Геологический толковый словарь

ПЛОТНОСТЬ (веществ, г. п. м-лов) — их физ. свойство, определяющееся отношением массы к занимаемому объему, Плотностная (гравитационная) дифференциация г. п. земной коры и вещества верхней мантии — первопричина ряда тект. процессов и в значительной степени обусловливает ход магм, дифференциации. На различии г. п. по плотности основан гравиметрический метод разведки. В пределах используемой в геологии и гравиразведке точности П. г. п. численно равна объемному весу, который определяется как отношение веса всех агрегатных фаз п. — твердой, жидкой и газообразной — к объему, занимаемому этими фазами; П. м-лов численно равна удельному весу . Единицы измерения: в СГС—г/см³; в СИ—кг/м³; 1 г/см³= 1∙10³кг/м³. П. м-лов изменяется в пределах 0,9—23 г/см³; главных породообразующих — от 2 до 3,5 г/см³. П. м-лов зависит от массы ядер атомов, ат. радиуса, строения электронных орбит и кристаллохимии м-лов; устанавливается связь П. с внутренней энергией веществ. П. петрогенных элементов и породообр. м-лов увеличивается по мере уплотнения структуры; тяжелых элементов, рудных м-лов, самородных металлов — с увеличением массы ядер атомов. П. воды в зависимости от минерализации изменяется от 1,0 до 1,4 г/см³; нефти равна 0,75 — 1,0 г/см³. Для интрузивных г. п. характерны зависимость П. от минер, состава и высокие коэф. корреляции (0,76— 0,61) с SiO₂, FeO, Fe₂O₃, CaO и MgO. Наблюдаются непрерывные ряды г. п. (нормальный, щелочной) с постепенным возрастанием П. по мере уменьшения в них SiO₂ и увеличения тяжелых элементов. Средняя П. петрографических гр. г. п. возрастает от кислых к основным и ультраосновным п.

(см. табл.). Аномальный (для общего ряда) состав и П. 2,73 г/см³) имеют анортозиты. Полнокристаллические структуры г. п. определяют их низкую пористость , изменяющуюся от 0,1% (гипербазиты) до I—3% (граниты).

Средние плотности петрографических гр. г. п. (г/см3)
Наименование г. п.	П.	Наименование г. п.	П.	Пределы П.
Граниты	2,58	Липариты	_	2,14-2,59
Гранодиориты	2,69	Кварц-порфиры	2,60	2,54-2,66
Кварцевые диориты	2.75	Андезиты Порфириты, андезиты	—	2,17-2,68
Диориты	2,81		2,73	2,55-2,81
Габбро	2,95	Базальты	—	2,22-2,85
Пироксениты	3,20	Диабазы	2,79	2,62-2,95
Перидотиты (гарцбургиты)	3,27

П. эффузивных г. п. зависит от их текстуры, диагенеза и состава; их пористость изменяется от 5 до 40%. П. метам, п. коррелируется с составом. Наблюдается возрастание П. по мере увеличения метаморфизма п. (см. табл.) , обусловленное гл. обр. развитием более плотных м-лов и в меньшей мере уменьшением пористости (от 5 до 0,5% ). Ультраметаморфизм приводит к разуплотнению п. до 2,57 г/см³ за счет образования легких м-лов. Снижение П. на 20—40% наблюдается при гидротерм. метасоматических изменениях, а возрастание — при контактовом метаморфизме. Для осад, образований характерно увеличение П. по мере диагенеза осадков и катагенеза п., обусловливаемое давлением вышележащих толщ, или повышенным давлением при складчатых процессах. Изменение П. осад. п. характеризуется экспоненциальными кривыми, асимптотически приближающимися к значению П. твердой фазы. Наиболее быстрое уплотнение свойственно карбонатным п. (с 1,8 до 2,8 г/см³) ; медленнее уплотняются песчаные п. (от 1,6 до 2,7 г/см³) ; очень постепенно — глинистые образования (от 1,3 до 2,6 г/см³). Давление до 1000—2000 атм приводит к изменениям П.: осад, и эффузивных г. п. — почти в 2 раза, интрузивных метам, на 1—3%. Дальнейшее уплотнение вещества при давлении до 10—20 тыс. атм происходит за счет образования максимально плотных структур. Изменение температуры в земной коре на П. г. п. влияет незначительно. При сверхвысоких давлениях и температурах в мантии и ядре Земли увеличение П. вещества возможно за счет фазовых изменений. Региональное распределение П. г. п. связано с условиями нх образования и дальнейшего изменения и отражает геол. строение разл, участков земной коры. Наблюдается разл. петроплотностная характеристика древних и молодых платформ, щитов, срединных массивов, складчатых областей, зон активизации и совр. геосинклиналей. Устанавливается вертикальная и послойная зональность. П., как региональная, так и в от дельных структурах (см. Петрофизика).

Возрастание средней П. г. ц. (г/см3):
Наименование г. п.	П.	Наименование г. п.	П.
Филлиты	2,45	Гнейсы:
Серицитовые кварциты	2,58	биотитовые глиноземистые	2,63 2,74
Кремнистые сланцы	2,60	амфиболитовые	2,79
Слюдистые сланцы	2,65	пироксеновые	2,85
Хлоритовые сланцы	2,75	Амфиболиты	2,95
Биотитовые сланцы	2,62	Амфиболиты гранатов	3,10
Кварциты	2,64
Глиноземистые сланцы	2,73	Гранулиты	2,75
		Гиперстеновые диориты	3,10
Роговообманковые сланцы	2,77	Эклогиты	3,30

Различают: 1) П. г. п. с естественной влажностью; 2) П. газо-водонасыщенной или газо-нефтенасыщенной г. п. (неточный термин — воздушно-сухой п.); 3) П. газонасыщенной г. п. (неточный термин — абсолютно сухой п.); 4) П. г. п. приведенную, рассчитанную для определенного газо-водонасыщения. Измерение П. в образцах производится методом гидростатического взвешивания; точность измерения равна 0,005—0,01 г/см³. Возможно определение П. методом гамма-гамма-каротажа и в обнажениях — гамма-плотвостномером. Известны методы определения П. по гравиметрическим исследованиям в шахтах и путем расчетов по гравиметрическим съемкам. Эти методы дают меньшую точность, чем определения П. по образцам. Существуют петрографические методы определения П. г. п. через П. м-лов или кристалло-хим. параметры на основе данных об их объемном или вес. % содер. (Рудник, 1966). П. м-лов г. п. может быть пересчитана на П. г. п. (объемный вес) путем введения поправки на пористость г. п. (Казицын, Рудник), 1968. Я. Б.Дортман.