Плотность минералов и горных пород. Плотность и пористость физических тел Плотность – это свойство вещества, характеризующиеся отношением его массы m к занимаемому объему V:

Плотность горных пород является параметром, который определяет гравитационное поле (Федынский В.В., 1967):

Таким образом, потенциал Uявляется ньютоновским потенциалом притяжения объемных масс,G– гравитационная постоянная,r– расстояние от точки измерения до гравитирующего объекта объемомV, отличающегося по плотности от вмещающей среды на величинуσ.

Знание плотности необходимо при проведении гравиразведки, сейсморазведки, ядерных и других геофизических методов.

Единицей измерения плотности в системе СГС является г/см³, в СИ – кг/м³. В полевой геофизике плотность обычно обозначается «σ», и используют единицу измерения г/см³.

Так как горные породы трехфазые системы, то плотность определяется как отношение массы горной породы (минерала) к объему породы (минерала), т.е. отношение массы твердой, жидкой и газовой фаз к его объему:

,

где m_п- масса образца породы, состоящей из массы твердой m_тв, жидкости m_ж и газа m_г. Объем образца V складывается из объема твердой V_тв, жидкой V_ж и газовой V_г фаз.

Отношение твердой фазы породы к занимаемому объему твердой фазы называется минеральной плотностью, и обозначается «δ»:

.

Пористость горной породы определяется совокупностью пустот в минеральном скелете породы и обозначается как «n»:

.

Отношение объема пор V_пко всему объему образцаVназывается коэффициентом общей пористости:

.

Единицей измерения пористости и коэффициента пористости являются проценты (%).

С плотностью связано понятие удельного веса. Однако в отличие от плотности удельный вес не является физико-химической характеристикой вещества, так как зависит от места измерения. Определяется как отношение веса горной породы (P) к объему породы:

,

где g – ускорение свободного падения в данной местности. Плотность равна удельному весу вещества на ширине 45° на уровне моря.

Плотность твердых химических элементов изменяется в пределах 0,5 – 22,5 г/см³. Наименьшую плотность имеет литий – 0,53 г/см³и калий 0,86 г/см³, наибольшую – иридий 22,5 г/см³.