巖石硬度分類匯總

1、巖石級別堅固程度代表性巖石I最堅固最堅固、致密、有韌性的石英巖、玄武巖和其他 各種特別堅固的巖石。(f=20)II很堅固很堅固的花崗巖、石英斑巖、硅質片巖，較堅固的石英巖，最堅固的砂巖和石灰?guī)r.(f=15)III堅固致密的花崗巖，很堅固的砂巖和石灰?guī)r，石英礦脈，堅固的礫巖，很堅固的鐵礦石.(f=10)Illa堅固堅固的砂石、石灰石、大理石、白云巖、黃鐵 礦，不堅固的花崗巖。(f=8)W比較堅固一般的砂巖、鐵礦石(f=6)Wa比較堅固砂質頁巖，頁巖質砂巖。(f=5)V中等堅固堅固的泥質頁巖，不堅固的砂巖和石灰?guī)r，軟礫石。(f=4)Va中等堅固各種不堅固的頁巖，致密的泥灰?guī)r.(f=3)丑比較軟軟弱

2、頁巖，很軟的石灰?guī)r，白堊，鹽巖，石膏， 無煙煤，破碎的砂巖和石質土壤.(f=2)Ha比較軟碎石質土壤，破碎的頁巖，粘結成塊的礫石、碎 石，堅固的煤，硬化的粘土。(f=1.5)W(f=1)軟軟致密粘土，較軟的煙煤，堅固的沖擊土層，粘土質土壤。Wa軟軟砂質粘土、礫石，黃土。(f=0.8)W土狀腐殖土，泥煤，軟砂質土壤，濕砂。(f=0.6)IX松散狀砂，山礫堆積，細礫石，松土，開采下來的煤.(f=0.5)X流沙狀流沙，沼澤土壤，含水黃土及其他含水土壤.(f=0.3) A表示礦巖的堅固性的量化指標.人們在長期的實踐中認識到，有些巖石不容易破壞，有一些則難于破碎。難于破 碎的巖石一般也難于鑿巖，難于爆破

3、，則它們的硬度也比較大，概括的說就是比 較堅固。因此，人們就用巖石的堅固性這個概念來表示巖石在破碎時的難易程度。 堅固性的大小用堅固性系數來表示又叫硬度系數，也叫普氏硬度系數f值)。堅固性系數f=R/100 (R單位kg/cm2)式中R 為巖石標準試樣的單向極限抗壓強度值。通常用的普氏巖石分及法就是根據堅固性系數來進行巖石分級的。如：極堅固巖石f=1520 (堅固的花崗巖，石灰?guī)r，石英巖等)堅硬巖石f=810 (如不堅固的花崗巖，堅固的砂巖等)中等堅固巖石f=46 (如普通砂巖，鐵礦等)不堅固巖石f=0.83 (如黃土、僅為0.3)礦巖的堅固性也是一種抵抗外力的性質，但它與礦巖的強度卻是兩種不

4、同的概 念。強度是指礦巖抵抗壓縮，拉伸，彎曲及剪切等單向作用的性能。而堅固性所抵抗 的外力卻是一種綜合的外力。（如抵抗鍬，稿，機械碎破，炸藥的綜合作用力）。巖石分類巖石可分三大類:1,巖漿巖噴出巖.2，沉積巖.3，變質巖.1、巖漿巖主要有:花崗巖，安山巖,閃長巖，流紋巖,玄武巖輝長巖等等.2、沉積巖主要有:石英砂巖，石灰礫巖，泥鐵巖,白云巖，泥巖，石膏等.3、變質巖主要有:片麻巖，綠泥石片巖，千枚巖,大理巖，云母片巖等等.雖然巖石的面貌是千變萬化的，但是從它們形成的環(huán)境，也就是從成因上來 劃分，可以把巖石分為三大類：沉積巖、巖漿巖和變質巖。1、沉積巖沉積巖是在地表或近地表不太深的地方形成的一種

5、巖石類型。它是由風化產物、 火山物質、有機物質等碎屑物質在常溫常壓下經過搬運、沉積和石化作用，最后 形成的巖石。不論那種方式形成的碎屑物質都要經歷搬運過程，然后在合適的環(huán) 境中沉積下來，經過漫長的壓實作用，石化成堅硬的沉積巖。沉積巖依照沈積物顆粒的大小又分礫巖、砂巖、頁巖、石灰?guī)r.沉積巖的形成1. 風化侵蝕：在河流上的大石頭，經年累月被侵蝕風化，逐漸崩解成小的沙泥、碎 屑。2.搬運：這些碎屑被水流從上游搬運到下游。3.堆積：下游流速減緩，搬 運力減小，巖石碎屑便沉積下來。4.壓密：新的沉積物壓在舊的沉積物上，時 間久了，底下的沉積物被壓得較緊實。5.膠結：地下水經過沉積物的孔隙，帶 來的礦物質

6、填滿孔隙，使巖石碎屑顆粒緊緊膠結在一起，形成沉積巖。6.露出： 堆積在海底的沉積巖層在板塊運動的推擠下拱出海面，露出地表。2、巖漿巖巖漿巖也叫火成巖，是在地殼深處或在上地幔中形成的巖漿，在侵入到地殼上部 或者噴出到地表冷卻固結并經過結晶作用而形成的巖石。因為它生成的條件與沉 積巖差別很大，因此，它的特點也與沉積巖明顯不同。巖漿巖又分安山巖、玄武巖、花崗巖。由地底巖漿冷卻凝固形成，由于巖漿成 分和冷卻凝固方式不同，便形成不同的火成巖。巖漿巖的形成：1.安山巖：巖漿 藉由火山口噴發(fā)出地面，快速冷卻形成的。2.玄武巖：巖漿經由緩和噴發(fā)漫流 而出，逐漸冷凝形成的。3.花崗巖：巖漿并不噴出地面，而是在地

7、底下慢慢冷 卻形成的。3、變質巖在地殼形成和發(fā)展過程中，早先形成的巖石，包括沉積巖、巖漿巖，由于后來地 質環(huán)境和物理化學條件的變化，在固態(tài)情況下發(fā)生了礦物組成調整、結構構造改 變甚至化學成分的變化，而形成一種新的巖石，這種巖石被稱為變質巖。變質巖 是大陸地殼中最主要的巖石類型之一。變質巖又分：板巖、片巖、片麻巖、大理巖。變質巖的形成:1.為變質前的巖層： 由于沉積或火山作用，堆積出一層層巖層。2.擠壓巖層：在強大擠壓和摩擦力 之下，產生溫度和壓力，使得深埋在地底下的巖石發(fā)生變質作用。3.變質成新 巖石：巖石里零散分布的礦物結晶會呈規(guī)矩排列，或生出新礦物來，而變成各種 新的變質巖。巖石對人類來說

8、，并不陌生。由動物進化為人類后的第一個時代就是石器時代。 那時，我們的祖先用石頭作為與大自然作斗爭的工具。那么什么是巖石呢？現代 地質學稱石頭為巖石，巖石的“巖”字在古代是山崖和山穴的意思，表示山勢高峻、 峰嶺陡峭的地勢；“石”字則是指磬、碑、硯、隕星等。自從18世紀地質學誕生 以來，“巖石”一詞就不再沿用古義了，我們可以給巖石下這樣一個定義：巖石是 各種地質作用形成的自然歷史產物，是構成地殼的基本組成單位，是由礦物及非 晶質組成的，具有一定結構、構造的固態(tài)地質體。外觀上巖石是多種多樣的，但 從成因上看，可將所有的巖石歸為三大類，即巖漿巖、沉積巖和變質巖，這就是 自然界三大類巖石。這三大類巖石

9、在地殼中是怎樣分布的呢？在全球陸地表面， 沉積巖覆蓋了 75%，巖漿巖和變質巖加在一起才只占陸地面積的1/4。但是到了 地下深處，沉積巖逐漸變成了“少數民族”。在整個地殼中，沉積巖只占到地殼體 積的8%，變質巖占了 27%，剩下的65%都是巖漿巖。巖石在太陽輻射、大氣、水和生物作用下出現破碎、疏松及礦物成分次生變化的 現象。導致上述現象的作用稱風化作用。分為：物理風化作用。主要包括溫度 變化引起的巖石脹縮、巖石裂隙中水的凍結和鹽類結晶引起的撐脹、巖石因荷載 解除引起的膨脹等?；瘜W風化作用。包括：水對巖石的溶解作用；礦物吸收水 分形成新的含水礦物，從而引起巖石膨脹崩解的水化作用；礦物與水反應分解

10、為 新礦物的水解作用；巖石因受空氣或水中游離氧作用而致破壞的氧化作用。生 物風化作用。包括動物和植物對巖石的破壞，其對巖石的機械破壞亦屬物理風化 作用，其尸體分解對巖石的侵蝕亦屬化學風化作用。人為破壞也是巖石風化的重 要原因。巖石風化程度可分為全風化、強風化、弱風化和微風化4個級別。 大約在200年前，人們可能認為高山、湖泊和沙漠都是地球上永恒不變的特征。 可現在我們已經知道高山最終將被風化和剝蝕為平地，湖泊終將被沉積物和植被 填滿，沙漠會隨著氣候的變化而行蹤不定。地球上的物質永無止境地運動著。暴 露在地殼表面的大部分巖石都處在與其形成時不同的物理化學條件下，而且地表 富含氧氣、二氧化碳和水，

11、因而巖石極易發(fā)生變化和破壞。表現為整塊的巖石變 為碎塊，或其成分發(fā)生變化，最終使堅硬的巖石變成松散的碎屑和土壤。礦物和 巖石在地表條件下發(fā)生的機械碎裂和化學分解過程稱為風化。由于風、水流及冰 川等動力將風化作用的產物搬離原地的作用過程叫做剝蝕地表巖石在原地發(fā)生機械破碎而不改變其化學成分也不新礦物的作用稱物理風 化作用。如礦物巖石的熱脹冷縮、冰劈作用、層裂和鹽分結晶等作用均可使巖石 由大塊變成小塊以至完全碎裂?；瘜W風化作用是指地表巖石受到水、氧氣和二氧 化碳的作用而發(fā)生化學成分和礦物成分變化，并產生新礦物的作用。主要通過溶 解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式進行。雖然所有的巖石都會風

12、化，但并不是都按同一條路徑或同一個速率發(fā)生變化。經 過長年累月對不同條件下風化巖石的觀察，我們知道巖石特征、氣候和地形條件 是控制巖石風化的主要因素。不同的巖石具有不同的礦物組成和結構構造，不同 礦物的溶解性差異很大。節(jié)理、層理和孔隙的分布狀況和礦物的粒度，又決定了 巖石的易碎性和表面積。風化速率的差異，可以從不同巖石類型的石碑上表現出 來。如花崗巖石碑，其成分主要是硅酸鹽礦物。這種石碑就能很好地抵御化學風 化。而大理巖石碑則明顯地容易遭受風化。氣候因素主要是通過氣溫、降雨量以及生物的繁殖狀況而表現的。在溫暖和潮濕 的環(huán)境下，氣溫高，降雨量大，植物茂密，微生物活躍，化學風化作用速度快而 充分，

13、巖石的分解向縱深發(fā)展可形成巨厚的風化層。在極地和沙漠地區(qū)，由于氣 候干冷，化學風化的作用不大，巖石易破碎為棱角狀的碎屑。最典型的例子，是 將矗立于干燥的埃及已35個世紀并保存完好的克列奧帕特拉花崗巖尖柱塔，搬 移到空氣污染嚴重的紐約城中心公園之后，僅過了 75年就已面目全非。地勢的高度影響到氣候：中低緯度的高山區(qū)山麓與山頂的溫度、氣候差別很大， 其生物界面貌顯著不同。因而風化作用也存在顯著的差別。地勢的起伏程度對于 風化作用也具普遍意義：地勢起伏大的山區(qū)，風化產物易被外力剝蝕而使基巖裸 露，加速風化。山坡的方向涉及到氣候和日照強度，如山體的向陽坡日照強，雨 水多，而山體的背陽坡可能常年冰雪不化

14、，顯然巖石的風化特點差別較大。剝蝕與風化作用在大自然中相輔相成，只有當巖石被風化后，才易被剝蝕。而當 巖石被剝蝕后，才能露出新鮮的巖石，使之繼續(xù)風化。風化產物的搬運是剝蝕作 用的主要體現。當巖屑隨著搬運介質，如風或水等流動時，會對地表、河床及湖 岸帶產生侵蝕。這樣也就產生更多的碎屑，為沉積作用提供了物質條件。巖石在日光、水分、生物和空氣的作用下，逐漸被破壞和分解為沙和泥土，稱為 風化作用。沙和泥土就是巖石風化后的產物。山地的中的巖石極為多樣，差別很大，進行工程分類十分必要。94規(guī)范首 先按巖石強度分類，再進行風化分類。按巖石強度分為極硬、次硬、次軟和極軟， 列舉了代表性巖石名稱。又以新鮮巖塊的

15、飽和抗壓強度30MPa為分界標準。問 題在于，新鮮的末風化的巖塊在現場有時很難取得，難以執(zhí)行。巖石的分類可以分為地質分類和工程分類。地質分類主要根據其地質成因、礦物 成分、結構構造和風化程度，可以用地質名稱（即巖石學名稱）加風化程度表達， 如強風化花崗巖、微風化砂巖等。這對于工程的勘察設計確是十分必要的。工程 分類主要根據巖體的工程性狀，使工程師建立起明確的工程特性概念。地質分類 是一種基本分類，工程分類應在地質分類的基礎上進行，目的是為了較好地概括 其工程性質，便于進行工程評價。為此，本次修訂除了規(guī)定應確定地質名稱和風化程度外，增加了巖塊的“堅硬程 度”、巖體的“完整程度”和“巖體基本質量等

16、級”的劃分。并分別提出了定性和定量 的劃分標準和方法，可操作性較強。巖石的堅硬程度直接與地基的承載力和變形 性質有關，其重要性是無疑的。巖體的完整程度反映了它的裂隙性，而裂隙性是 巖體十分重要的特性，破碎巖石的強度和穩(wěn)定性較完整巖石大大削弱，尤其對邊 坡和基坑工程更為突出。本次修訂將巖石的堅硬程度和巖體的完整程度各分五級，二者綜合又分五個基本 質量等級。與國標工程巖體分級標準（GB50218-94）和建筑地基基礎設計 規(guī)范（GB50007-2002）協調一致。劃分出極軟巖十分重要，因為這類巖石不僅極軟，而且常有特殊的工程性質，例 如某些泥巖具有很高的膨脹性；泥質砂巖、全風化花崗巖等有很強的軟化

17、性（單 軸飽和抗壓強度可等于零）；有的第三紀砂巖遇水崩解，有流砂性質。劃分出極 破碎巖體也很重要，有時開挖時很硬，暴露后逐漸崩解。片巖各向異性特別顯著， 作為邊坡極易失穩(wěn)。事實上，對于巖石地基，特別注意的主要是軟巖、極軟巖、 破碎和極破碎的巖石以及基本質量等級為V級的巖石，對可取原狀試樣的，可 用土工試驗方法測定其性狀和物理力學性質。舉例：1花崗巖，微風化：為較硬巖，完整，質量基本等級為II級；2片麻巖，中等風化：為較軟巖，較破碎，質量基本等級為W級；3泥巖，微風化：為軟巖，較完整，質量基本等級為W級；4砂巖（第三紀），微風化：為極軟巖，較完整，質量基本等級為V級；5糜棱巖（斷層帶）：極破碎，

18、質量基本等級為V級。巖石風化程度分為五級，與國際通用標準和習慣一致。為了便于比較，將殘積土 也列在表A.0.3中。國際標準ISO/TC182/SC1也將風化程度分為五級，并列 入殘積土。風化帶是逐漸過渡的，沒有明確的界線，有些情況不一定能劃分出五 個完全的等級。一般花崗巖的風化分帶比較完全，而石灰?guī)r、泥巖等常常不存在 完全的風化分帶。這時可采用類似“中等風化-強風化”強風化-全風化”等語句表 述。同樣，巖體的完整性也可用類似的方法表述。第三系的砂巖、泥巖等半成巖， 處于巖石與土之間，劃分風化帶意義不大，不一定都要描述風化。3. 2. 4關于軟化巖石和特殊性巖石的規(guī)定，與94規(guī)范相同，軟化巖石浸

19、水 后，其承載力會顯著降低，應引起重視。以軟化系數0.75為界限，是借鑒國內 外有關規(guī)范和數十年工程經驗規(guī)定的。石膏、巖鹽等易溶性巖石，膨脹性泥巖，濕陷性砂巖等，性質特殊，對工程有較 大危害，應專門研究，故本規(guī)范將其專門列出。3. 2. 5、3. 2. 6巖石和巖體的野外描述十分重要，規(guī)定應當描述的內容是必要的。 巖石質量指標RQD是國際上通用的鑒別巖石工程性質好壞的方法，國內也有較 多經驗，94規(guī)范中已有反映，本次修訂作了更為明確的規(guī)定。巖石巖石是天然產出的具穩(wěn)定外型的礦物或玻璃集合體，按照一定的方式結合而成。 是構成地殼和上地幔的物質基礎。按成因分為巖漿巖、沉積巖和變質巖。其中巖 漿巖是由

20、高溫熔融的巖漿在地表或地下冷凝所形成的巖石，也稱火成巖；沉積巖 是在地表條件下由風化作用、生物作用和火山作用的產物經水、空氣和冰川等外 力的搬運、沉積和成巖固結而形成的巖石；變質巖是由先成的巖漿巖、沉積巖或 變質巖，由于其所處地質環(huán)境的改變經變質作用而形成的巖石。地殼深處和上地幔的上部主要由火成巖和變質巖組成。從地表向下16公里范圍 內火成巖和變質巖的體積占95%。地殼表面以沉積巖為主，它們約占大陸面積 的75%，洋底幾乎全部為沉積物所覆蓋。巖石學主要研究巖石的物質成分、結構、構造、分類命名、形成條件、分布規(guī)律、 成因、成礦關系以及巖石的演化過程等。它屬地質科學中的重要的基礎學科。 十八世紀末

21、巖石學從礦物學中脫胎出來而發(fā)展成一門獨立的學科。在巖石學發(fā)展 的初期，主要研究的是火成巖，到了十九世紀中葉才開始系統(tǒng)地研究變質巖，而 沉積巖直到二十世紀初才引起人們的注意。目前巖石學正沿著巖漿巖石學、沉積 巖石學和變質巖石學三個主要的分支方向發(fā)展。古老巖石都出現在大陸內部的結晶基底之中。代表性的巖石屬基性和超基性的火 成巖。這些巖石由于受到強烈的變質作用已轉變?yōu)楦缓G泥石和角閃石的變質 巖，通常我們稱為綠巖。如1973年在西格陵蘭發(fā)現了同位素年齡約38億年的 花崗片麻巖。1979年，巴屯等測定南非波波林帶中部的片麻巖年齡約39億年左 右。加拿大北部的變質巖一阿卡斯卡片麻巖是保存完好的古老地球表

22、面的一部分。放 射性年代測定表明阿卡斯卡片麻巖有將近40億年的年齡，從而說明某些大陸物 質在地球形成之后幾億年就已經存在了。最近，科學家在澳大利亞西南部發(fā)現了一批最古老的巖石，根據其中所含的鋯石 礦物晶體的同位素分析結果，表明它們的“年齡”約為43億至44億歲，是迄今發(fā) 現的地球上最古老的巖石樣本，根據這一發(fā)現可以推論，這些巖石形成時，地球 上已經有了大陸和海洋。在地球誕生2億至3億年后，可能并不象人們所認為 的那樣由熾熱的巖漿所覆蓋，而是已經冷卻到了足以形成固體地表和海洋的溫 度。地球的圈層分異在距今44億年前可能就已經完成了。目前在中國發(fā)現的最古老巖石是冀東地區(qū)的花崗片麻巖，其中包體的巖石

23、年齡約 為35億年。澳大利亞西部Warrawoona群中的微化石在形態(tài)結構上比較完整。它們究竟是 藍藻還是細菌目前尚難確定。通常認為，早期疊層石是藍藻建造的，疊層石是藍 藻存在的指示。如果35億年前就已經出現藍藻，則說明釋氧的光合作用早就開 始了，這便引出一個問題：為什么直到20億年前大氣圈才積累自由氧呢？從35 億年前到20億年前中間相隔15億年之久，為什么氧的積累如此緩慢？對此當 然有不同的解釋。例如近年來已經發(fā)現疊層石也可能完全由光合細菌建造，或甚 至由非光合細菌建造。最古老生命存在的間接證據中較重要的是格陵蘭西部條帶狀鐵建造(BIF)和輕碳 同位素。如果證據成立，則由此可推斷在38億年

24、前的地球上已經出現進行釋氧 光合作用的微生物，即類似藍藻的生物。根據Cloud的解釋，BIF是由光和微生 物周期性地釋氧而引起亞鐵氧化為高價鐵沉積下來的。輕碳同位素也是光合作用 的間接證據。但反對的意見認為，BIF形成所需的氧可以通過大氣中的水分子的 光分解來提供，而輕碳同位素可能來自碳酸鹽的熱分解。疊層石是前寒武紀未發(fā)生變質的碳酸鹽沉積中最常見的一種“準化石”，是由原核 生物所建造的有機沉積。這種疊層狀的生物沉積構造是由于藍藻等低等微生物在 其生命活動中，通過沉積物的捕獲和膠結作用發(fā)生周期性的沉積作用而形成的。 根據Walter(1983)的統(tǒng)計，在澳大利亞、北美和南非三個不同大陸的11個地

25、點 發(fā)現了太古宙疊層石，其年齡都在25億年以上。晚元古代是地史上疊層石最繁 盛的時期，其分布廣泛、形態(tài)多樣。后生動物出現以后疊層石驟然衰落。寒武紀 至泥盆紀疊層石數量和分布范圍有限。泥盆紀以后疊層石只是殘存?，F代海相疊 層石只分布在澳大利亞、中美洲、中東等地的少數地區(qū)特殊環(huán)境中。隕石是太陽系內小天體的珍貴標本，為研究太陽系的起源、演化和生命起源提供 了寶貴的線索和資料。球粒隕石中不僅含有氨基酸，還有烴類、乙醇和其他可能 形成保護原始細胞膜的脂肪族化合物。對生命起源的研究有較大意義。生物化學 家David.W.Dreamer用默奇森隕石中得到的化合物制成了球形膜，這些小泡提 供了氨基酸、核苷酸和其他有機化合物以及進行生命開始所必需的轉變環(huán)境。也 就是說，當隕石撞擊地球時，產生形成生命所需的有機物及必需的環(huán)境。和生命 起源于彗星的理論一樣，這是一種新的天外起源說。另外，康奈爾大學的C.Hyba 指出，撞擊也可以用其它方式提供生命所需的原材