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 92000 853

磁黄铁矿 20000 593

赤铁矿 85000 853

镍磁铁矿 47000 873

钴 Co 161800 1404

铁 Fe 218000 1053

镍 Ni 54400 631

铁镍矿 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（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 CuO 3.25

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 0-4000 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（4×SI） 常见值（4×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（4×SI） 常见值（4×SI）

白云岩 0-75 10

辉岩 0-280 25

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 Fe3O4 0.07-0.2

钛磁铁矿 xFe3O4.(1-x)TiFe2O4 10-7-10-2

磁赤铁矿 γFe2O3 0.03-0.2

赤铁矿 αFe2O3 10-6-10-5

磁黄铁矿 FeS1+x 10-3-10-4

铁镍矿 NiFe2O4 0.05

锰尖晶石 MnFe2O3 2.0

镁铁矿 MgFe2O4 0.8

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

橄榄岩 0-5 5

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

3．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 λ ρn/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 0.20-0.22

C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 εr tgδ

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 1

Asphalt:dry 2~4

Asphalt:wet 6~12

Clay:dry 2-6

Clay:saturated 15-40

Concrete:dry 4-10

Concrete:wet 10~20

Freshwater 10-4-10-2 81

Freshwater ice 10-3 4

Granite:dry 10-8-10-6 5

Granite:wet 7

Limestone:dry 10-9-10-6 7

Limestone:wet 8

Sand:dry 10-7-10-3 4~6

Sand:saturated 10-4-10-2 10~30

Seawater 3-4 81

Rock salt:dry 10-4 4~7

4．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 Vp/（m.s-1） Vs/（m.s-1） 矿 物 Vp/（m.s-1） Vs/（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 Vp/（m.s-1） Vs/（m.s-1） 岩 石 Vp/（m.s-1） Vs/（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 Vp/（m.s-1） Vs/（m.s-1） 岩 石 Vp/（m.s-1） Vs/（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 Vp/（m.s-1） Vs/（m.s-1） 矿 物 Vp/（m.s-1） Vs/（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

5．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

6．放射性

表6-1 岩浆岩的放射性

岩石类型 SiO2 Ra×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 10-12 8×10-6

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

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/a51ff6ec9b89680203d82594.html