Question

岩石物理性质的热学性质

Answer 1

在地球物理工作中常用的热学参数是热导率。矿物的热导率以金属矿物为最高。喷出岩造岩矿物的热导率低于副矿物的热导率。变质岩的造岩矿物如红柱石、蓝晶石的热导率高于侵入岩造岩矿物的热导率。大多数矿物的热导率都显示各向异性。
岩石的热导率取决于组成岩石的矿物和固体颗粒间的介质如空气、水、石油等的绝热性质。27℃时空气的热导率为0.03瓦/米·度;0℃时的水为0.56瓦/米·度；冰为2.23瓦/米·度；石油为0.14瓦/米·度。孔隙度增高时热导率下降。当温度和压力升高时，空气的热导率显著增大。
岩浆岩和变质岩的热导率相对于沉积岩来说变化范围不大，数值较高。侵入岩中，超基性岩的热导率较高，花岗岩次之，中间成分的侵入岩又次之。喷出岩的热导率比相应的侵入岩小,火山熔岩的热导率最小。变质岩的热导率一般在2.0瓦/米·度以上，石英岩高达7.6瓦/米·度。沉积岩的热导率变化范围大是热导率较低的孔隙充填物造成的。沉积岩中热导率最低的是疏松饱水深海沉积。大陆沉积中的可燃性有机岩如泥煤、褐煤、炭质油页岩等，热导率较低。陆源泥质沉积的热导率也比较低,且随沉积的固结程度而变。致密或结晶的碳酸盐岩类和石英质岩类的热导率较高。砾石－砾岩－粉砂岩－泥岩系列中，组成岩石的颗粒越小，热导率越低。
岩石和矿物的热导率与温度、压力有关系。一般说来，温度升高,热导率降低,特别是温度升至473K～700K时，热导率降低很快。在室温下，压力升高，沉积岩的热导率增大，最大的增值可达0.44瓦/米·度。当压力从零升至 100大气压时，热导率变化最大。压力再升高，则热导率变化不大，或趋于一常数。