Die Gesteinsdichte ρ [kg/m³] ist eine der wesentlichsten petrophysikalischen Gesteinsparameter. Alle Prozesse in der Erdkruste, die durch das Schwerefeld beeinflusst oder gesteuert werden, wirken über die Gesteinsdichte auf das Gestein oder das Fluid ein. Dies gilt sowohl für endogene Prozesse der Gebirgsbildung wie für exogene Prozesse wie Erosion.
Die Gesteinsdichte beschreibtalso das Verhältnis der Masse m [kg] eines Gesteinskörpers bezogen auf dessen Volumen V [m³]. Wird nur die feste Phase des Gesteins betrachtet, der Porenraum also nicht berücksichtigt, wird von der Matrixdichte ρM gesprochen. Die Dichte eines Gesteins ist auf dessen Bildungs- und erfahrende Überprägungsprozesse zurückzuführen. Die Gesteinsdichte ist von der mineralogischen Zusammensetzung sowie dem Gesteinsgefüge, also der räumlichen Anordnung der das Gestein aufbauenden Kristalle und Gesteinsbruchstücke, abhängig. Auch äußere Faktoren wie die Temperatur und erfahrene Kompression haben Einfluss auf die Dichte eines Gesteins. Porosität und Dichte eines Gesteins stehen in einem antiproportionalen Verhältnis zueinander. Magmatische und metamorphe Gesteine zeigen meist höhere Dichten als Lockersedimente und Sedimentgesteine.
Die Gesteinsdichte ist ein wesentlicher petrophysikalischer Gesteinsparameter, besonders unter dem Gesichtspunkt geothermischer Fragestellungen. Für die geothermische Eignungsbewertung entscheidende thermophysikalische Gesteinseigenschaften werden direkt durch die Dichte des Gesteins beeinflusst. Je dichter ein Gestein ist, umso mehr Wärmeenergie kann es speichern und potenziell bei einer Erschließung auch wieder abgeben.
Für die Gesteinsdichte ρ gilt:
kg m-3
Masse pro Volumen
Messung am Bohrkern im Labor; bohrlochgeophysikalische Messungen
2.000–3.200 kg m-3; vereinzelt (z. B. bei Eklogiten, deren Entstehung an hohe Drücke gebunden ist) sind höhere Werte möglich.
GICON: Geothermische Potenzialanalyse Projektstandort Darmstadt: Landesamt, 2024
McGrath, P. H.: Dip and depth extent of density boundaries using horizontal derivatives of upward continued gravity data. In: Geophysics Nummer 56 (1991), S. 1533–154
Nafe, J., E., Drake, C., L.: Variations with depth in shallow and deep water marine sediments of porosity, density and velocities of compressional and shear waves. In: Geophysics Nummer 22 (1957), S. 523-552
Quijada, M., F., Steward, R., R.: Density estimations using density-velocity relations and seismic inversion. In: CREWES research report Nummer Bd. 19 (2007), S. 1-20
Wang, Z.: Velocity-density relationships in sedimentary rock. In: In: Seismic and acoustic velocities in reservoir rocks Nummer Vol.3 Recent development, Soc. Expl. Geophys.Reprint series (2000)
Yuriy Maystrenko, Harald Elvebakk, Guri Ganerød, Ole Lutro, Odleiv Olesen, Jan Rønning : 2D structural and thermal models in southeastern Norway based on the recently drilled Årvollskogen borehole and 2D density, magnetic and thermal modelling. In: Geoth.Energy Nummer 2 (2014)
Weitere Literatur siehe:
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