重力勘探课件PPT课件

1、 课程内容 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 各种岩石、矿石的密度是有差异的，根据大量的岩石标本各种岩石、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：因素有： 岩岩(矿矿)石的矿物组分及含量；石的矿物组分及含量； 岩石结构与矿物结晶程度；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（若孔隙内部的充填岩石中孔隙及其充填物成分及含量（若孔隙内部的充填物）；物）； 岩石的埋藏深度及埋藏环境条件。岩

2、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5.1.1 岩石中各种矿物的密度及含量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。的密度就越大。5.1.2 岩石结构与矿物结晶程度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，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。

3、岩石密度就越小。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。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。一般岩石的埋藏深度及环境主要是指岩石所处的压力和温度

4、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。小。5.1 决定岩石密度的主要因素 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 5.2.1 岩浆岩密度分布规律岩浆岩密度分布规律 特点：特点：原生岩石，结构紧密，原生岩石，结构紧密，岩石孔隙度很低岩石孔隙度很低(一般小于一般小于1% 2%) ；成分及结晶程度变化大。；成分及结晶程度变化大。 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长岩辉

5、绿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岩浆岩密度分布规律 特点：特点：原生岩石，结构紧密，原生岩石，结构紧密，岩石孔隙度很低岩石孔隙度很低(一般小于一般小于1%2%) ； 成分及结晶程度变化大。成分及结晶程度变化大。 成岩深度：成岩深度：深成岩深成岩浅成岩浅成岩喷出岩（火山岩）喷出岩（火山岩） 矿物结晶颗粒减小矿物结晶颗粒减小 密度减小密度减小 地球元素丰度（前六）中有：铁、镁、硫、镍地球元素丰度（前六）中有：铁、镁、硫、镍组成暗色矿物的主组成暗色矿物的主要成分。要成分。 成分：成分：超基性岩、基性岩、中超基性岩、基性岩、中-酸性岩酸性岩 暗色矿物含量减少暗色矿物含量

6、减少 sio2含量增加含量增加 密度减小密度减小 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。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。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，但因含量有所同类侵入岩体，不同侵入时期，其矿物成分虽然相同

7、，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。不同。由此可知，侵入岩与喷出岩之间密度有较大差异。 5.2.2 沉积岩密度分布规律沉积岩密度分布规律 特点：特点：次生岩石，多呈层状，次生岩石，多呈层状，成分复杂，孔隙多；岩石、矿成分复杂，孔隙多；岩石、矿物颗粒小。物颗粒小。5.2 三大类岩石密度特征 沉积岩景观沉积岩景观含铁石英砂岩含

8、铁石英砂岩长石砂岩长石砂岩粉沙岩粉沙岩砂岩砂岩2.1地球层圈的特征（31b）石英砂岩石英砂岩泥岩泥岩页岩页岩火山角砾岩火山角砾岩灰岩灰岩燧石燧石硅质岩硅质岩2.1地球层圈的特征（32b）鲕状灰岩鲕状灰岩含生物化石石英砂岩含生物化石石英砂岩5.2.2 沉积岩密度分布规律沉积岩密度分布规律 特点：特点：次生岩石，多呈层状，成分复杂，孔隙多；岩石、矿物颗粒小。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：埋藏深度： 深深浅浅 孔隙度增大、密度减小孔隙度增大、密度减小 地层年代：地层年代： 老老新新 孔隙度增大、密度减小孔隙度增大、密度减小 孔隙度：孔隙度： 小小大大 孔隙充填物

9、：孔隙充填物： 其它、水、油、气其它、水、油、气 密度减小密度减小 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。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沉积岩密度与孔隙度之间的关系5.2.3 变质岩密度分布规律变质岩密度分布规律 特点：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变质类型及程度。 5.2 三大类岩石密度特征 2.1地球层圈

10、的特征（34a）板板 岩岩石英岩石英岩大理岩大理岩2.1地球层圈的特征（34b）片麻岩片麻岩片麻岩片麻岩2.1地球层圈的特征（34c）纤枚岩纤枚岩云母片岩云母片岩蛇纹岩蛇纹岩5.2.3 变质岩密度分布规律变质岩密度分布规律 特点：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，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变质岩比其原岩密度高。但也有相反的情

11、况，如超基性岩橄榄岩变质成为蛇纹岩后密度变低。蛇纹岩后密度变低。 变质程度：变质程度： 深深浅浅 密度减小密度减小 结晶程度：结晶程度： 高高低低 密度减小密度减小 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，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。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、例如，变质程度较深的片麻岩、

12、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。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。岩要大些。 例如，热液变质作用使灰岩例如，热液变质作用使灰岩(密度密度2.502.75g/cm3)发生矽卡岩化后，发生矽卡岩化后，则密度可达则密度可达2

13、.88 g/cm3；橄榄岩；橄榄岩(3.153.31 g/cm3)发生蛇纹石化后，密度发生蛇纹石化后，密度小到小到2.502.70 g/cm3。 总之，对变质岩密度的研究要具体问题具体分析。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 5.2.4 常见岩矿石密度分布常见岩矿石密度分布 5.2 三大类岩石密度特征 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 5.3.1 标本的采集标本的采集 采集岩石、矿石标本，一般要求均匀分布于全测区，以获得平面上岩采集岩石、矿石标本，一般要求均匀分布于全测区

14、，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。本。 要求和条件要求和条件 （1）应）应按不同的构造单元及不同的岩性分别采集标本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，并应注意标本的代表性。的代表性。 （2）采集标本时，）采集标本时，既要采集浅部的标本，亦要采集深部的标本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）每种岩石的标本至少应采集1050块，每块标本的重量以块，每块标本的重量以100200 g为宜，测定精度应达为宜，测定精度应达0.010.02

15、g/cm3； （4）采集标本时，应及时编号，登记，注明岩石的名称、）采集标本时，应及时编号，登记，注明岩石的名称、采集地点采集地点、地层年代等。地层年代等。5.3 岩(矿)石标本密度测定 5.3.2 标本密度的测定方法标本密度的测定方法 (1) 天平法天平法 其中其中p1,p2分别为标本在空气和水中的重量，设水的密度为分别为标本在空气和水中的重量，设水的密度为1.0 g/cm3。 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。即有密度。一般需要事先进行封蜡处理。即有 其中其中p1,p2和和

16、p3分别为标本在空气中、封蜡后和水中的重量分别为标本在空气中、封蜡后和水中的重量,设水的密度为设水的密度为1.0 g/cm3 。5.3 岩(矿)石标本密度测定 211ppp)(112321pppppwax）（5.3.2 标本密度的测定方法标本密度的测定方法 (2) 密度计法密度计法 利用利用“随遇随遇”平衡原理的天平法平衡原理的天平法 通过建立通过建立 的关系来制造仪器。的关系来制造仪器。5.3 岩(矿)石标本密度测定 25.3.3 标本密度统计标本密度统计 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。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

17、密度统计离差分析5.3 岩(矿)石标本密度测定 niin11112ndnii20系系地地 层（岩石）层（岩石）岩岩 性性块数块数密度（密度（g/cmg/cm3 3）序号序号名名 称称代号代号最大值最大值最小值最小值平均值平均值偏差偏差第三系1邕宁群ey泥页岩、粉砂质泥岩202.492.152.330.05白垩系2大坡组k1d砂岩、砾岩222.492.022.410.123新隆组k1x细砂岩、砂岩362.582.192.42侏4岽力组j3d细砂岩、砂岩202.602.312.4罗5那荡组j2n砂岩、岩屑砂岩312.622.372.49系6百姓组j1b砂岩162.592.322.417汪门组j1w

18、砂岩212.552.262.418扶隆坳组t3f泥岩、粉砂岩302.702.402.619平硐组t3p砂岩202.662.632.6510板八组t2bb凝灰岩、流纹斑岩222.622.452.5511百逢组t2bf钙质砂岩212.682.562.63三12北泗组t1b褐铁矿、凝灰岩222.952.412.74叠13罗楼组t1l凝灰质砂岩、灰岩212.712.332.61系14马脚岭组t1m灰岩232.712.682.715南洪组t1n泥岩、粉砂质泥岩222.632.492.57二16合山组大隆组并层p2h-d灰岩202.702.692.7叠17彭久组p2p泥岩、粉砂岩102.632.582.6

19、1系18四大寨组p1s灰岩212.702.562.6819茅口组p1m灰岩202.702.692.720栖霞组p1q灰岩212.712.692.7石21马平组c2pm泥晶灰岩、灰岩252.712.652.7炭22黄龙组c2h灰岩212.712.692.7系23大埔组c2d白云岩、灰岩222.812.692.7524都安组c1-2d白云岩212.802.662.7425英塘组、都安组并层c1yt-d灰岩222.712.682.75.3 岩(矿)石标本密度测定 240000024200002440000246000024800002500000252000025400002560000700000

20、7200007400007600007800008000008200008400008600002.222.242.262.282.32.322.342.362.382.42.422.442.462.482.52.522.542.562.582.62.622.642.662.682.72.722.74 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 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。不妥，会造

21、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，用不同密度密度 进行布格校正进行布格校正(0.3086-0.0419 ) ，可得到不同的重力剖面曲线。，可得到不同的重力剖面曲线。5.4 地层平均密度的估计 5.4.1 重力试验剖面法重力试验剖面法 内特尔顿在内特尔顿在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。用不同密度外方法。用不同密度 进行布格校正进行布格校正(0.3086-0.0419 ) ，便得到不同的重，便得到不同的重力剖

22、面曲线。从中找出一条地形对重力值影响最小的剖面。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，最好选选择地形特征时，最好选择山脊地形而不选山谷，择山脊地形而不选山谷，因为后者在底部可能有非因为后者在底部可能有非典型的泛滥的平原沉积物；典型的泛滥的平原沉积物；地形特征两边应当具有大地形特征两边应当具有大致相同的高程致相同的高程。5.4.2 最小二乘估计法最小二乘估计法 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。 假定在假定在n个测点上的重力观测值为个测点上的重力观测值为 相应的高程相应的高程为为 。任意点的重力值。任意点的重力值 与前后相邻两点重力值与前后相邻两点重力值 的平均值之差表示为的平均值之差表示为 ，则有，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 iiiigggg211