الكثافة هي قياس كتلة مادة لكل وحدة قياس. على سبيل المثال ، كثافة مكعب من الحديد بوصة واحدة أكبر بكثير من كثافة مكعب من القطن بوصة واحدة. في معظم الحالات ، تكون الأجسام الأكثر كثافة ثقيلة أيضًا.
عادة ما يتم التعبير عن كثافات الصخور والمعادن كجاذبية محددة ، وهي كثافة الصخور نسبة إلى كثافة الماء. هذا ليس معقدًا كما قد تعتقد لأن كثافة الماء هي 1 جرام لكل سنتيمتر مكعب أو 1 جرام / سم3. لذلك ، تترجم هذه الأرقام مباشرة إلى g / cm3أو طن لكل متر مكعب (طن / م3).
تعد كثافة الصخور مفيدة للمهندسين بالطبع. كما أنها ضرورية للجيوفيزيائيين الذين يجب أن يمثلوا صخور الصخور قشرة الأرض لحساب الجاذبية المحلية.
الكثافات المعدنية
كقاعدة عامة ، المعادن غير المعدنية ذات كثافة منخفضة بينما المعادن المعدنية لديها كثافة عالية. معظم المعادن الرئيسية المكونة للصخور في قشرة الأرض ، مثل الكوارتز والفلسبار والكالسيت ، لها كثافة متشابهة جدًا (حوالي 2.6 إلى 3.0 جم / سم)3). يمكن أن تحتوي بعض أثقل المعادن المعدنية ، مثل الإيريديوم والبلاتين ، على كثافة عالية تصل إلى 20.
| المعدنية | كثافة |
|---|---|
| الأباتيت | 3.1–3.2 |
| البيوتايت ميكا | 2.8–3.4 |
| كالسيت | 2.71 |
| كلوريت | 2.6–3.3 |
| نحاس | 8.9 |
| الفلسبار | 2.55–2.76 |
| الفلوريت | 3.18 |
| العقيق | 3.5–4.3 |
| ذهب | 19.32 |
| الجرافيت | 2.23 |
| جبس | 2.3–2.4 |
| هالايت | 2.16 |
| الهيماتيت | 5.26 |
| الهورنبلند | 2.9–3.4 |
| إيريديوم | 22.42 |
| الكاولينايت | 2.6 |
| المغنتيت | 5.18 |
| زيتون | 3.27–4.27 |
| البيريت | 5.02 |
| كوارتز | 2.65 |
| سفاليرايت | 3.9–4.1 |
| التلك | 2.7–2.8 |
| التورمالين | 3.02–3.2 |
كثافات الصخور
كثافة الصخور حساسة جدًا للمعادن التي يتكون منها نوع صخري معين. صخور رسوبية (والجرانيت) ، الغني بالكوارتز والفلسبار ، تميل إلى أن تكون أقل كثافة من الصخور البركانية. وإذا كنت تعرف الخاص بك نارية علم البترول ، سترى أنه كلما كانت الصخرة (غنية بالمغنيسيوم والحديد) أكثر صخرة ، زادت كثافتها.
| صخرة | كثافة |
|---|---|
| أنديسايت | 2.5–2.8 |
| بازلت حجر بركاني | 2.8–3.0 |
| فحم | 1.1–1.4 |
| Diabase | 2.6–3.0 |
| ديوريت | 2.8–3.0 |
| الدولوميت | 2.8–2.9 |
| جابرو | 2.7–3.3 |
| Gneiss | 2.6–2.9 |
| الجرانيت | 2.6–2.7 |
| جبس | 2.3–2.8 |
| حجر الكلس | 2.3–2.7 |
| رخام | 2.4–2.7 |
| ميكا شست | 2.5–2.9 |
| الزبرجد | 3.1–3.4 |
| كوارتزيت | 2.6–2.8 |
| الريوليت | 2.4–2.6 |
| الملح الصخري | 2.5–2.6 |
| الحجر الرملي | 2.2–2.8 |
| الصخري | 2.4–2.8 |
| سليت | 2.7–2.8 |
كما ترى ، يمكن أن تحتوي الصخور من نفس النوع على مجموعة من الكثافات. ويرجع ذلك جزئيًا إلى صخور مختلفة من نفس النوع تحتوي على نسب مختلفة من المعادن. الجرانيت ، على سبيل المثال ، يمكن أن يحتوي على محتوى الكوارتز في أي مكان بين 20٪ و 60٪.
المسامية والكثافة
يمكن أن يعزى هذا النطاق من الكثافات أيضًا إلى مسامية الصخور (مقدار المساحة المفتوحة بين الحبوب المعدنية). يُقاس هذا إما عشريًا بين 0 و 1 أو كنسبة مئوية. في الصخور البلورية مثل الجرانيت ، التي تحتوي على حبيبات معدنية ضيقة ومتشابكة ، تكون المسامية عادة منخفضة جدًا (أقل من 1 في المائة). على الطرف الآخر من الطيف هو الحجر الرملي ، مع حبيبات الرمل الكبيرة والفردية. يمكن أن تصل مسامتها إلى 10 بالمائة إلى 35 بالمائة.
مسامية الحجر الرملي لها أهمية خاصة في جيولوجيا البترول. يعتقد الكثير من الناس أن خزانات النفط عبارة عن تجمعات أو بحيرات من النفط تحت الأرض ، على غرار طبقة المياه الجوفية المحصورة التي تحتجز المياه ، لكن هذا غير صحيح. وبدلاً من ذلك ، تقع الخزانات في الحجر الرملي المسامي والنافذ ، حيث تتصرف الصخرة مثل الإسفنج ، وتحمل الزيت بين مسامها.