La densité est une mesure de la masse d'une substance par unité de mesure. Par exemple, la densité d'un cube de fer d'un pouce est beaucoup plus élevée que la densité d'un cube de coton d'un pouce. Dans la plupart des cas, les objets plus denses sont également plus lourds.
Les densités des roches et des minéraux sont normalement exprimées en gravité spécifique, qui est la densité de la roche par rapport à la densité de l'eau. Ce n'est pas aussi complexe que vous ne le pensez car la densité de l'eau est de 1 gramme par centimètre cube ou 1 g / cm3. Par conséquent, ces nombres se traduisent directement en g / cm3, ou tonnes par mètre cube (t / m3).
Les densités rocheuses sont bien sûr utiles aux ingénieurs. Ils sont également essentiels pour les géophysiciens qui doivent modéliser les roches de la la croûte terrestre pour les calculs de gravité locale.
Densités minérales
En règle générale, les minéraux non métalliques ont de faibles densités tandis que les minéraux métalliques ont des densités élevées. La plupart des principaux minéraux formant des roches dans la croûte terrestre, comme le quartz, le feldspath et la calcite, ont des densités très similaires (environ 2,6 à 3,0 g / cm
3). Certains des minéraux métalliques les plus lourds, comme l'iridium et le platine, peuvent avoir des densités allant jusqu'à 20.| Minéral | Densité |
|---|---|
| Apatite | 3.1–3.2 |
| Biotite Mica | 2.8–3.4 |
| Calcite | 2.71 |
| Chlorite | 2.6–3.3 |
| Cuivre | 8.9 |
| Feldspath | 2.55–2.76 |
| Fluorine | 3.18 |
| Grenat | 3.5–4.3 |
| Or | 19.32 |
| Graphite | 2.23 |
| Gypse | 2.3–2.4 |
| Halite | 2.16 |
| Hématite | 5.26 |
| Hornblende | 2.9–3.4 |
| Iridium | 22.42 |
| Kaolinite | 2.6 |
| Magnétite | 5.18 |
| Olivine | 3.27–4.27 |
| Pyrite | 5.02 |
| Quartz | 2.65 |
| Sphalérite | 3.9–4.1 |
| Talc | 2.7–2.8 |
| Tourmaline | 3.02–3.2 |
Densités rocheuses
La densité de la roche est très sensible aux minéraux qui composent un type de roche particulier. Roches sédimentaires (et granit), qui sont riches en quartz et en feldspath, ont tendance à être moins denses que les roches volcaniques. Et si vous connaissez votre igné pétrologie, vous verrez que plus une roche est mafique (riche en magnésium et en fer), plus sa densité est grande.
| Roche | Densité |
|---|---|
| Andésite | 2.5–2.8 |
| Basalte | 2.8–3.0 |
| Charbon | 1.1–1.4 |
| Diabase | 2.6–3.0 |
| Diorite | 2.8–3.0 |
| Dolomie | 2.8–2.9 |
| Gabbro | 2.7–3.3 |
| Gneiss | 2.6–2.9 |
| Granit | 2.6–2.7 |
| Gypse | 2.3–2.8 |
| Calcaire | 2.3–2.7 |
| Marbre | 2.4–2.7 |
| Schiste de mica | 2.5–2.9 |
| Péridotite | 3.1–3.4 |
| Quartzite | 2.6–2.8 |
| Rhyolite | 2.4–2.6 |
| Sel gemme | 2.5–2.6 |
| Grès | 2.2–2.8 |
| Schiste argileux | 2.4–2.8 |
| Ardoise | 2.7–2.8 |
Comme vous pouvez le voir, les roches du même type peuvent avoir une gamme de densités. Cela est dû en partie à différentes roches du même type contenant différentes proportions de minéraux. Le granit, par exemple, peut avoir une teneur en quartz comprise entre 20% et 60%.
Porosité et densité
Cette gamme de densités peut également être attribuée à la porosité d'une roche (la quantité d'espace ouvert entre les grains minéraux). Ceci est mesuré soit sous forme décimale entre 0 et 1 ou sous forme de pourcentage. Dans les roches cristallines comme le granit, qui ont des grains minéraux serrés et imbriqués, la porosité est normalement assez faible (moins de 1%). À l'autre extrémité du spectre se trouve le grès, avec ses gros grains de sable individuels. Sa porosité peut atteindre 10 à 35%.
La porosité du grès est particulièrement importante en géologie pétrolière. Beaucoup de gens pensent que les réservoirs de pétrole sont des bassins ou des lacs de pétrole sous le sol, similaires à un aquifère confiné contenant de l'eau, mais c'est incorrect. Les réservoirs sont plutôt situés dans du grès poreux et perméable, où la roche se comporte comme une éponge, retenant le pétrole entre ses espaces poreux.