はじめに 他の物理的性質と異なり、最もありふれた岩石形成鉱物の密度は、驚くほど近い値になっています。 純粋で、乾燥した、地質学的な物質の実際の密度は、氷の 880 kg/m3 (空気はほぼ 0 kg/m3) から、いくつかの希少鉱物の 8000 kg/m3 以上までさまざまです。 岩石は一般に1600 kg/m3 (堆積物) から3500 kg/m3 (斑れい岩) の間である。 地質材料の密度表は教科書に載っているが、表が単純なだけに、実際の材料が現場で示す値の幅が大きいことを隠している。 しかし、表は有用であり、PV Sharma, 1997（参考文献のページ参照）の表2.1を右に示す。 実際には、かさ密度（空隙を含む材料の体積全体の密度）は、鉱物組成よりも空隙率、セメンテーションの程度、材料の混合によって制御されることがよくあります。 次の図（Grant and West, 1965）は、密度測定から地質材料を解釈する際の課題として、材料が示す値の範囲が広いために重複することを強調している。 バーは、各種岩石の小試料のバルクサンプル密度の80%の範囲を示す。

質量と密度と重量の違いを思い出すことが重要である。 密度は物理的な性質で、単位体積あたりの質量（キログラム）です。 重さは、重力場の存在下でその質量が受ける力です。 月での体重は地球での体重の6分の1ですが、質量（と密度）はどこにいても同じです。

多孔性

密度が多孔性に及ぼす影響は、後に述べる混合則に従います。 したがって、試料のかさ密度を測定すれば、かさ試料の構成成分がわかっていれば、空隙率を推定することができる。 空隙率とは、岩石（例えば右の堆積岩の断面図では黒い部分）の部分的な細孔容積のことである。 岩石の体積の総質量VTは、密度dfの間隙液の質量と密度dmaの母体鉱物の質量で構成される。 測定された密度は、かさ密度dbです。 すると、全質量は次のようになる。

全質量 = VT db = VT df + (1- ) VT dma

したがって、密度の混合則を与える式が得られ、嵩密度を間隙率、間隙液密度およびマトリックス密度で表現することができます。

db = df + (1-) dma

項を並べ替えると、空隙率は次のように表わすことができる。

=(dma- db)/(dma- df)

マトリックスの岩種と液種がともに分かっている場合、密度の測定から空隙率を推定することができます。 これは、密度計でかさ密度dbを正確に推定できるボーリング孔でよく行われる。 また、コア試料がある場合にも可能であるが、損傷したコアから偏りなく真の密度を求めるために注意が必要である。

備考

• 地殻を構成する岩石のほとんどは、1ccあたり2.6～2.7gの密度を持つ。
• いくつかの基本火成岩は、多孔性が非常に低いだけでなく、上部地殻と同様のものよりも鉄分に富んだ苦鉄質鉱物が多く含まれており、密度が2．
• 鉱石鉱物、各種金属の酸化物や硫化物は比較的密である（上表参照）。
• 粘土は一般に1.6～2.6g/ccの密度を持つ。
• 塩は、密度が低い（2.2g/cc）ものの、体積弾性率がかなり高く、地震波速度（岩石内の音響信号の速度）が比較的速いため、堆積岩では特に注目される。 そのため、重力探査は、石油製品の探査において、地震探査の補助として非常に有効である。
• 塩や鉱物が存在する場合を除いて、地殻の重力調査で遭遇する母岩と「ターゲット」物質の密度コントラストは、0.250g/ccを超えることはほとんどない。
• このコントラストは、浅い物質ほど高くなる。 このため、測定位置がターゲットに近いことと相まって、重力法はオーバーバーデンの厚さをマッピングするのに有効である。 重力法はまた、陥没穴、カルスト地層の洞窟などの空隙の特定とマッピングにしばしば高い効果を発揮する。

これらのノートは、Berkeley Course in Applied Geophysics ウェブサイトの同様のページから転用・補強されたものです。