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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 grande que celle 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 densité, qui est la densité de la roche par rapport à la densité de l’eau. Ce n’est pas aussi complexe que vous le pensez car la densité de l’eau est de 1 gramme par centimètre cube ou 1 g/cm3. Par conséquent, ces chiffres se traduisent directement en g/cm3, ou tonnes par mètre cube (t/m3).
Les densités de roches sont utiles aux ingénieurs, bien sûr. Elles sont également essentielles pour les géophysiciens qui doivent modéliser les roches de la croûte terrestre pour les calculs de la gravité locale.
Densités minérales
En règle générale, les minéraux non métalliques ont une faible densité alors que les minéraux métalliques ont une forte densité. La plupart des principaux minéraux de la croûte terrestre qui forment les roches, comme le quartz, le feldspath et la calcite, ont des densités très similaires (environ 2,6 à 3,0 g/cm3). Certains des minéraux métalliques les plus lourds, comme l’iridium et le platine, peuvent avoir des densités allant jusqu’à 20.
Densité des roches
La densité des roches est très sensible aux minéraux qui composent un type de roche particulier. Les roches sédimentaires (et le granit), qui sont riches en quartz et en feldspath, ont tendance à être moins denses que les roches volcaniques. Et si vous connaissez votre pétrologie ignée, vous verrez que plus une roche est mafique (riche en magnésium et en fer), plus sa densité est élevée.
Rock
Densité
Andesite
2.5–2.8
Basalte
2.8–3.0
Charbon
1.1–1.4
Diabase
2.6–3.0
Diorite
2.8–3.0
Dolomite
2.8–2.9
Gabbro
2.7–3.3
Gneiss
2.6–2.9
Granit
2.6–2.7
Plâtre
2.3–2.8
Limestone
2.3–2.7
Marbre
2.4–2.7
Mica schist
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
Shale
2.4–2.8
Slate
2.7–2.8
Comme vous pouvez le voir, les roches du même type peuvent avoir des densités différentes. Cela est dû en partie au fait que différentes roches du même type contiennent des proportions différentes 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 libre entre les grains minéraux). Celle-ci est mesurée soit en décimale entre 0 et 1, soit en 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 piscines ou des lacs de pétrole sous terre, semblables à un aquifère confiné contenant de l’eau, mais c’est faux. Les réservoirs sont plutôt situés dans du grès poreux et perméable, où la roche se comporte comme une éponge, retenant le pétrole entre ses pores.
