Плотность горных пород

ПЛОТНОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД (а. rock density; н. Gesteinsdichte; ф. densite des roches; и. densidad de rocas) — определяется отношением массы горных пород к её объёму.

Плотность горных пород зависит от их минерального состава, структурно-текстурных особенностей, пористости, вида вещества, заполняющего поры и пустоты (газ, нефть, вода), а также от условий образования и залегания горных пород. Различают минералогическую плотность горных пород (отношение массы высушенных и измельчённых до исчезновения пор твёрдых частиц породы к объёму, ими занимаемому), плотность абсолютно сухой породы и плотность породы, заполненной флюидами (отношение массы твёрдой, жидкой и газообразной фаз горной породы к объёму, занимаемому этими фазами). Измерение плотности горных пород на образцах ведётся главным образом гидростатическим способом, реже гамма-гамма методами. В естественном залегании плотность горных пород определяют по данным плотностного гамма-гамма-каротажа либо (что менее точно) оценивают по данным гравиметрических исследований в горных выработках или путём расчётов по гравиметрическим съёмкам.

Наиболее часто встречаемая плотность горных пород 1200-4700 кг/м3. Более высокие значения (до 5000 кг/м3) характерны для магматических пород, поскольку их пористость мала. Плотность магматических горных пород повышается от кислых разностей к основным и ультраосновным по мере уменьшения содержания лёгкого кремнезёма и постепенного увеличения содержания тяжёлых элементов (например, плотность гранитов в среднем 2600 кг/м3, гранодиоритов 2650 кг/м3, габбро 2900 кг/м3 и пироксенитов 3200 кг/м3). Плотность метаморфических пород изменяется от 2400 до 3400 кг/м3 и зависит от их состава, вида и степени метаморфизма. Например, снижение плотности горных пород (на 20-40%) наблюдается при гидротермально-метасоматических изменениях, увеличение — при контактовом метаморфизме. Плотность осадочных пород составляет 1200-3000 кг/м3 (наиболее часто 1700-2700 кг/м3) и в значительной мере определяется их пористостью, влажностью, фациально-литологическими и тектоническими факторами. Наиболее устойчивые значения характерны для хемогенных осадочных горных породгипса (2300 кг/м3), ангидрита (2900 кг/м3), каменной соли (2100-2200 кг/м3), пористость которых редко превышает 2-3%.

Плотностная дифференциация горных пород в недрах определяет ряд тектонических и магматических процессов. На различии в плотности горных пород основаны гравиметрическая разведка, отделение более тяжёлых рудных минералов от пустой породы при гравитационном обогащении. Значение плотности горных пород определяет их поведение при их разрушении в процессе добычи (см. Буримость, Взрываемость).