地球物理勘探概論：第一章-巖(礦)石物性與各類礦床的地球物理特征課件

1、第一章 巖（礦）石物性與各類礦床的地球物理特征 地球物理勘探以巖石、礦石（或地層）與圍巖的物理性質(zhì)差:密度、磁化性質(zhì)、導(dǎo)電性、放射性等異為基礎(chǔ)。第一節(jié) 巖（礦）石的密度 三大巖類物質(zhì)循環(huán)一、巖礦石的密度巖石名稱密度（g/cm）巖石名稱密度（g/cm）沉積巖類火成巖類土壤1.11.3花崗巖2.5 3.7砂巖1.8 2.8安山巖2.5 2.8頁巖2.4 3.0輝長巖2.9 3.1石灰?guī)r2.3 3.0玄武巖2.7 3.2石膏2.7 3.0橄欖巖2.9 3.3巖鹽2.1 2.2礦石變質(zhì)巖類赤鐵礦4.9 5.3片麻巖2.4 2.9磁鐵礦4.9 5.2蛇紋巖2.6 3.2黃鐵礦4.9 5.2石英巖2.6

2、2.9鉻鐵礦4.5 4.6大理石2.6 2.9重晶石4.3 4.6各類巖石的密度表（一）巖（礦）石密度的一般規(guī)律1.火成（巖漿）巖密度變質(zhì)巖密度沉積巖密度根據(jù)長期研究的結(jié)果，認(rèn)為決定巖、礦石密度的主要因素為：組成巖石的各種礦物成分及其含量的多少；巖石中孔隙度大小及孔隙中的充填物成分；巖石所承受的壓力等。 2.火成巖（2.53.6 g /cm）（1）主要取決于礦物成分及其含量的百分比，由酸性基性超基性巖，隨著密度大的鐵鎂暗色礦物含量增多密度逐漸加大。（2）成巖過程中的冷凝、結(jié)晶分異作用也會造成同一巖體不同巖相帶，由邊緣相到中心相， 密度逐漸增大。（3）不同成巖環(huán)境(如侵入與噴發(fā))也會造成同一巖類

3、的密度有較大差異，同一成分的火成巖密度，噴出巖小于侵入巖。（4）年代老的巖體的密度小于新巖體的密度。噴出巖 2.52.6 g /cm侵入巖 2.72.9 g /cm基性、超基性巖 3.03.6 g /cm火成巖成分和密度的關(guān)系沉積巖的密度主要取決于巖石的孔隙度及巖石所處的構(gòu)造部位：（1）沉積巖一般具有較大的孔隙度，如灰?guī)r、頁巖、砂巖 等，這類巖石密度值主要取決于孔隙度大小，干燥的巖 石隨孔隙度減少密度呈線性增大；（2）孔隙中如有充填物，充填物的成分(如水、油、氣等)及 充填孔隙的百分比也明顯地影響著密度值；（3）隨著成巖時代的久遠(yuǎn)及埋深加大，上覆巖層對下伏巖層 的壓力加大，這種壓實作用也會使密

4、度值變大。3.沉積巖（1.62.7 g /cm）4.變質(zhì)巖（2.62.8 g /cm）變質(zhì)巖的密度一般大于原巖的密度；變質(zhì)程度越深，密度越大；動力變質(zhì)而使巖石破碎，則密度減小。變質(zhì)巖的密度與礦物成分、含量和孔隙度均有關(guān)，這主要由變質(zhì)的性質(zhì)和變質(zhì)程度來決定；通常，由于重結(jié)晶等作用，區(qū)域變質(zhì)作用將使變質(zhì)巖比原巖密度值加大；經(jīng)過變質(zhì)的沉積巖，如大理巖、板巖和石英巖比原生石灰?guī)r、頁巖和砂巖更致密些。由于變質(zhì)作用的復(fù)雜性，所以這類巖石的密度變化顯得很不穩(wěn)定，要具體情況具體分析變質(zhì)作用與變質(zhì)巖 5.礦石金屬礦： 很大，一般大于巖石的平均密度（2.7 g /cm）非金屬礦：其 小于巖石的平均密度（2.7 g

5、 /cm） (g /cm )20006000500029004000300063711000（核幔分界面）（地心）Km8106144122地表地幔9.912.465.5根據(jù)有關(guān)地球物理資料，推測地球內(nèi)部物質(zhì)密度變化如下圖所示：（二）地球內(nèi)部的密度分布二、巖石、礦石標(biāo)本的密度測定 設(shè)標(biāo)本在空氣中的重量為P1 ,在水中的重量為P2 ，水的密度為0則有：（P1 -P2）g=V0g第二節(jié) 巖礦石的磁性一、物質(zhì)的磁性 任何物質(zhì)的磁性都是帶電粒子運動的結(jié)果。 又叫逆磁性、反磁性。一些物質(zhì)的原子中電子磁矩互相抵消，合磁矩為零。當(dāng)受到外加磁場作用時,電子軌道運動會發(fā)生變化,而且在與外加磁場的相反方向產(chǎn)生很小的

6、合磁矩,如H2O,SiO2,AlCI2 。（一）抗磁性（逆磁性） 抗磁性物質(zhì)的原子（離子）的磁矩應(yīng)為零,即不存在永久磁矩。當(dāng)抗磁性物質(zhì)放入外磁場中，受到外磁場作用后，電子受到洛侖茲力的作用，外磁場使電子軌道改變，其運動軌道繞外磁場做旋轉(zhuǎn)（拉莫爾旋進(jìn)），感生一個與外磁場方向相反的磁矩，表現(xiàn)為抗磁性。所以抗磁性來源于原子中電子軌道狀態(tài)的變化。 K:磁化率，表征物質(zhì)受磁化的難易程度 抗磁性 順磁性是指有些物質(zhì)可以受到外部磁場的影響產(chǎn)生同指向的磁場的特性。這樣的物質(zhì)具有正的磁化率。與順磁性相反的現(xiàn)象被稱為抗磁性。（二）順磁性順磁性 順磁性物質(zhì)的主要特征是：不論外加磁場是否存在，原子內(nèi)部存在永久磁矩。抗

7、磁性 過渡族金屬（如鐵）及它們的合金和化合物所具有的磁性叫做鐵磁性。法國P.E.外斯認(rèn)為：鐵磁體內(nèi)部存在強(qiáng)大的“分子場”，即使無外磁場，也能使內(nèi)部自發(fā)地磁化；自發(fā)磁化的小區(qū)域稱為磁疇，每個磁疇的磁化均達(dá)到磁飽和。實驗表明，磁疇磁矩起因于電子的自旋磁矩。（三）鐵磁性 Ferromagnetism 1.磁化強(qiáng)度與磁化場呈非線性關(guān)系。右圖中HC 稱為矯頑磁力。 磁滯回線鐵磁性 2. 磁化率與溫度的關(guān)系，服從居里-魏斯定律即：式中：C是居里常數(shù)，T是熱力學(xué)溫度,TC是居里溫 度, 當(dāng)TTC，鐵磁性消失，轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾?性。鐵磁性 3.在無外磁場作用時，各磁疇的磁化強(qiáng)度矢量取向混亂，不呈磁性。當(dāng)施加外磁場時

8、，磁疇結(jié)構(gòu)發(fā)生變化;隨外磁場增加,通過疇壁移動和轉(zhuǎn)動的過程，顯示出宏觀磁性。鐵磁性 二、巖石、礦石的磁性特征 （一）表征磁性的物理量 1.磁化強(qiáng)度和磁化率 磁化強(qiáng)度：均勻無限磁介質(zhì)受到外部磁場H的作用時，衡量物質(zhì)被磁化程度的物理量，它與磁場強(qiáng)度H的關(guān)系為：M = kH 式中：k磁化率,它表征物質(zhì)磁化的難易程度，是一個量綱為一的物理量。SI單位制用SI(k)標(biāo)明，CGSM單位制用CGSM(k)標(biāo)明,兩者的關(guān)系是1SI(k)=1/4CGSM(k)。在兩種單位中，磁化強(qiáng)度的單位,分別是A/m及CGSM(M),兩者的關(guān)系是1A/m=10-3CGSM(M)。2.磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁導(dǎo)率 在各向同性磁介質(zhì)內(nèi)部任

9、意點上，磁化場H在該點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度（磁通密度）為B=H式中：B 以T特（斯拉）為單位，是介質(zhì)的磁導(dǎo)率，單位為H/m亨（利）/米；H以A/m（安/米）為單位。 令r=/0(相對磁導(dǎo)率)，有： B=H=0rH=0H+0（r-1）H=0（1+k）H =0（H+M) (k =r-1)上式為物質(zhì)磁化與外磁場的關(guān)系。顯然，在同一外磁場的作用下，空間為磁介質(zhì)充填與空間為真空相比，B增加了kH項，即介質(zhì)受磁化后所產(chǎn)生的附加場，其大小與介質(zhì)的磁化率成正比。磁介質(zhì)的r=1+k是一個純量。=0(1+k)3.感應(yīng)磁化強(qiáng)度和剩余磁化強(qiáng)度 感應(yīng)磁化強(qiáng)度：位于巖石圈中的地質(zhì)體，處在約為0.510-4T的地球磁場的作用下

10、；它們受現(xiàn)代地磁場的磁化，而具有的磁化強(qiáng)度，叫感應(yīng)磁化強(qiáng)度（Mi），表示為：Mi =k(T/0 ) T:地磁場總強(qiáng)度（磁感應(yīng)強(qiáng)度)；k是巖石、礦石的磁化率。 剩余磁化強(qiáng)度：巖石、礦石在生成時，處于一定條件下，受當(dāng)時的地磁場磁化，成巖后經(jīng)歷漫長的地質(zhì)過程，所保留下來的磁化強(qiáng)度，稱作天然剩余磁化強(qiáng)度，它與現(xiàn)代地磁場無關(guān)。 巖石的總磁化強(qiáng)度 M= Mi+ Mr = k(T/0)+ Mr 磁法勘探中，表征巖石磁性的物理量是:k（Mi）、Mr 及M。（二）礦物的磁性 1.抗磁礦物與順磁礦物：絕大多數(shù)礦物屬順磁性與抗磁性。常見礦物的磁化率2.鐵磁性礦物 自然界中不存在純鐵磁性礦物，最重要的鐵磁性礦物當(dāng)推鐵

11、鈦氧化物，由FeO、Fe203、TiO3組合成的固熔體的主要礦物及其他磁性礦物（三）各類巖石一般磁性特征 1.沉積巖的磁性 一般說來，沉積巖的磁性較弱，主要取決于副礦物的含量和成分，它們是磁鐵礦、磁赤鐵礦、赤鐵礦，以及鐵的氫氧化物。造巖礦物如石英、長石、方解石等，對磁化率無貢獻(xiàn)。2.火成巖的磁性 （1）不同類型的侵入巖，其k平均值隨著巖石的基性增強(qiáng)而增大。它們的磁化率數(shù)值分布范圍寬。 （2）超基性巖是火成巖中磁性最強(qiáng)的。超基性巖體系在經(jīng)受蛇紋石化時，輝石被蝕變分解成蛇紋石和磁鐵礦，使磁化率增大，可達(dá)到幾個SI（k）單位。 （3）基性巖、中性巖，一般說來其磁性較超基性巖低。 （4）花崗巖建造的侵

12、入巖，普遍是鐵磁順磁性的，磁化率不高。 （5）噴出巖在化學(xué)和礦物成分上與同類侵入巖相近，其磁化率的一般特征相同。 （6）火成巖具有明顯的天然剩余磁性，其Q= Mr /Mi 稱為柯尼希斯貝格比。不同巖石組成的Q值范圍，可在0-10或更大范圍內(nèi)變化。 3.變質(zhì)巖的磁性 變質(zhì)巖的磁化率和天然剩余磁化強(qiáng)度的變化范圍很大。按磁性，變質(zhì)巖可分為鐵磁順磁性和鐵磁性兩類，其與原來的基質(zhì)有關(guān)，也與其形成條件有關(guān)。由沉積巖變質(zhì)生成的，稱副變質(zhì)巖，其磁性特征一般具有鐵磁順磁性；由巖漿巖變質(zhì)生成的，稱正變質(zhì)巖，其磁性有鐵磁順磁性與鐵磁性兩種。這和原巖的礦物成分，以及變質(zhì)作用的外來性或原生性有關(guān)。 具有層狀結(jié)構(gòu)的變質(zhì)巖

13、，表現(xiàn)有磁各向異性。其Mr方向往往近于片理方向。磁化率各向異性可用下式來評價：式中：k是磁化率各向異性系數(shù)。在強(qiáng)變質(zhì)沉積巖石中，k值可達(dá)1.01.5。 （四）影響巖石磁性的主要因素 1.巖石磁性與鐵磁性礦物含量有關(guān) 2.巖石磁性與磁性礦物顆粒大小、結(jié)構(gòu)有關(guān) （1）相對含量相同，磁化率與粒經(jīng)成正比。 （2）衡量剩磁大小的矯頑力HC ，與鐵磁性礦物顆粒成反比。噴出巖的剩磁常較同一成分的侵入巖的剩磁大。 當(dāng)磁性礦物相對含量、顆粒大小都相同，顆粒相互膠結(jié)的比顆粒乘分散狀者磁性強(qiáng)。3.巖石磁性與溫度、壓力有關(guān)（1）順磁體磁化率與溫度的關(guān)系由居里定律確定： （2）鐵磁性礦物的磁化率與溫度的關(guān)系，有可逆及不

14、可逆兩種。前者磁化率隨溫度增高而增大，接近居里點則陡然下降趨于零；加熱和冷卻的過程，在一定條件下磁化率都有同一個數(shù)值。后者其加熱和冷卻曲線不相吻合，即不可逆。此外，溫度增高還引起礦物矯頑力減小。 鐵磁體磁化，同時發(fā)生機(jī)械變形，其形狀和體積的改變稱為磁致申縮。巖石的剩余磁化強(qiáng)度隨著巖石受壓的增大而減小。三、巖石的剩余磁性（一）巖石剩余磁性的類型及特點 1.熱剩余磁性（TRM） 在恒定的磁場作用下，巖石從居里點以上的溫度，逐漸冷卻到居里點一下，在通過居里溫度時受磁化所獲得的剩磁，稱熱剩余磁性（簡稱熱剩磁）。熱剩磁具有如下特點： （1）強(qiáng)度大，大致正比于外磁場強(qiáng)度，并同外磁場方向一致。因此,火成巖的

15、天然剩余磁化強(qiáng)度方向,代表了成巖時的地磁場方向。 （2）具有很高的穩(wěn)定性，熱剩磁的弛豫時間長。 （3）實驗證明，總熱剩磁是居里溫度至室溫各個溫度區(qū)間的部分熱剩磁之和。即熱剩磁服從疊加定律（特里埃第一定律）。 （4）熱退磁過程也服從疊加定律（特里埃第二定律）。 巖石的熱剩磁是古地磁研究的重要對象之一。 2.碎屑剩余磁性（DRM） 沉積巖中含有從母巖分化剝蝕帶來的許多碎屑顆粒，其中磁性顆粒（磁鐵礦等）在水中沉積時，受當(dāng)時的地磁場作用，會沿地磁方向定向排列，或者是這些磁性顆粒在沉積物的含水孔隙中轉(zhuǎn)向地磁場方向。沉積物固結(jié)成巖石，保存下來的磁性稱為碎屑剩余磁性（沉積剩余磁性，簡稱碎屑剩磁）。 特點：

16、（1）強(qiáng)度正比于定向排列的磁性顆粒數(shù)目,比熱剩磁小得多。 （2）形成碎屑剩磁的磁性顆粒來自火成巖,這些顆粒的原生磁性來自熱剩磁，因此，碎屑剩磁比較穩(wěn)定。 （3）等軸狀顆粒，其碎屑剩磁方向和外磁場（地磁場）方向一致。 3.化學(xué)剩余磁性（CRM） 在一定磁場中，某些磁性物質(zhì)在低于居里溫度的條件下，經(jīng)過相變過程（重結(jié)晶）或化學(xué)過程（氧化還原）所獲得的剩磁，稱為化學(xué)剩余磁性（簡稱化學(xué)剩磁）。特點： （1）在弱磁場中,其強(qiáng)度正比于外磁場強(qiáng)度。 （2）有較高的穩(wěn)定性。 （3）在相同磁場中,化學(xué)剩磁強(qiáng)度只有熱剩磁的幾十分之一，但大于碎屑剩磁強(qiáng)度。 上述三種剩余磁性，統(tǒng)稱為原生剩磁。 4.黏滯剩余磁性（VRM

17、） 巖石生成之后，長期處在地球磁場作用下，隨時間的推移，其中原來定向排列的磁疇，逐漸地弛豫到作用磁場的方向，這一過程中所形成的剩磁稱為黏滯剩余磁性。 特點： （1）強(qiáng)度與時間的對數(shù)成正比。 （2）隨溫度增高，黏滯剩磁增大。 5.等溫剩余磁性（IRM） 在常溫沒有加熱情況下，巖石受外磁場的作用（如閃電作用），獲得的剩磁稱等溫剩余磁性，其大小和方向隨外磁場變化。 黏滯剩余磁性、等溫剩余磁性，稱為次生剩磁 地殼巖石具有的原生剩磁，即是磁法勘探，也是古地磁研究的對象。次生剩磁不能作為古地磁研究的“化石”。（二）各類巖石剩余磁性的成英 1.火成巖剩磁的成因 熱剩磁是形成火成巖原生剩磁的原因。 2，沉積巖

18、剩磁的成因 沉積巖的剩余磁性，是通過沉積作用和成巖作用兩個過程形成的。前者形成碎屑剩磁，后者成巖作用經(jīng)氧化和脫水過程,獲得化學(xué)剩磁。故,沉積巖的剩磁系碎屑與化學(xué)剩磁。 3.變質(zhì)巖剩磁的成因 變質(zhì)巖的剩余磁性與其原巖有關(guān)。由火成巖變質(zhì)生成的正變質(zhì)巖，它可能有熱剩磁，由沉積巖變質(zhì)生成的副變質(zhì)巖，它可能有碎屑剩磁與化學(xué)剩磁。第三節(jié) 巖（礦石）的電性（一）巖石、礦石導(dǎo)電機(jī)制 1.固體礦物的導(dǎo)電機(jī)制 金屬導(dǎo)體 半導(dǎo)體 固體電解質(zhì)。 金屬導(dǎo)體和半導(dǎo)體是電子導(dǎo)體，導(dǎo)電作用是通過其中的某些電子在外電場作用下定向運動來實現(xiàn)的。 一、巖石和礦石的導(dǎo)電性 （1）各種天然金屬屬于金屬導(dǎo)體。金屬導(dǎo)體的電阻率很低，一般1

19、0-6 m。 （2）大多數(shù)金屬礦物屬于半導(dǎo)體，其電阻率高于金屬導(dǎo)體，通常在10-6 m106 m之間。 （3）絕大多數(shù)造巖礦物（如輝石、長石、云母、方解石、角閃石、石榴子石等）在導(dǎo)電機(jī)制上屬于固體電解質(zhì),它是由正、負(fù)離子靠靜電力（離子鍵）結(jié)合的離子晶體。通常，固體電解質(zhì)的電阻率很高,一般電阻率大于106m。 2.孔隙水的導(dǎo)電機(jī)制 天然巖石中的孔隙水含鹽分（電解質(zhì)），其溶于水形成電解液時，其中一部分電解質(zhì)的正、負(fù)離子會彼此分開，并可在溶液中互不依賴的自由運動，即所謂電離或離解。故為離子導(dǎo)電。巖石孔隙水100m，通常在1m10m之間。（二）影響巖石、礦石導(dǎo)電性的因數(shù) 1.巖石、礦石電阻率與其成分和

20、結(jié)構(gòu)有關(guān)。 2.巖石、礦石電阻率與所含水分有關(guān)。 3.電子導(dǎo)電礦物或礦石的電阻率隨溫度增高而上升；離子導(dǎo)電巖石的電阻率隨溫度增高而降低。 4.在壓力極限內(nèi),壓力大使孔隙中的水被擠出來,則電阻率變大；壓力超過巖石破壞極限，則巖石破裂，使電阻率降低。（三）巖石、礦石的電阻率 二、巖石和礦石的自然極化和激發(fā)極化特性 一般情況下物質(zhì)都是電中性的。但是，某些巖石和礦石在特定的自然條件下，在巖石中產(chǎn)生的各種物理化學(xué)過程作用下，巖石可以形成面電荷和體電荷。巖石的這一性質(zhì)稱為巖石極化。 自然極化 激發(fā)極化 （一）巖石和礦石的自然極化特征 1.電子導(dǎo)體的自然極化石墨 2.離子導(dǎo)體的自然極化由動電效應(yīng)產(chǎn)生的流動電

21、位所引起。 （1）過濾電場。當(dāng)?shù)叵滤鬟^多孔巖石時，在地表就可以觀測到過濾電場。 裂隙電場 上升泉電場 河流電場 山地電場 （2）擴(kuò)散吸附電場 當(dāng)兩種濃度不同的溶液相接觸時，會產(chǎn)生擴(kuò)散現(xiàn)象。溶質(zhì)由濃度大的溶液移向濃度小的溶液里，以達(dá)到濃度平衡。正、負(fù)離子將隨溶質(zhì)移動，但因巖石顆粒的吸附作用，正、負(fù)離子的擴(kuò)散速度不同，使兩種不同離子濃度的巖石分界面上分別含有過量的正離子和負(fù)離子，形成電位差，這種電場稱為擴(kuò)散吸附電場。（二）巖石和礦石的人工極化成因 1.電子導(dǎo)體的人工極化成因 在電流作用下，導(dǎo)體的“陰極”和“陽極”處雙電層電位差相對于電極電位的變化值稱為超電壓。超電壓的形成過程即是電極極化過程。

22、順便指出，除了電極極化過程外，通電時“陰極”和“陽極”處發(fā)生的氧化還原過程也是形成電子導(dǎo)體激發(fā)極化的因素之一。 面極化 體極化2.離子導(dǎo)體的激發(fā)極化成因 造巖礦物屬離子導(dǎo)體。其激發(fā)極化與巖石激電效應(yīng)和巖石顆粒和周圍溶液界面上雙電層結(jié)構(gòu)有關(guān)。 雙電層形變形成激發(fā)極化的速度和放電的快慢，決定于離子沿顆粒表面移動的速度和路徑的長短，因而較大的巖石顆粒將有較大的時間系數(shù)（即充電和放電時間長），這是用激電法尋找地下含水層的物性基礎(chǔ)。（三）巖石和礦石的激發(fā)極化特征 1.時間特征 巖石、礦石激發(fā)極化分為兩類。第一類是“面極化”，第二類是“體極化”，其特點是極化單元（指微小的金屬礦物、石墨或巖石顆粒）呈體分布

23、于整個極化體內(nèi)，如浸染狀金屬礦石和礦化、石墨化巖石以及離子導(dǎo)電巖石均屬這一類。上述兩類極化的差別只具有相對意義。 2頻率特征 當(dāng)保持交變電流If* 不變，而逐漸改變頻率f時，電位差U將隨之改變。這種在超低頻段上（f=n10-2Hzn102Hz）電場隨頻率變化的現(xiàn)象，是巖石、礦石激發(fā)極化的結(jié)果。 交流激電特性： 三、表征巖石和礦石介電極化的參數(shù) 在利用交變電場進(jìn)行電法勘探的情況下，巖石、礦石的電性除顯示出與電阻率有關(guān)的傳導(dǎo)電流外，還顯示與巖石、礦石介電常數(shù)有關(guān)的“位移電流”。絕大多數(shù)造巖礦物的相對介電常數(shù)不超過1011。然而，一些氧化物、硫化物和碳酸鹽的r值可達(dá)20170（如金剛石）。四、巖石和

24、礦石的導(dǎo)磁性 導(dǎo)磁率表征物質(zhì)在磁化作用下集中磁力線的性質(zhì)。 除極少數(shù)鐵磁性礦物（磁鐵礦、磁黃鐵礦和鈦鐵礦）外，其他礦物的磁導(dǎo)率皆與0值相差很小。只當(dāng)巖石或礦石中含有大量鐵磁性礦物時，其相對磁導(dǎo)率r 才明顯大于1。 由于大多數(shù)巖石、礦石的相對磁導(dǎo)率值接近于1，而鐵磁性巖、礦石的剩余磁性在觀測交變電磁場時無影響，故在電磁法中，可以利用巖石、礦石導(dǎo)磁性的差異來尋找磁性鐵礦或評價磁法異常。這時，方法所受干擾比按導(dǎo)電性找礦時所受干擾小得多。第四節(jié) 巖石層的地震波速度一、地震波在巖石中的傳播速度二、影響速度的主要因素 1. 影響波速的基本因素是巖石的孔隙度。 一切固體巖石都是由礦物顆粒構(gòu)成的巖石骨架和充填

25、有各種氣體或液體的空隙組成，波在孔隙的氣體或液體中傳播的速度要低于在巖石骨架中的傳播速度，孔隙度增大時，巖石密度變小，速度也要降低。 2. 波速還與巖石的生成時代和埋藏深度有關(guān)。埋藏深、時代老的巖石要比埋藏淺、時代新的巖石的速度大。 3. 地表附近巖石受風(fēng)化作用而變得疏松，波在其中傳播速度很低，一般為400m/s1000m/s，這種地帶稱為低速帶。*第五節(jié)巖、礦石的放射性天然放射性核素在自然界的分布一、放射性元素在地殼中的平均含量(克拉克值) 自然界中廣泛存在的放射性元素有數(shù)十種，其中有： (一)鈾、釷及其衰變產(chǎn)物，為原子序數(shù)高于83的重元素的全核素，和一部分原子序數(shù)為8183的核素； (二)

26、門捷列夫周期表中某些元素的同位素，如鉀（ ）,銣（ ），釤（ ）等，它們的半衰期長、活度低； (三)由于宇宙射線轟擊大氣，發(fā)生核反應(yīng)而形成的放射性核素，如碳（ ），氚（ ）等； (四)重元素核的自發(fā)分裂或人工分裂（核爆炸）所產(chǎn)生的放射性核素，如鋯（ ），銫（ ），釕（ ）等。二 放射性核素在巖石中的平均含量 根據(jù)羅諾夫和雅洛謝夫斯基公布的資料，各類巖石體積占地殼總體積的百分比如下：巖漿巖64.5%左右，變質(zhì)巖26.5%左右，沉積巖9%左右。 （一）在各類巖石中,隨著巖石酸性減弱，放射性核素的平均含量有規(guī)律地降低。中性巖與酸性巖約為1：2；基性巖與酸性巖約為1：4至1：5。 （二）沉積巖中放射性

27、核素含量變化范圍較大。 （三）泥質(zhì)頁巖中的U含量最高，鹽巖、石膏中放射性核素含量最低。 （四）變質(zhì)巖中放射性核素的含量，與變質(zhì)前原來巖石的物質(zhì)成分及變質(zhì)過程有關(guān)。 （五）沉積巖石中的含量普遍低于在酸性巖漿巖中的含量，酸性巖漿巖中的ThU比值（C/C）比其它巖石中的比值大。 （六）巖石中放射性核素的平均含量還與巖石的地質(zhì)年代有關(guān)。在同一地區(qū)，對同一類型的巖石，年代越新放射性核素含量越高;在不同地區(qū),對于同一類型而年代不同的巖石,放射性核素的含量變化沒有一定的規(guī)律。三 放射性核素在天然水中的含量 水中的含量通常比巖石中低得多,并隨著地區(qū)的不同而不同。由于釷及其化合物不易溶解,所以水中Th含量很低，約為巖石中Th含量的千分之一。鑒于此，輻射儀在寬闊水面上測得的