岩石物理学及岩石性质

岩石物理学及岩石性质

一、矿物

1.1矿物

矿物是单个元素或若干个元素在一定地质条件下形成的具有特定理化性质的化合物，是构成岩石的基本单元。矿物多数是在地壳（地球）物理化学条件下形成的无机晶质固体，也有少数呈非晶质和胶体。

1.2矿物的主要物理特性

1.2.1光学特性

（1）颜色：矿物的颜色由矿物对入射光的反映呈现出来。一般来说矿物的颜色是矿物对入射光吸收色的补色。

（2）条痕:条痕色指矿物经过在不涂釉的瓷板上擦划，在瓷板上留下的矿物粉粒的颜色。

（3）光泽:光泽是矿物表面对入射光所射的总光量。根据光泽有无金属感，将光泽分为金属光泽与非金属光泽。矿物光泽特性既与矿物组成和结构有关，又与矿物表面特征有关。

（4）透明度:透明度与矿物对矿物透射光的多少有关。

1.2.2力学性质

（1）硬度：

矿物的硬度是指矿物的坚硬程度。一般采用摩氏硬度法鉴别矿物硬度。即采用标准矿物的硬度对未知矿物进行相对硬度的鉴别。摩氏硬度中选取十种矿物作为标准矿物，将矿物分为10级，称为摩氏硬度计。这十种矿物硬度由1级到10级的顺序是：①滑石，②石膏，③方解石，④磷灰石，⑤萤石，⑥正长石，⑦石英，⑧黄玉，⑨刚玉，⑩金刚石。

（2）解理与断口：

矿物受力后产生破裂出现的没有一定方向的不规则的断开面，谓之断口。当晶质体矿物受力断开时，出现一系列平行的、平整的裂面时，称为解理。断口出现的程度跟解理的完善程度相互消长，解理程度越低的矿物越容易形成断口。因此，断口具有了非晶质体的基本含义。解理与晶质体内质点间距有明显的关系，

解理常出现在质点密度较大的方向上。

（3）延展性：

矿物的延展性，也可以称为矿物的韧性。其特征是表现为矿物能被拉成长丝和辗成薄片的特性。这是自然金属元素具有的基本特性。

1.3重要矿物

（1）自然元素矿物：这类矿物较少，其中包括人们所熟知的矿物，如金、铂、自然铜、硫磺、金刚石（见图1）、石墨等。

图1金刚石

（2）硫化物类矿物：本类是金属元素与硫的化合物，大约200多种，Cu、Pb、Mo、Zn、As、Sb、Hg等金属矿床多有此类矿物富集而称，具有很大的经济价值。

方铅矿PbS。闪锌矿ZnS。黄铁矿FeS2（见图2）

图2黄铁矿

（3）氧化物及氢氧化物类矿物：本类矿物分布相当广泛，共约180多种，包括重要的造盐矿物如石英及Fe、Al、Mn、Cr、Ti、Sn、U、Th等的氧化物或氢

氧化物，是铁、铝、锰、铬、钛、锡、铀、钍等矿石的重要来源，经济价值很大。

赤铁矿Fe2O3。磁铁矿Fe3O4或FeO·Fe2O3。褐铁矿FeO（OH）·nH2 O。软锰矿MnO2。铝土矿Al2O3·nH2O石英SiO2

（4）含氧盐类矿物：

正长石K[AlSi3O8]或K2O·Al2O3·6SiO2。斜长石橄榄石（Mg，Fe）2[SiO4]。辉石（Ca，Na）(Mg，Fe，Al)[(Si，Al)2O6]。角闪石Ca2Na(Mg，Fe)4（Al，Fe）[(Si，Al)4O11]2[OH]2云母。方解石CaCO3。（见图3）

图3方解石

二、岩石

2.1岩石

岩石，地质勘探的主要对象。是固态矿物或矿物的混合物，由一种或多种矿物组成的，具有一定结构构造的集合体，也有少数包含有生物的遗骸或遗迹（即化石）。

2.2岩石种类

（1）岩浆岩

也称火成岩。来自地球内部的熔融物质，在不同地质条件下冷凝固结而成的岩石。当熔浆由火山通道喷溢出地表凝固形成的岩石，称喷出岩或称火山岩。常见的火山岩有玄武岩、安山岩和流纹岩等。当熔岩上升未达地表而在地壳一定深度凝结而形成的岩石称侵入岩，按侵入部位不同又分为深成岩和浅成岩。花岗岩（见图4）、辉长岩、闪长岩是典型的深成岩。花岗斑岩、辉长玢岩和闪长玢岩是

常见的浅成岩。根据化学组分又可将火成岩分为超基性岩（SiO2，小于45%）、基性岩（SiO2，45%～52%）、中性岩（SiO2，52%～65%）、酸性岩（SiO2，大于65%）和碱性岩含有特殊碱性矿物，SiO2，52%～66%）。火成岩占地壳体积的64.7%。

图4花岗岩

（2）沉积岩

也称水成岩。在地表常温、常压条件下，由风化物质、火山碎屑、有机物及少量宇宙物质经搬运、沉积和成岩作用形成的层状岩石。沉积岩由颗粒物质和胶结物质组成。颗粒物质是指不同形状及大小的岩屑及某些矿物，胶结物质的主要成分为碳酸钙、氧化硅、氧化铁及粘土质等。按成因可分为碎屑岩、粘土岩和化学岩（包括生物化学岩）。常见的沉积岩有砂岩、凝灰质砂岩、砾岩、粘土岩、页岩、石灰岩、白云岩、硅质岩、铁质岩、磷质岩等。沉积岩占地壳体积的7.9%，但在地壳表层分布则甚广，约占陆地面积的75%，而海底几乎全部为沉积物所覆盖。

（3）变质岩

原有岩石经变质作用而形成的岩石。根据变质作用类型的不同，可将变质岩分为5类：动力变质岩、接触变质岩、区域变质岩、混合岩和交代变质岩。常见的变质岩有糜棱岩、碎裂岩、角岩、板岩、千枚岩（见图5）、片岩、片麻岩、大理岩、石英岩、角闪岩、片粒岩、榴辉岩、混合岩等。变质岩占地壳体积的27.4%。

图5千枚岩

火成岩、沉积岩、变质岩三者可以互相转化。火成岩经沉积作用成为沉积岩，经变质作用成为变质岩。变质岩也可再次成为新的沉积岩，沉积岩经变质作用成为变质岩，沉积岩、变质岩可被熔化，再次成为火成岩。

2.3岩石的物理性质

（1）磁性

岩石的磁性主要决定于组成岩石的矿物的磁性，并受成岩后地质作用过程的影响。一般说，橄榄石、辉长石、玄武岩等基性、超基性岩浆岩的磁性最强；变质岩次之；沉积岩最弱。

岩石和矿物的磁性与温度、压力有关系。顺磁性矿物的磁化率与温度的关系遵循居里定律。铁磁性矿物的居里温度一般为300～700℃，其磁化率一般随温度升高而增大（可达50%），至居里温度附近则迅速下降。岩石的磁化率和磁化强度值都随压力的增大而减小。

（2）密度和孔隙度

矿物的密度是由构成该矿物各元素的原子量和矿物的分子结构决定的。天然金属的密度最大。石油的密度是由其成分决定的。岩石的密度取决于它的矿物组成、结构构造、孔隙度和它所处的外部条件。

（3）弹性波传播速度

纵波和横波在岩石和矿物中传播的速度vP和vS是地球物理勘探中常用的两个参数。

矿物中波的传播速度与矿物的密度有关，对于主要造岩矿物，如长石、石英

等，波速一般随密度的增加而升高；对于金属矿物和天然金属，波速一般随密度的增加而下降。

岩石中的波速取决于其矿物成分和孔隙充填物的弹性。

压力增大时，岩石中的波速增大。

（4）电性

地球物理勘探中常用的岩石电性参数有电导率σ或电阻率ρ，电容率ε和极化率η。

按导电特性不同，矿物可分为导体、半导体和介电体。一些金属（如自然金、自然铜等）和石墨等属于导体（ρ≈10-6～10-5欧姆·米）。多数金属硫化物和金属氧化物属于半导体（ρ≈10-6～106欧姆·米）。绝大多数造岩矿物（石英、长石、云母等）属于介电体（ρ>106欧姆·米）。不同岩石和矿石的矿物组成、结构构造、孔隙液含量和液体的性质都不相同，

岩石和矿物的电容率ε即为介电常数。在实用中为了方便，常采用无量纲参数相对电容率k

面极化系数和极化率是激发极化法（见电法勘探）所用的两个电性参数。

含矿岩石的极化率要比不含矿的大得多。在结构构造相同的同类含矿岩石中,随着导电矿物体积含量(ξv)的增加，极化率开始明显增大，渐趋于某一极大值。极化率在很大程度上受着结构构造的控制。此外，极化率还与温度和孔隙液含盐浓度等因素有关。岩石或矿石中有拉长形导电矿物，当其呈定向排列时，这种岩石或矿石的极化率有明显的各向异性。

（5）热学性质

在地球物理工作中常用的热学参数是热导率。大多数矿物的热导率都显示各向异性。岩石的热导率取决于组成岩石的矿物和固体颗粒间的介质如空气、水、石油等的绝热性质。孔隙度增高时热导率下降。当温度和压力升高时，空气的热导率显著增大。

岩石和矿物的热导率与温度、压力有关系。一般说来，温度升高,热导率降低,，压力升高，沉积岩的热导率增大，当压力从零升至100大气压时，热导率变化最大。压力再升高，则热导率变化不大，或趋于一常数。

三、岩石物理学

3.1岩石物理学

岩石物理研究主要是试图建立地球物理勘探所获得的物理量与地下岩石参数的定量对应关系，并快速理解储层流体变化所引起的地震响应变化，增强和减小解释的风险。

3.2发展现状及应用技术

国外岩石物理研究的重点在于理论模型的建立和应用，着眼于研究成果的系统化和精细化。

国内岩石物理研究则紧紧跟踪了国外的技术发展，着眼于岩石物理理论模型的应用，主要包括以下几方面：

1）岩石物理理论模型适应性研究；

2）实验室岩心测试技术研究；

3）储层特征参数研究；

4）岩石物理参数规律统计；

5）储层特征敏感参数识别；

6）测井曲线的重构或生成。

3.3未来发展趋势

随着隐蔽油气藏勘探开发及提高老油田采收率的实际需要，作为油气勘探开发领域的基础性研究，岩石物理研究在未来储层特征识别、测井曲线估算、流体性质预测、AVO、时移地震等方面有着广泛的应用，面临着难得的机遇。

岩石物理研究相当于油气勘探开发的显微镜，不同的研究阶段、不同的研究对象，需要不同的技术支撑。

岩石物理未来的研究的重点可能包括以下方面：

1）岩石物理模型建立及适用性研究

岩石物理性质是复杂的，且不同区域有不同的规律。一方面，要基于地震波在岩石中传播的规律，建立尽可能确切的岩石物理性质各因素间相互联系的理论模型，这是岩石物理研究的基础；另一方面，要明确不可能得到一种普遍的理论模型或者经验公式，因此应用理论模型或者经验公式时，必须要了解各自的适用范围、假设条件和关键参数，简单的外推可能导致错误的结果。

2）岩石物理研究在勘探开发中的实际应用

随着计算机能力的提高和地震处理技术的改进，地震数据处理可以解释地下岩石更多的细节，如岩性识别、流体识别、孔隙性质判断、储层压力和温度确定、岩石衰减因子确定等。没有相应的岩石物理研究，这些任务很难实现；同时也需要在勘探发实践中，对岩石物理研究所得到的认识、结论不断的进行探索应用，分析其存在的问题，不断的进行完善。

3）岩石物理模版研究

岩石物理技术在储层物性反演、烃类检测、AVO、时移地震等地震技术中起到了基本准则的作用，也可对地震数据的处理和解释提供基础性参数和参考，这种准则作用或者基础参数分析可以通过岩石物理模板实现。

基于区域地质和岩石物理参数，如岩性、矿物组成、深度、压力、温度梯度、成岩作用、流体特征等，通过各种参数的统计分析，建立针对特定应用目的不同属性参数之间的关系的模版，为地质学家对地球物理信息的定性认识乃至定量解释提供方便的实用工具。

常用岩土材料参数和岩石物理力学性质一览表

(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下： ) 21(3ν-= E K ) 1(2ν+= E G （7.2） 当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5，因为计算的K 值将会非常的高，偏离实际值很多。最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计)，然后再用K 和ν来计算G 值。 表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。 岩石的弹性（实验室值）（Goodman,1980） 表7.1 土的弹性特性值（实验室值）（Das,1980） 表7.2 各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况，横切各向同性弹性模型需要5 中弹性常量：E 1, E 3, ν12,ν13和G 13；正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3, ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23。这些常量的定义见理论篇。 均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。一些学者已经给出了用各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。表3.7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。 横切各向同性弹性岩石的弹性常数（实验室） 表7.3

流体弹性特性——用于地下水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K f ，如果土粒是可压缩的，则要用到比奥模量M 。纯净水在室温情况下的K f 值是2 Gpa 。其取值依赖于分析的目的。分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态（见理论篇第三章流体-固体相互作用分析），则尽量要用比较低的K f ，不用折减。这是由于对于大的K f 流动时间步长很小，并且，力学收敛性也较差。在FLAC 3D 中用到的流动时间步长,? tf 与孔隙度n ，渗透系数k 以及K f 有如下关系： ' f f k K n t ∝ ? （7.3） 对于可变形流体（多数课本中都是将流体设定为不可压缩的）我们可以通过获得的固结系数νC 来决定改变K f 的结果。 f 'K n m k C + = νν （7.4） 其中 3 /4G K 1 m += ν f 'k k γ= 其中，' k ——FLAC 3D 使用的渗透系数 k ——渗透系数，单位和速度单位一样（如米/秒） f γ——水的单位重量 考虑到固结时间常量与νC 成比例，我么可以将K f 的值从其实际值（Pa 9 102?）减少，利用上面得表达式看看其产生的误差。 流动体积模量还会影响无流动但是有空隙压力产生的模型的收敛速率（见1.7节流动与力学的相互作用）。如果K f 是一个通过比较机械模型得到的值，则由于机械变形将会产生孔隙压力。如果K f 远比k 大，则压缩过程就慢，但是一般有可能K f 对其影响很小。例如在土体中，孔隙水中还会包含一些尚未溶解的空气，从而明显的使体积模量减小。 在无流动情况下，饱和体积模量为： n K K K f u + = （7.5） 不排水的泊松比为：

岩石物理性质

岩石物理性质 地球物理勘探中所涉及的各类岩石和矿物的物理性质。岩石的密度、弹性波传播速度、磁化率、电阻率、热导率、放射性等,是形成各种地球物理场的基础（表1）。 磁性常用的岩石磁性参数是磁化率、磁化强度、剩余磁化强度矢量，以及剩余磁化强度同感应磁化强度的比值Q。 矿物按其磁性的不同可分为3类： ①反磁性矿物,如石英、磷灰石、闪锌矿、方铅矿等。磁化率为恒量，负值，且较小。 ②顺磁性矿物，大多数纯净矿物都属于此类。磁化率为恒量,正值，也比较小。 ③铁磁性矿物,如磁铁矿等含铁、钴、镍元素的矿物。磁化率不是恒量，为正值，且相当大。也可认为这是顺磁性矿物中的一种特殊类型。 岩石的磁性主要决定于组成岩石的矿物的磁性，并受成岩后地质作用过程的影响。一般说，橄榄石、辉长石、玄武岩等基性、超基性岩浆岩的磁性最强；变质岩次之；沉积岩最弱。 ①岩浆岩的磁性取决于岩石中铁磁性矿物的含量。结构构造相同的岩石，铁磁性矿物含量愈高，磁化率值愈大。铁磁性侵入岩的天然剩余磁化强度，按酸性、中性、基性、超基性的顺序逐渐变大。铁磁性侵入岩的特点是Q值一般小于1。由接触交代作用而形成的岩石,Q值可达1～3，甚至更大。 ②沉积岩的磁性主要也是由铁磁性矿物的含量决定的。分布最广的沉积岩造岩矿物，如石英、方解石、长石、石膏等，为反磁性或弱 1顺磁性矿物。菱铁矿、钛铁矿、黑云母等矿物之纯净者是顺磁性矿物；含铁磁性矿物杂质者具有强顺磁性。沉积岩的磁化率和天然剩余磁化强度值都比较小。

③变质岩的磁性是由其原始成分和变质过程决定的。原岩为沉积岩的变质岩，磁性一般比较弱；原岩为岩浆岩的变质岩在变质作用相同时，其磁性一般比原岩为沉积岩的变质岩强。大理岩和结晶灰岩为反磁性变质岩。岩石变质后，磁性也发生变化。蛇纹石化的岩石磁性比原岩强；云英岩化、粘土化、绢云母化和绿泥石化的岩石，磁性比原岩减弱。 岩石磁性的各向异性是岩石的层状结构造成的。磁化率高，变质程度深的岩石，磁各向异性很明显。褶皱区沉积岩的磁各向异性一般要比地台区的大。 岩石的天然剩余磁化强度矢量是在岩石形成过程中，按当时当地的地磁场方向“冻结”下来的。这个矢量的指极性与现代地磁场方向一致的称为正极性。岩石的年代愈古老，它的剩余磁化强度矢量的成分愈复杂。岩石剩余磁性由各种天然磁化过程形成。岩石在磁场中从居里点以上温度冷却时获得的剩余磁性称为热剩余磁性；岩石中的铁磁性物质在磁场中由于磁粘滞性而获得的剩余磁性称粘滞剩余磁性；沉积岩中的微小磁性颗粒在沉积过程中受磁场作用采取定向排列因而获得的剩余磁性称为沉积剩余磁性；沉积物中的铁矿物沉积后，在磁场中经化学变化而获得的剩余磁性称化学剩余磁性；还有等温剩余磁性是常温下磁性物质在磁场中获得的剩余磁性（见岩石磁性）。岩石的剩余磁性是古地磁学赖以建立的基础。 岩石和矿物的磁性与温度、压力有关系。顺磁性矿物的磁化率与温度的关系遵循居里定律。铁磁性矿物的居里温度一般为300～ 2700℃，其磁化率一般随温度升高而增大（可达50％），至居里温度附近则迅速下降。铁磁性矿物的磁化率与温度的关系有两种类型：一为可逆型，即在矿物加热和冷却过程中温度相同时磁化率值相同，如纯磁铁矿、钛铁矿。另一种为不可逆型，即矿物加热和冷却过程中温度相同时磁化率值不同，如对升温不稳定的铁磁性矿物。岩石加热时，磁化率也逐步升高，至200～400℃迅速下降。岩石的磁化率和磁化强度值都随压力的增大而减小。 密度和孔隙度矿物的密度是由构成该矿物各元素的原子量和矿物的分子结构决定的。大多数造岩矿物如长石、石英、辉石等具有 3

岩石物性资料

岩石物性资料

岩（矿）石物性资料 （2008年12月11日） 一、密度： 表1-1 常见矿物的密度 名称 密度/g.3cm - 名称 密度/g.3cm -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.3cm - 名称 密度/g.3 cm -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

岩石类型及其物性特征差异

岩石类型及其物性特征差异 ————岩体的磁异常特征及其电阻率 岩石是在各种地质作用下，按一定方式结合而成的矿物集合体，它是构成地壳及地幔的主要物质。岩石虽然也有一定的化学成分和物理性质,但与矿物相比,其物质组成不固定，有一定的变化范围，物理性质也不均匀。 岩石的种类很多,但从成因和形成过程来看,一般被分为三大类:岩浆岩（注：火成岩是一些由岩浆作用而形成的岩浆岩和一些貌似岩浆岩而不是岩浆岩的岩，由于火成岩以岩浆岩为主，一般可以将火成岩称为岩浆岩）、沉积岩、变质岩。它们在地球上的分布情况,各不相同。沉积岩主要分布在地壳表层部分,占陆壳面积75%; 而距地表越深,火成岩和变质岩就越多,在地壳的深部和上地慢,主要由火成岩和变质岩构成。按体积计算,地壳中火成岩占64.7%,变质岩占27.4%,沉积岩占7.9%。 一．岩浆岩 岩浆是地下深处形成的高温高压熔融体,其成分主要为硅酸盐,富含挥发份。岩浆沿着地壳薄弱地带侵入地壳甚至喷出地表,随着温度降低,岩浆最后冷凝固结成岩石,形成岩浆岩。 当岩浆喷出地表后冷凝形成的岩石称喷出岩,或称火山岩。分熔岩和火山碎屑岩。岩浆在地表以下冷凝形成的岩石称侵入岩。在较深处形成的侵入岩叫深成岩,在较浅处形成的侵入岩叫浅成岩。 岩浆岩的种类很多,组成岩浆岩的矿物种类也各不相同。但最主要的矿物有:石英、长石、云母、角闪石、辉石、橄榄石等。 石英、长石中含SiO2,Al2O3高,颜色浅,称浅色矿物; 角闪石、辉石、橄榄石中氧化铁, 氧化镁含量高,硅铝含量少,颜色较深,称为暗色矿物。 现在已经发现700多种岩浆岩，大部分是在地壳里面的岩石。常见的岩浆岩有花岗岩、闪长岩、辉长岩、橄榄岩、流纹岩、安山岩及玄武岩等。一般来说，岩浆岩易出现于板块交界地带的火山区 花岗岩：是酸性火山岩，是一种岩浆在地表以下凝结冷却形成的火成岩， 主要成分是长石和石英。 花岗岩体上的磁异常特征：花岗岩类一般磁性较弱。多数花岗岩体上只有数百纳特的磁异常，有时仅几十纳特，曲线起伏跳跃较小。少数岩体也有数千纳特异常的。花岗岩体有不同的岩相带，形成不同的磁场特征，且边缘相磁异常往往较高。花岗闪长岩磁性较花岗岩为高，其磁异常与闪长岩相近。 闪长岩：是中性火山岩，主要由斜长石（中－更长石）和一种或几种暗 色矿物组成，后者总量一般为20～35%。不含或仅含少量的钾长石，一般不超过长石总量的10%。不含或含极少量石英，其量不超过浅色矿物总量的 5%。暗色矿物以角闪石为主，有时有辉石和黑云母。 闪长岩体上的磁异常特征：闪长岩体常具中等强度的磁性，在出露岩体上可以产生1000～3000nT的磁异常。当磁性均匀时，异常曲线跳跃较小，磁性不

岩石物理分析

第一篇地震岩石物理学及在储层预测的应用 Seismic Rock physics Theory and the Application in Reservor Discrimination 摘要 储层预测研究主要在于弄清储层构造特征、岩性特征及储层参数，进而减少勘探开发风险。储层参数包括孔隙度、渗透率、流体类型等，而地震资料提供的是地震波旅行时和振幅信息，再通过反演可得到弹性参数。地震岩石物理学则为储层参数和弹性参数之间搭建桥梁。横波速度是重要的地球物理参数在近些年发展起来的叠前地震储层弹性参数反演及流体检测方面起着重要的作用。地震横波速度估计技术是根据地震岩石物理建立的目标岩石模量计算模式，利用计算出的模量重建纵波曲线，与实测曲线建立迭代格式修正岩石模量，实现横波速度等关键参数估计。在方法实现上利用了Xu-White模型为初始模型。流体因子是识别储层流体的重要参数，常规流体因子多是基于单相介质理论提出的，而从双相介质岩石物理理论出发可以更好的研究孔隙流体对介质岩石弹性性质的影响，为敏感流体因子的构建提供更好的指导。本文采用了Gassmann流体因子，并分析了其敏感性。 关键词：等效介质模量，孔隙度，横波速度估算，Xu-White模型，Gassmann流体因子。

Seismic Rock physics Theory and the Application in Reservor Discrimination Abstract The study of reservoir prediction is mainly to investigate the characteristics of reservoir structure,lithologic features and reservoir parameters,aim to reduce the risk of exploration. Reservoir parameters include porosity,permeability,fluid type,etc,But seismic data only reflects on seismic traveltime,amplitude information,and elastic parameters which can be obtained throuth seismic inversion.Seismic rock physics builds bridges for reservoir parameters elastic.S-wave velocity, an important geophysical parameter,plays an important role in pre-stack seismic reservoir elastic parameter inversion and fluid detection witch developed in recent years.The seismic shear wave velocity estimation technique is based on the rock mass calculation model established by the seismic rock physics, reconstructs the longitudinal wave curve with the calculated modulus, establishes the iterative pattern with the measured curve to correct the rock modulus, and obtain the key parameters such as the shear wave velocity.The Xu-White model was used as the initial model in the method implementation. Fluid factor is an important parameter to identify reservoir fluid. Conventional fluid factors are mostly based on the theory of single-phase medium. From the theory of biphasic medium rock physics, it can be better to study the effect of pore fluid on the elastic properties of fluid The construction of fluid factors provides better guidance. In this paper, the Gassmann fluid factor is used and its sensitivity is analyzed. Key word:Equivalent medium modulus, porosity,Shear wave velocity estimation, Xu-White model, Gassmann fluid factor

测定岩石标本物性参数

测定岩(矿)石标本磁物性参数技术方法及工作细则 陕西省核工业地质调查院 2014年四月

测定岩(矿)石标本磁物性参数技术方法及工作细则 一、物性参数 σ) SI 单位为千克每立方米，符号为kg / m 3 换算单位： 103kg / m 3＝1 g / cm 3 (2) 磁性单位 ：磁化率的单位为：SI(k) 与CGSM 单位换算如下：4πSI(k) = 1 CGSM(k) ：磁化强度的单位为：安培每米（A/m ） 与CGSM 单位换算为：A/m=10-3 CGSM( M ) (D)与磁倾角(I)的单位均为：°(度) (3)、电性单位 ρ)：电阻率的单位为：Ω·m (欧姆·米) η)：极化率的单位为：% (百分数) 可见，岩矿石物性标本应具有地质单元的代表性、统计样本的代表性、空间分布的代表性。岩矿石物性数据应具有地质描述的准确性，参数测定的精确性，数理统计的合理性，构造岩矿石物性数据的可靠性。 专门的岩矿石物性调查工作应单独进行技术设计编写，物探中的物性工作可参考专门的岩矿石物性调查工作编写技术设计，也可作为相应项目的一部分编写设计。 误差计算公式有两种： a) 平均相对误差为：%100Bi Ai -n 1i i n 1i ?+B A =∑=μ

b) 均方误差为： n B A n i i i 2) ( 12 ∑=- ± = ε 式中：μ—平均相对误差；ε—均方误差；n —检查样品数；A i ——第i件样品一次测量结果； B i ——第i件样品另一次测量结果。 二、测定物性参数的仪器设备 (1) 密度测定仪器 ①、密度测定仪器 其种类包括：大称、密度计和电子天平等。大称宜用于第四系松散沉积物的密度测定；密度计和电子天平宜用于固结岩矿石的密度测定。 ②、测定密度仪器的测程为1000～7000kg / m3。 ③、仪器检查与性能测定：按仪器使用说明书规定进行仪器检查与性能测定。根据样品质量的范围，在测定过程中应使用相应质量大小的砝码进行仪器标定。 ④、仪器维护：维护砝码的清洁，以保证砝码质量的稳定。 (2) 磁性测定仪器 ①、磁性测定仪器：类型主要有：无定向磁力仪、线圈感应式岩样磁力仪、卡帕桥、旋转式磁力仪、磁勘查所使用的高精度磁力仪等。 ②、磁性仪器灵敏度要求：专门测定磁性仪器要求的灵敏度不低于 10－6SI，其他类仪器的灵敏度应为10－6SI 量级，能够测量强磁性样品的磁性。 ③、仪器检查与性能测定 按仪器使用说明书规定进行仪器检查与性能测定。根据磁性强弱，应有相应测程的标准磁性样品进行仪器标定。 ④、仪器维护与使用 宜在无磁空间或磁场稳定的空间使用磁性测定仪器，使用中应注意仪器的防尘、防潮，防止电磁干扰 (3) 电性测定仪器 ①、电性测定仪器 种类主要有：改进的微机激电仪、电阻率桥等。

岩石物性资料

岩（矿）石物性资料 （2008年12月11日） 一、密度： 表1-1 常见矿物的密度 名称 密度/g.3cm - 名称 密度/g.3cm -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.3cm - 名称 密度/g.3 cm -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

岩石物性资料21页

岩（矿）石物性资料 （2008年12月11日） 一、密度： 表1-1 常见矿物的密度 名称密度/g.3 cm-名称密度/g.3 cm-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.3 cm-名称密度/g.3 cm-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

常用的岩土和岩石物理力学参数

(E, ν与) (K, G) 的转换关系如下： K E 3(1 2 ) G E （7.2） 2(1 ) 当 ν值接近 0.5 的时候不能盲目的使用公式 3.5，因为计算的 K 值将会非常的高，偏离 实际值很多。最好是确定好 K 值 (利用压缩试验或者 P 波速度试验估计 )，然后再用 K 和 ν 来计算 G 值。 表 7.1 和 7.2 分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。 岩石的弹性（实验室值） （Goodman,1980） 表 7.1 干密度 (kg/m 3) E(GPa) ν K(GPa) G(GPa) 砂岩 19.3 0.38 26.8 7.0 粉质砂岩 26.3 0.22 15.6 10.8 石灰石 2090 28.5 0.29 22.6 11.1 页岩 2210-257 11.1 0.29 8.8 4.3 大理石 2700 55.8 0.25 37.2 22.3 花岗岩 73.8 0.22 43.9 30.2 土的弹性特性值（实验室值） （Das,1980） 表 7.2 松散均质砂土 密质均质砂土 松散含角砾淤泥质砂土 密实含角砾淤泥质砂土 硬质粘土 软质粘土 黄土 软质有机土 冻土 3 弹性模量 E(MPa) 泊松比 ν 干密度 (kg/m ) 1470 10-26 0.2-0.4 1840 34-69 0.3-0.45 1630 1940 0.2-0.4 1730 6-14 0.2-0.5 1170-1490 2-3 0.15-0.25 1380 610-820 2150 各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况， 横切各向同性弹性模型需要5 中弹性常量： E E 3 , ν12 , ν 和 G 13 ；正交各向异性弹性模型有 9 个弹性模量 E 1, 13 1,E 2,E 3, ν12 , ν , ν 和 G 23。这些常量的定义见理论篇。 1323 ,G 12,G 13 均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。 一些学者已经给出了用 各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。表 3.7 给出了各向 异性岩石的一些典型的特性值。 横切各向同性弹性岩石的弹性常数（实验室） 表 7.3 E x (GPa) E y (GPa) νyx νzx G xy (GPa) 砂岩 43.0 40.0 0.28 0.17 17.0 砂岩 15.7 9.6 0.28 0.21 5.2

岩石力学性质试验指导书

实验一岩石单轴抗压强度试验 1.1 概述 当无侧限岩石试样在纵向压力作用下出现压缩破坏时，单位面积上所承受的载荷称为岩石的单轴抗压强度，即试样破坏时的最大载荷与垂直于加载方向的截面积之比。 在测定单轴抗压强度的同时，也可同时进行变形试验。 不同含水状态的试样均可按本规定进行测定，试样的含水状态用以下方法处理： （1）烘干状态的试样，在105～1100C下烘24h。 （2）饱和状态的试样，使试样逐步浸水，首先淹没试样高度的1/4，然后每隔2h分别升高水面至试样的1/3和1/2处，6h后全部浸没试样，试样在水下自由吸水48h；采用煮沸法饱和试样时，煮沸箱内水面应经常保持高于试样面，煮沸时间不少于6h。 1.2 试样备制 （1）试样可用钻孔岩芯或坑、槽探中采取的岩块，试件备制中不允许有人为裂隙出现。按规程要求标准试件为圆柱体，直径为5cm，允许变化范围为4.8～5.2cm。高度为10cm，允许变化范围为9.5～10.5cm。对于非均质的粗粒结构岩石，或取样尺寸小于标准尺寸者，允许采用非标准试样，但高径比必须保持=2:1～2.5:1。 （2）试样数量，视所要求的受力方向或含水状态而定，一般情况下必须制备3个。 （3）试样制备的精度，在试样整个高度上，直径误差不得超过0.3mm。两端面的不平行度最大不超过0.05mm。端面应垂直于试样轴线，最大偏差不超过0.25度。 1.3 试样描述 试验前的描述，应包括如下内容： （1）岩石名称、颜色、结构、矿物成分、颗粒大小，胶结物性质等特征。 （2）节理裂隙的发育程度及其分布，并记录受载方向与层理、片理及节理裂隙之间的关系。 （3）测量试样尺寸，并记录试样加工过程中的缺陷。 1.4 主要仪器设备 试样加工设备：钻石机、锯石机、磨石机或其他制样设备。 量测工具与有关检查仪器： 游标卡尺、天平（称量大于500g，感量0.01g），烘箱和干燥箱，水槽、煮沸设备。 加载设备： 压力试验机。压力机应满足下列要求： （1）有足够的吨位，即能在总吨位的10%～90%之间进行试验，并能连续加载且无冲击。 （2）承压板面平整光滑且有足够的刚度，其中之一须具有球形座。承压板直径不小于试样直径，且也不宜大于试样直径的两倍。如大于两倍以上时需在试样上下端加辅助承压板，辅助承压板的刚度和平整光滑度应满足压力机承压板的要求。 （3）压力机的校正与检验应符合国家计量标准的规定。 1.5 试验程序 （1）根据所要求的试样状态准备试样。 （2）将试样置于压力机承压板中心，调整有球形座的承压板，使试样均匀受力。

岩石的基本物理力学性质

岩石的基本物理力学性质 岩石的基本物理力学性质是岩体最基本、最重 要的性质之一，也是岩体力学中研究最早、最完善 的力学性质。 岩石密度：天然密度、饱和密度、 质量指标密度、重力密度 岩石颗粒密度 孔隙性孔隙比、孔隙率 含水率、吸水率 水理指标 渗透系数 抗风化指标软化系数、耐崩解性指数、膨胀率 抗冻性抗冻性系数 单轴抗压强度 单轴抗拉强度 抗剪强度 三向压缩强度 岩石的基本物理力学性质 ◆岩石的变形特性 ◆岩石的强度理论 试验方法参照标准：《工程岩体试验方法标准》（GB/T 50266-99）。 第二章岩石的基本物理力学性质 第一节岩石的基本物理性质 第二节岩石的强度特性 第三节岩石的变形特性

第四节岩石的强度理论 回顾----岩石的基本构成 岩石是自然界中各种矿物的集合体，是天然地质作用的产物，一般而言，大部分新鲜岩石质地均坚硬致密，空隙小而少，抗水性强，透水性弱，力学强度高。 岩石是构成岩体的基本组成单元。相对于岩体而言，岩石可看作是连续的、均质的、各向同性的介质。 岩石的基本构成：由组成岩石的物质成分和结构两大方面来决定的。 回顾----岩石的基本构成 一、岩石的物质成分 ●岩石是自然界中各种矿物的集合体。 ●岩石中主要的造岩矿物有：正长石、斜长石、石英、黑云母、角闪石、辉石、方解石、白云石、高岭石等。 ●岩石中的矿物成分会影响岩石的抗风化能力、物理性质和强度特性。 ●岩石中矿物成分的相对稳定性对岩石抗风化能力有显著的影响，各矿物的相对稳定性主要与化学成分、结晶特征及形成条件有关。 回顾----岩石的基本构成 二、岩石的结构 是指岩石中矿物（及岩屑）颗粒相互之间的关系，包括颗粒的大小、性状、排列、结构连结特点及岩石中的微结构面（即内部缺陷）。其中，以结构连结和岩石中的微结构面对岩石工程性质影响最大。 回顾----岩石的基本构成 ●岩石结构连结 结晶连结和胶结连结。 结晶连结：岩石中矿物颗粒通过结晶相互嵌合在一起，如岩浆岩、大部分变质岩及部分沉积岩的结构连结。这种连结结晶颗粒之间紧密接触，故岩石强度一般较大，但随结构的不同而有一定的差异。 胶结连结：指颗粒与颗粒之间通过胶结物在一起的连结。对于这种连结的岩石，其强度主要取决于胶结物及胶结类型。从胶结物来看，硅质铁质胶结的岩石强度较高，钙质次之，而泥质胶结强度最低。 回顾----岩石的基本构成 ●岩石中的微结构 岩石中的微结构面（或称缺陷），是指存在于矿物颗粒内部

岩石的基本物理力学性质及其试验方法

第一讲岩石的基本物理力学性质及其试验方法(之一) 一、内容提要： 本讲主要讲述岩石的物理力学性能等指标及其试验方法，岩石的强度特性。 二、重点、难点： 岩石的强度特性，对岩石的物理力学性能等指标及其试验方法作一般了解。 一、概述 岩体力学是研究岩石和岩体力学性能的理论和应用的科学，是探讨岩石和岩体对其周围物理环境(力场)的变化作出反应的一门力学分支。 所谓的岩石是指由矿物和岩屑在长期的地质作用下，按一定规律聚集而成的自然体。由于成因的不同，岩石可分成火成岩、沉积岩、变质岩三大类。岩体是指在一定工程范围内的自然地质体。通常认为岩体是由岩石和结构面组成。所谓的结构面是指没有或者具有极低抗拉强度的力学不连续面，它包括一切地质分离面。这些地质分离面大到延伸几公里的断层，小到岩石矿物中的片理和解理等。从结构面的力学来看，它往往是岩体中相对比较薄弱的环节。因此，结构面的力学特性在一定的条件下将控制岩体的力学特性，控制岩体的强度和变形。 【例题1】岩石按其成因可分为( )三大类。 A. 火成岩、沉积岩、变质岩 B. 花岗岩、砂页岩、片麻岩 C. 火成岩、深成岩、浅成岩 D. 坚硬岩、硬岩、软岩答案：A 【例题2】片麻岩属于( )。 A. 火成岩 B. 沉积岩 C. 变质岩 答案：C 【例题3】在一定的条件下控制岩体的力学特性，控制岩体的强度和变形的是( )。 A. 岩石的种类 B. 岩石的矿物组成 C. 结构面的力学特性 D. 岩石的体积大小答案：C 二、岩石的基本物理力学性质及其试验方法 (一)岩石的质量指标 与岩石的质量有关的指标是岩石的最基本的，也是在岩石工程中最常用的指标。 1 岩石的颗粒密度(原称为比重) 岩石的颗粒密度是指岩石的固体物质的质量与其体积之比值。岩石颗粒密度通常采用比重瓶法来求得。其试验方法见相关的国家标准。岩石颗粒密度可按下式计算 2 岩石的块体密度 岩石的块体密度是指单位体积岩块的质量。按照岩块含水率的不同，可分成干密度、饱和密度和湿密度。 (1)岩石的干密度 岩石的干密度通常是指在烘干状态下岩块单位体积的质量。该指标一般都采用量积法求得。即将岩块加工成标准试件(所谓的标准试件是指满足圆柱体直径为48～54mm，高径比为2.0～2.5，含大颗粒的岩石，其试件直径应大于岩石最大颗粒直径的10倍；并对试件加工具有以下的要求；沿试件高度，直径或边长的误差不得大于0.3mm；试件两端面的不平整度误差不得大于0.05mm；端面垂直于试件轴线，最大偏差不得大于0.25。)。测量试件直径或边长以及高度后，将试件置于烘箱中，在105～110℃的恒温下烘24h，再将试件放入干燥器内冷却至重温，最后称试件的质量。岩块干

岩石物性资料

岩（矿）石物性资料 密度： 一． 表1-1 常见矿物的密度 名称 密度/g.3cm - 名称 密度/g.3cm -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.3cm - 名称 密度/g.3cm -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

各种岩石矿物地球物理物性参数总结

沉积岩、冲积物及水的电阻率 （单位：Ω.M） 岩石名称 ρ变化范围 岩石名称 ρ变化范围 固结页岩 20-2×103潜水 ＜100 厚层泥岩 10-8×102海水 n×10-1- n×100砾 石 2×103-104矿井水 n×100 砂 岩 1-6．4×108 n×10-1 深成盐渍水 灰 岩 50-107 未凝结 20 湿 粘 土 泥 灰 岩 3-70 粘 土 1-100 10-800 冲击层和砂 油 砂 4-800 白 云 岩 3．5×102-5×103 雨 水 ＞1000 河 水 n×10-1- n×102

各类岩石磁参数（数量级）一览表 岩石类型K（10-6CGSM）Jr（10-6CGSM）磁铁矿及钛磁铁矿103—106103—106 其他铁矿101—105100—105 超基性岩102—104102—104 基性岩101—104100—104 酸性岩101—103100—104 变质岩100—103100—102 沉积岩100—102100—102

火成岩和变质岩的电阻率 （单位：Ω.M） 岩石名称 ρ变化范围 岩石名称 ρ变化范围 花 岗 岩 3×102-106玄 武 岩 10-1.3×106(干) 花岗斑岩 4.5×102(湿)-1.3×106(干) 橄榄苏长岩 103-6×104(湿) 长石斑岩 4×103(湿) 橄 榄 岩 3×103(湿)-6.5×103(干) 钠 长 岩 3×102(湿)-3.3×103(干)角 闪 岩 8×103(湿)-6×107(干) 正 长 岩 102-106片 岩 20-104 闪 长 岩 104-105凝 灰 岩 2×103(湿)- 105(干) 闪长斑岩 1.9×103(湿)- 2.8×104(干) 石墨片岩 10-102 斑岩(各类) 60-104板 岩 6×102-4×107 英 安 岩 2×104(湿) 片 麻 岩 6.8×104(湿)-3×106(干) 辉绿斑岩 103(湿)-1.7×105(干) 大 理 岩 102-2.5×108(干) 辉 绿 岩 20-5×107矽 卡 岩 2.5×102(湿)-2.5×108(干)熔 岩 102-5×104石 英 岩 10-2×108 辉 长 岩 103-106

常用土层和岩石物理力学性质

(E, ν) 与(K, G)的转换关系如下： ) 21(3ν-= E K ) 1(2ν+= E G （7.2） 当ν值接近0.5的时候不能盲目的使用公式3.5，因为计算的K 值将会非常的高，偏离实际值很多。最好是确定好K 值(利用压缩试验或者P 波速度试验估计)，然后再用K 和ν来计算G 值。 表7.1和7.2分别给出了岩土体的一些典型弹性特性值。 岩石的弹性（实验室值）（Goodman,1980） 表7.1 土的弹性特性值（实验室值）（Das,1980） 表7.2 各向异性弹性特性——作为各向异性弹性体的特殊情况，横切各向同性弹性模型需要5 中弹性常量：E 1, E 3, ν12,ν13和G 13；正交各向异性弹性模型有9个弹性模量E 1,E 2,E 3, ν12,ν13,ν23,G 12,G 13和G 23。这些常量的定义见理论篇。 均质的节理或是层状的岩石一般表现出横切各向同性弹性特性。一些学者已经给出了用

各向同性弹性特性参数、节理刚度和空间参数来表示的弹性常数的公式。表3.7给出了各向异性岩石的一些典型的特性值。 横切各向同性弹性岩石的弹性常数（实验室） 表7.3 流体弹性特性——用于地下水分析的模型涉及到不可压缩的土粒时用到水的体积模量K f ，如果土粒是可压缩的，则要用到比奥模量M 。纯净水在室温情况下的K f 值是2 Gpa 。其取值依赖于分析的目的。分析稳态流动或是求初始孔隙压力的分布状态（见理论篇第三章流体-固体相互作用分析），则尽量要用比较低的K f ，不用折减。这是由于对于大的K f 流动时间步长很小，并且，力学收敛性也较差。在FLAC 3D 中用到的流动时间步长,? tf 与孔隙度n ，渗透系数k 以及K f 有如下关系： ' f f k K n t ∝ ? （7.3） 对于可变形流体（多数课本中都是将流体设定为不可压缩的）我们可以通过获得的固结系数νC 来决定改变K f 的结果。 f 'K n m k C + = νν （7.4） 其中 3 /4G K 1 m += ν f 'k k γ= 其中，' k ——FLAC 3D 使用的渗透系数 k ——渗透系数，单位和速度单位一样（如米/秒） f γ——水的单位重量 考虑到固结时间常量与νC 成比例，我么可以将K f 的值从其实际值（Pa 9 102?）减少，利用上面得表达式看看其产生的误差。 流动体积模量还会影响无流动但是有空隙压力产生的模型的收敛速率（见1.7节流动与力学的相互作用）。如果K f 是一个通过比较机械模型得到的值，则由于机械变形将会产生孔隙压力。如果K f 远比k 大，则压缩过程就慢，但是一般有可能K f 对其影响很小。例如在土体中，孔隙水中还会包含一些尚未溶解的空气，从而明显的使体积模量减小。

岩 石 物 性

油层2 - 储层岩石的物理特性 1.岩石的粒度：岩石颗粒的大小称为粒度粒度组成：是指不同粒径范围（粒级）的颗粒占全部颗粒的百分数（含量）通常用质量百分数来表示。测定方法筛析法和沉降法多孔介质 2.不均匀系数：累计分布曲线上累计质量60%所对应的颗粒直径d60与累计质量10%所对应的颗粒直径d10之比称为不均匀系数 3.粒度中值：累计分布曲线上质量50%所对应的颗粒直径Md 粒度分布曲线 4.分选系数: 表示颗粒大小的均匀程度，So 5.岩石的比面: 是指单位体积岩石内孔隙内表面积或单位体积岩石内岩石骨架的总表面积。 6.影响比面大小的因素P112除受粒径影响外，还受颗粒排列方式、颗粒形状、胶结物含量等因素的影响 7.胶结物：是除碎悄屑颗粒以外的化学沉淀物质，一般是结晶的或非结晶的自生矿物，在砂岩中含量不大于50%。胶结物含量增加使岩石的储油能力和渗透能力变差 8.泥质胶结物：是沉积岩粒度分析中粒度小于0.01的物质的总和粘土矿物: 是指天然的土状细粒集合体，当它与少量的水混合时具有可塑性，粘土矿物是指组成粘土主体的矿物 9.自生粘土矿物在砂岩孔隙中的产状的三种基本类型：1）分散质点式2）薄膜式3）架桥式 10.陆源粘土与自生粘土在储层岩石中的产状不同是造成地层非均质性的原因,分布方式不同则造成地层伤害和生产能力下降 11.灰质胶结物：主要由碳酸盐类矿物组成 12.胶结类型P116胶结物在岩石中的分布状况以及它们与碎屑颗粒的接触关系。1）基底式胶结2）孔隙式胶结3）接触式胶结 13.空隙:孔隙空洞裂缝 14.岩石孔隙类型-----按成因分类 1)粒间孔隙 2)杂基内微孔隙 3)晶体次生晶间孔隙 4)纹理及层理缝 5)裂缝孔隙 6)溶蚀孔隙 15.按孔隙大小的分类 1)超毛细管孔隙 2)毛细管孔隙 3)微毛细管孔隙 16.岩石孔隙组成P120是指组成岩石的各种直径的孔隙数量的比例 17.孔隙结构P121是全部孔隙特征的总称，包括岩石孔隙的大小、形状、孔间连通情况、孔隙类型、孔壁粗糙程度等全部孔隙特征和它的构成方式。直接影响到岩石的储集特性和渗流特性 18.孔隙结构参数:孔隙大小及其分选性;孔喉比;孔隙配位数;孔隙迂曲度 19.孔隙结构类型:1)单重孔隙介质:粒间孔隙结构;纯裂缝结构 2)双重孔隙介质:裂缝--粒间孔结构;孔洞--粒间孔结构 3)三重孔隙介质:粒间孔隙--微裂缝--大洞穴;粒间孔隙--微裂缝--大裂缝 20.孔隙度：是指岩石中孔隙体积Vp与岩石总体积Vb的比值，表达式：