态条件下地壳各层的地温梯度,又决定着诸如侵入体的冷却等非稳态的时间尺度。热导率定义为在稳态热传导条件下,热流密度(即通过单位面积的热流量)除以一维导热体中的温度梯度所得的商。硅酸盐熔体是热的不良导体,它们的热导率(图15)与两种传热体制有关,即正常晶格热传导和辐射热传递。随温度升高和晶格结构膨胀,前一种机制的作用降低,而后一种的增大。到达熔融范围内,两种效应趋于平衡,但在高温下基性岩浆的热导率通常以一个不断增大的速率降低,这种情况待续到1200℃。温度更高时,晶体或流体的暗度快速降低,辐射热传递增强,总的热导率就要高得多。更酸性的岩石,如安山岩和流纹岩,暗度较低,因而在低得多的温度范围内就显示了热导率的增大。

岩石的热导率取决于组成岩石的矿物和固体颗粒间的介质如空气、水、石油等的绝热性质。火成岩和变质岩的热导率相对于沉积岩来说变化范围不大,数值较高。侵入岩中,超基性岩的热导率较高,花岗岩次之,中间成分的侵入岩又次之。喷出岩的热导率比相应的侵入岩小。沉积岩的热导率变化范围大是热导率较低的孔隙充填物造成的。岩石和矿物的热导率与温度、压力有关系。一般说来,温度升高,热导率降低。

(四)热容

岩浆和火成岩的最具特色的热学性质之一是,它们比热容小,而熔融热或结晶热很大。热容(heat capacity)C的定义为C=△Q/△T(δ-17)。即当一系统接受一微小热量△Q而温度升高△T时,比值△Q/△T即为该系统的热容C。比热容(specific heat capacity)c,则是单位质量的热容,亦即单位质量物质升高一度所需的热量,c=C/m=△Q/(m·△T)。熔融热或结晶热△HF是在液相、固相共存的温度下,使单位质量物质熔融或结晶所需增加或移出的热量。对大多数火成岩,常压下的比热容cp约为1255J/(kg·K)(Mcbirney,1984)。例如,玄武岩浆cp可取1214J/(kg·K),而酸性岩浆的cp可取1340J/(kg·K)(马昌前等,1994)。而熔融热或结晶热△HF的典型值约介于(2.5×105~4.2×105)J/kg之间。可见在相变温度下,使岩石熔融所需吸收(或放出)的热量,在其他温度时则能使这些岩石(或岩浆)温度改变200~300℃。

(五)弹性波速

横波(S)是指振动方向与传播方向相垂直的波,纵波(P)是指振动方向与传播方向相同的波。在岩石和矿物中传播的速度vP和vS是地球物理勘探中常用的两个参数。岩石中的波速取决于其矿物成分和孔隙充填物的弹性。对固体矿产、油气、工程中的地震勘探、垂直地震剖面(Vertical Seismic Profiling,VSP)等非常重要。

火成岩和变质岩的弹性波速度与岩石密度的关系接近于线性关系,密度越大,速度越高。火成岩和变质岩的含水饱和度增大时,vP变大,vS也变大,但不如vP的变化那样显着。气饱和岩石的vP比相应的水饱和岩石的vP小。片麻岩等片理发育的岩石,沿片理面测量的波速大于垂直片理面测量的波速,有时相差1倍以上。与结晶岩相比,沉积岩中的弹性波速度受孔隙度的影响很大,变化范围很宽。表4-11列出了一些火成岩的P波速资料,可见,在未蚀变的火成岩中,速度是比较高的,但火山碎屑岩和蚀变的火成岩,波速就变化很大。

表4-11 火成岩的波速

(据Schutter,2003)

Ⅲ 岩石的主要物理常数有几项

岩石拍雹的主要物理性质:1.矿物的光学性质;2.矿物的力学性圆毁质;3.矿物的相对密度。
矿物的光学性质是指矿物对自然光的反射、折射和吸收等,所呈现的袭腔帆光学现象。主要有:颜色、条痕、光泽和透明度。
矿物的力学性质是指矿物抵抗外力作用(刻划、打击、压拉等)所表现出来的性质,包括矿物的解理、断口、硬度。
矿物的相对密度是指矿物的重量与4℃时同体积水的重量之比,习惯称为比重。

Ⅳ 岩石的力学性质指标主要有哪些各自的含义及特征如何

岩石的力学指标主要有抗压强度、抗剪强度和弹性模量及变形模量等等。关于强度主要关注抗剪强度,岩石的抗剪强度和变形模量受到很多复杂因素影响,影响的规律也较复杂,一般受岩石的类型、完整性、风化程度及含水条件等诸多因素的控制;软岩一般破碎、风化程度高,浸水状态时,强度低,反之,则强度和模量都较大。

Ⅳ 岩石的物理性质指标有哪些

岩石物理性质指岩石的力学、热学、电学、声学、放射学等特性参数和物理量。
岩石的物理性质包括:颜色、条痕、光泽、透明度、硬度、解理、断口、脆性和延展性、弹性和挠性、相对密度、磁性、发光性、电性、其它性质。在力学特征中包括渗流特性和机械特性。

Ⅵ 岩石有哪些物理力学参数

密度(density),容重 (weight density)
单位体积岩石的重量 kN/m3 水:9.8kN/m3
比重:岩石的密度和水的密度的比值。
岩石比重平均为2.7
代表性结果。

渗透性(permeability)
岩石渗透性对许多岩石工程有决定性意义,如对大坝、水库、地下隧道(临水、高地下水地区等)、石油、核废料储存、瓦斯突出等。
渗透性与岩石孔隙度、岩石中的裂隙和应力水平有很大关系。
达西定律(Darcy’s law):

:在x方向的流量速率;( )
:流体压力, = ( )
:流体容重 (kN/m3)
:流体(渗透体)柱高度 (m)
:流体的粘度;( )
对于水,20℃时, =1.005×10-3 ; =9.80 kN/m3。
:垂直于 方向的横截面积;( )
:渗透系数,与流体(渗透体)的性质无关,与岩石性质有关,单位为面积( )
达西定律的另一种形式(渗透体为20℃的水)

:渗透体高度(水头高度),单位:m
:渗透系数,单位为速度(cm/s)
代表性 系数值 附表3
和 互换:
渗透性单位:1darcy=9.87×10-9cm2 ( )
1Darcy=10-3cm/s ( )
2.1.4 声波速度(在岩石中的传播速度)(Sonic Velocity in Rock )
用于了解岩石中的裂隙程度

:岩石没有孔隙纵波速度
: 成份在岩石中的比例
各种矿物成份的纵波速度

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