2024年4月13日发(作者：nova5ipro参数配置详情)

请教：不知道密度如何求动弹性模量

不知道密度如何求动弹性模量？？

2007-5-21 11:11 wanglg

按经验给定密度，一般都不会差太多的，只要能确定岩性就可以了。

其实都有利用纵横波速度反推密度度的公式，只是不太准，而且经验性太强罢了。

2007-5-21 11:14 wanglg

一些常见矿物的特征

石墨（C） 常为鳞片状集合体，有时为块状或土状。颜色与条痕均为黑色，可污手。

半金属光泽。有一组极好解理，易劈开成薄片。硬度1～2，指甲可刻划。有滑感。相对密

度为2.2。

黄铁矿（FeS2） 大多呈块状集合体，也有发育成立方体单晶者。立方体的晶面上常

有平行的细条纹。颜色为浅黄铜色，条痕为绿黑色。金属光泽。硬度6～6.5。性脆，断口

参差状。相对密度5。

黄铜矿（CuFeS2） 常为致密块状或粒状集合体。颜色铜黄，条痕为绿黑色。金属光

泽。硬度3～4，小刀能刻划。性脆，相对密度4.1～4.3。

黄铜矿以颜色较深且硬度小可与黄铁矿相区别。

方铅矿（PbS） 单晶常为立方体，通常呈致密块状或粒状集合体。颜色铅灰，条痕灰

黑色。金属光泽。硬度2～3。有三组解理，沿解理面易破裂成立方体。相对密度7.4～7.6。

闪锌矿（ZnS） 常为致密块状或粒状集合体。颜色自浅黄到棕黑色不等（因含Fe量

增高而变深），条痕为白色到褐色。光泽自松脂光泽到半金属光泽。透明至半透明。硬度

3.5～4。解理好。相对密度3.9～4.1（随含铁量的增加而降低）。

石英（SiO2） 常发育成单晶并形成晶簇，或成致密块状或粒状集合体。纯净的石英

无色透明，称为水晶（crystal）。石英因含杂质可呈各种色调。例如含Fe”呈紫色者，称

为紫水晶；含有细小分散的气态或液态物质呈乳白色者，称为乳石英。石英晶面为玻璃光

泽，断口为油脂光泽，无解理。硬度7。贝壳状断口。相对密度2.65。

隐晶质的石英称为石髓（玉髓），常呈肾状、钟乳状及葡萄状等集合体。一般为浅灰色、

淡黄色及乳白色，偶有红褐色及苹果绿色。微透明。

具有多色环状条带的石髓称为玛瑙。

赤铁矿（Fe203） 常为致密块状、鳞片状、鲕状、豆状、肾状及土状集合体。显晶质

的赤铁矿为铁黑色到钢灰色，隐晶质或肾状、鲕状者为暗红色，条痕呈樱红色。金属、半

金属到土状光泽。不透明。硬度5～6，土状者硬度低。无解理。相对密度4.0～5.3。

磁铁矿（Fe304） 常为致密块状或粒状集合体，也常见八面体单晶。颜色为铁黑色。

条痕为黑色。半金属光泽，不透明。硬度5.5～6.5。无解理。相对密度5。具强磁性。

褐铁矿 实际上不是一种矿物而是多种矿物的混合物，主要成分是含水的氢氧化铁

（Fe203•nH2O），并含有泥质及二氧化硅等。褐至褐黄色，条痕黄褐色。常呈土块状、葡

萄状，硬度不一。

萤石（CaF2）常能形成块状、粒状集合体，或立方体及八面体单晶。颜色多样，有紫

红、蓝、绿和无色等。透明。玻璃光泽。硬度4。解理好。易沿解理面破裂成八面体小块。

相对密度3.18。

方解石（CaCO3） 常发育成单晶，或晶簇、粒状、块状、纤维状及钟乳状等集合体。

纯净的方解石无色透明。因杂质渗人而常呈白、灰、黄、浅红（含Co、Mn）、绿（含Cu）、

蓝（含Cu）等色。玻璃光泽。硬度3。解理好。易沿解理面分裂成为菱面体。相对密度

2.72。遇冷稀盐酸强烈起泡。

白云石（CaMg（CO3）2） 单晶为菱面体，通常为块状或粒状集合体。一般为白色，

因含Fe常呈褐色。玻璃光泽。硬度3.5～4。解理好。相对密度2.86，含铁高者可达2.9～

3.1。白云石以在冷稀盐酸中反应微弱，以及硬度稍大而与方解石相区别。

孔雀石（Cu(C03)（OH）2） 常为钟乳状、块状集合体，或呈皮壳附于其它矿物表面。

深绿或鲜绿色。条痕为淡绿色。晶面上为丝绢光泽或玻璃光泽。硬度3.5～4。相对密度3.5～

4.0。遇冷稀盐酸剧烈起泡。

孔雀石以其特有颜色而易与其他矿物相区别。

硬石膏（CaSO4） 单晶体呈等轴状或厚板状。集合体常为块状及粒状。纯净者透明。

无色或白色，常因含杂质而呈暗灰色。玻璃光泽。硬度3～3.5。解理好，沿解理面可破裂

成长方形小块。相对密度2.9～3.0。

石膏（CaSO4•2H20） 单晶体常为板状。集合体为块状、粒状及纤维状等。为无色

或白色。有时透明。玻璃光泽，纤维状石膏为丝绢光泽。硬度2。有极好解理，易沿解理

面劈开成薄片。薄片具挠性。相对密度2.30～2.37。石膏中透明而呈月白色反光者称透明

石膏，纤维状者称纤维石膏，细粒状者称雪花石膏。

磷灰石（Ca5（PO4）3（F，C1，OH）） 常为六方柱状之单晶，集合体为块状、粒

状、肾状及结核状等。纯净磷灰石为无色或白色，但少见。一般呈黄绿色。可以出现蓝色、

紫色及玫瑰红色等。玻璃光泽。硬度

2007-5-21 11:14 wanglg

5．断口参差状。断面为油脂光泽。相对密度2.9～3.2。

以结核状出现的磷灰石称磷质结核。

用含钼酸铵的硝酸溶液滴在磷灰石上，有黄色沉淀（磷钼酸铵）析出，是鉴别磷灰石

的重要方法。

橄榄石(（Mg，Fe）2(SiO4)) 常为粒状集合体。浅黄绿到橄榄绿色，随含铁量增高

而加深。玻璃光泽。硬度6～7。解理不好。相对密度3.2～4.4，随含铁量增高而增大。

石榴子石（X3Y2(SiO4)3） 化学式中的X代表二价阳离子ca2+、Mg2+、Mn2+、

Fe2+等，Y代表三价阳离子Al3+、Fe3+、Cr3+、等，阳离子为铁、铝者称为铁铝榴石，

阳离子为钙、铝者，称为钙铝榴石。尽管它们的化学成分有某种变化，但其基本结构相同，

特征近似。

石榴子石常形成等轴状单晶体。集合体成粒状和块状。浅黄白、深褐到黑色（一般随

含铁量增高而加深）。玻璃光泽。硬度6～7.5。无解理。断口为贝壳状或参差状。相对密

度4左右。

红柱石（A12SiO5） 单晶体呈柱状，横切面近于正方形，集合体呈放射状，俗称菊

花石，常为灰白色及肉（A12SiO5）红色。玻璃光泽。硬度6.5～7.5。有平行柱状方向的

解理。相对密度3.13～3.16。

蓝晶石（A12SiO5） 单晶体常呈长板状或刀片状。常为蓝灰色。玻璃光泽，解理面

上有珍珠光泽。有平行长轴方向的解理。硬度5.5～7。平行伸长方向的硬度小，垂直伸长

方向的硬度大。相对密度3.53一3.65。

夕线石（A12SiO5） 通常为针状及纤维状集合体。常为灰白色。玻璃光泽。硬度7。

有平行伸长方向的解理。相对密度3.38一3.49。

普通辉石(Ca，Mg，Fe，Al)2（Si，Al）206 单晶体为短柱状，横切面呈近正八边形，

集合体为粒状。绿黑色或黑色。玻璃光泽。硬度5.5～6.0。有平行柱状方向的两组解理，

其交角为87o。相对密度3.2～3.4。

普通角闪石（（Ca，Na）2一3（Mg，Fe，Al）5(Si6（Si，Al）2O22)（OH，F）2） 单

晶体较常见，为长柱状。横切面呈六边形，经常以针状形式出现，绿黑色或黑色，玻璃光

泽；硬度5～6。有平行柱状的两组解理，交角为56o。相对密度3.02～3.45，随着含Fe

量增加而加大。

滑石（Mg3（Si4010）（OH）2） 单晶体为片状，通常为鳞片状、放射状、纤维状、

块状等集合体。无色或白色。解理面上为珍珠光泽。硬度1。平行片状方向有极完全解理。

有滑感。薄片具挠性。相对密度2.58～2.55。

高岭石（A14（Si4010）（OH）3） 一般为土状或块状集合体。白色，常因含杂质而

呈其它色调。土状者光泽暗淡，块状者具蜡状光泽。硬度2。相对密度2.61～2.68。具可

塑性。

白云母（KA12（AlSi3010）（OH，F）2） 单晶体为短柱状及板状，横切面常为六边

形。集合体为鳞片状，其中晶体细微者称为绢云母。簿片为无色透明。具珍珠光泽。硬度

2.5～3。有平行片状方向的极好解理，易撕成薄片。具弹性。相对密度2.77～2.88。

黑云母(K(Mg,Fe3（AlSi3010）（OH，F）2) 单晶体为短柱状、板状，横切面常为六

边形，集合体为鳞片状。棕褐色或黑色，随含铁量增高而变暗。其它光学与力学性质同白

云母相似。相对密度2.7～3.3。

2007-5-21 11:15 wanglg

长石 长石是硅酸盐矿物中分布最广的一类矿物，约占地壳重量的50％。长石包括三

个基本类型：

钾长石(K(AlSi308)) （代号Or）

钠长石(Na(AlSi308)) （代号Ab）

钙长石(Ca(AlSi208)) （代号An）

钾长石与钠长石因其中含有碱质元素Na与K，故常称碱性长石

钠长石与钙长石常按不同比例混溶在一起，组成类质同像系列:

钠长石Ab l00～90 An 0～10

更长石Ab 90～70 An l0～30

中长石Ab 70～50 An 30～50

拉长石Ab 50～30 An 50～70

培长石Ab 30～10 An 70～90

钙长石Ab l0～0 An 90～100

这六种长石成分上连续过渡，总体称斜长石。其中钠长石与更长石称为酸性斜长石；

拉长石、培长石及钙长石称为基性斜长石（此处酸性、基性为地质上的，非化学上的意义）。

斜长石有许多共同特征。如单晶体为板状或板条状。常为白色或灰白色。玻璃光泽。

硬度6～6.52。有两组解理，彼此近正交，相对密度2.61～2.75，随钙长石成分增大而变

大。

钾长石包含正长石、钾微斜长石、透长石及冰长石等变种，其成分无变化，仅结构略

有差别。其中常见的是正长石。单晶体常为柱状或板柱状。常为肉红色，有时具有较浅的

色调。玻璃光泽。硬度6。有两组方向相互垂直的解理。相对密度2.4～2.57。

2007-5-21 11:16 wanglg

主要岩石完整岩块的弹性波速度及动力变形参数表

岩石名称 密度(g／cm3) 纵波速度(m／s) 横波速度(m／

s) 动弹性模量(GPa) 动泊松比(μd) BHDG1*2/3

玄武岩 2.60～3.30 4570～7500 3050～4500

1628 0.1～0.22 BH

安山岩 2.70～3.10 4200～5600 2500～3300

833 0.22～0.23 BH

闪长岩 2.52～2.70 5700～6450 2793～3800

96.2 0.23～0.34 BH

花岗岩 2.52～2.96 4500～6500 2370～3800

106.0 0.24～0.31 BH

辉长岩 2.55～2.98 300～6560 3200～4000

114.8 0.20～0.21 BH

纯橄榄岩 3.28 6500～7980 4080～4800

183.8 0.17～0.22 BH

石英粗面岩 2.30～2.77 3000～5300 1800～3100

531～

414～

52.8～

37.0～

63.4～

～

18.2～

128.3

66.0 0.22～0.24 BH

辉辉岩 2.53～2.97 5200～5800 3100～3500 59.5～

88.3 0.21～0.22 BH

流纹岩 1.97～2.61 4800～6900 2900～4100 40.2～

107.7 0.21～0.23 BH

石英岩 2.56～2.96

76.3 0.23～0.26 BH

片岩 2.65～3.00

106.6 0.21～0.23 BH

片麻岩 2.50～3.30

129.1 0.22～0.24 BH

板岩 2.55～2.60

48.8 0.15～0.23 BH

大理岩 2.68～2.72

137.7 0.15～0.21 BH

千枚岩 2.71～2.86

70.0 0.15～0.20 BH

3030～5610

5800～6420

6000～6700

3650～4450

5800～7300

2800～5200

1800～3200

3500～3800

3500～4000

2160～2860

3500～4700

1800～3200

20.4～

78.8～

76.0～

29.3～

79.7～

20.2～

砂岩 2.61～2.70 1500～4000 915～2400 5.3～

37.9 0.20～0.22 BH

页岩 2.30～2.65 1330～3970 780～2300 3.4～

35.0 0.23～0.25 BH

石灰岩 2.30～2.90

88.3 0.24～0.2 BH

硅质灰岩 2.81～2.90

61.7 0.18～0.23 BH

泥质灰岩 2.25～2.35

26.6 0.17～0.22 BH

白云岩 2.80～3.00

94.8 0.22 BH

砾岩 1.70～2.90

16.0 0.19～0.22 BH

混凝土 2.40～2.70

49.8 0.18～0.21 BH

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2500～6000

4400～4800

2000～3500

2500～6000

1500～2500

2000～4560

～3500

2600～3000

1200～2200

～3600

900～1500

～2760

12.1～

46.8～

7.9～

15.4～

3.4～

8.85～

1450

1500

1250

常见岩体的纵波速度(m／s)

成因及地质年代 岩石名称 裂隙少，未风化的新鲜岩体 裂隙多，破

碎，胶结差，微风化 破碎带，节理密集 软弱，胶结差，风化显著

古生代及中生代的岩浆岩、变质岩和坚硬的沉积岩 玄武岩、花岗岩、辉绿岩、

流纹岩、蛇纹岩、结晶片岩、千枚岩、片麻岩、板岩、砂岩、砾岩、石灰岩 5500～

4500 4500～4000 4000～2400 BHDG6

古生代及中生代地层 片理显著的变质岩，片理发育的古生代及中生代地

层 4600～4000 4000～3100 BHDG8

中生代火山岩地层，早第三纪地层 页岩、砂岩、角砾凝灰岩、流纹岩、安山岩

硅化页岩、硅化砂岩、火山质凝灰岩 5000～4000

4000～3100 3100～1500 BHDG6

第三纪地层

泥岩、页岩、砂岩、砾岩、凝灰岩、角砾凝灰岩、凝灰熔岩 4000～

1300 3100～2200 2200～1500 BHDG6

新第三纪地层及第四纪火山喷出物 泥岩、砂岩、粉砂岩、砂砾岩、凝灰

岩 2400～2000 2000～1500 BG)F

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常见岩体动弹性模量(Ed)和动泊松比(μd)参考值

岩体名称 特征Ed(103Mpa) 特征μd

花岗岩 新鲜 半风化 全风化 新鲜 半风化

化

33.0～65.0 7.0～21.8 1.0～11.0 0.20～0.33

0.33 0.35～0.40 BH

石英闪长岩 新 鲜 微风化 半风化 新 鲜

化 半风化

55.0～88.0 38.0～64.0 4.5～11.0 0.28～0.33

0.28 0.23～0.33 BHDG4

安山岩 新 鲜 半风化 新 鲜 半风化

12.0～19.0 3.6～9.7 0.28～0.33

0.44 BHDG4

玢 岩 新 鲜 半风化 全风化 新 鲜

化 全风化

全风

0.18～

微风

0.24～

0.26～

半风

34.7～39.7 3.5～20.0 2.4 0.28～0.29 0.24～

0.4 0.39 BH

玄武岩 新 鲜 半风化 全风化 新 鲜 半风

化 全风化

34.0～38.0 6.1～7.6 2.6 0.25～0.30

0.33 0.27 BH

砂 岩 新 鲜 半风化至全风化

育

20.6～44.0 1.1～4.5 12.5～19.5 0.18～0.28

0.36 0.26～0.4 BH

页 岩 砂质 裂隙发育

碎 碳 质

0.81～7.14 0.51～2.50 3.2～15.0 0.17～0.36

0.45 0.38～0.43 BH

石灰岩 新鲜，微风化 半风化 全风化

25.8～54.8 9.0～28.0 1.48～7.30 0.20～0.39

0.41 0.27～0.35 BH

0.27～

裂隙发

0.27～

岩体破

0.24～

0.21～

泥质灰岩 新鲜，微风化 半风化 全风

化

8.6～52.5 13.1～24.8 7.2 0.18~0.39 0.27～

0.37 0.29 BH

片麻岩 新鲜，微风化 片麻理发育 全风

化

22.0～35.4 11.5～15.0 0.3～0.85 0.24～

0.35 0.33~0.46 BH

板 岩 硅 质 12.6～23.2 3.7～9.7 5.0～5.5 0.27～

0.33 0.25～0.36 0.25～0.29 BHDG4

角闪片岩 新鲜致密坚硬 裂隙发育

45.0～65.0 9.8～11.6 0.18～0.26 0.29～

0.31 BHDG3

石英岩 裂隙发育

18.9～23 0.21～0.26 BHDG4

大理岩 新鲜坚硬,半风化 裂隙发育

47.2～66.9 14.4～35.0 0.28～0.35 0.28～

0.35 BG)F

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几种岩体动、静弹性模量比较表

岩石名称 静弹性模量Eme(GPa) 动弹性模量Ed(GPa)

Eme BHDG3

花岗岩 25.0～40.0 33.0～65.0 1.32～1.63

大理岩 26.6 47.2～66.9 1.77～2.59 BH

玄武岩 3.7～38.0 6.1～38 1.0～1.65

石灰岩 3.93～39.6 31.6～54.8 1.38～8.04 BH

安山岩 4.8～10.0 6.11～45.8 1.27～4.58

砂岩 0.95～19.2 20.6～44.0 2.29～21.68 BH

辉绿岩 14.8 49.0～74.0 3.31～5.00

中粒砂岩 1.0～2.8 2.3～14.0 2.3～5.0 BH

／Ed

闪长岩 1.5～60.0 8.0～76.0 1.27～5.33

细粒砂岩 1.3～3.6 20.9～36.5 10.0～16.07 BH

石英片岩 24.0～47.0 66.0～89.0 1.89～2.75

页岩 0.66～5.00 6.75～7.14 1.43～10.2 BH

片麻岩 13.0～40.0 22.0～35.4 0.89～1.69

千枚岩 9.80～14.5 28.0～47.0 2.86～3.2 BG)F

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