1、怎樣根據(jù)巖石的硬度選擇合適的鉆頭?金剛石鉆頭要根據(jù)巖石硬度才能確定鉆頭胎體硬度，巖石硬度不同金剛石鉆頭胎體也不同，其進(jìn)尺速度也不同：一．如果是.在硬的、堅(jiān)硬的、可鉆性級(jí)別高的和裂隙、破碎的巖石中鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)選用細(xì)粒表鑲或細(xì)目數(shù)孕鑲的鉆頭、擴(kuò)孔器 。
二 。在中硬的、可鉆性級(jí)別低的和均質(zhì)、完整的巖石中鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)選用粗粒表鑲或粗目數(shù)孕鑲的鉆頭、擴(kuò)孔器 。
三 ， 在研磨性強(qiáng)的巖石中鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)選用硬胎體的鉆頭、擴(kuò)孔器 。
四，在研磨性弱的巖石中鉆進(jìn)時(shí) ， 應(yīng)選用軟胎體的鉆頭、擴(kuò)孔器 。在我國石油內(nèi)部分級(jí)有7個(gè)等級(jí)，1-7分別為：極軟；軟，中軟 ， 中 ， 中硬，硬，極硬 ， 按巖石硬度來排行分為10個(gè)等級(jí) ， 依次是：滑石、石膏、指甲、方解石、銅幣、螢石、磷灰石、鋼刀、玻璃、正長石、鋼銼、石英、剛玉、黃玉、金剛石 。
其實(shí)對(duì)于現(xiàn)在金鋼石行業(yè)對(duì)金剛石鉆頭的設(shè)計(jì)很多金剛石鉆頭能鉆所有的巖石層，只是它在鉆燧石、花崗巖等硬度很高的巖層時(shí)，對(duì)鉆頭磨損厲害 ， 這樣就增加了鉆井成本 。由于鉆頭設(shè)計(jì)方式的不同，對(duì)這種地層更適合用牙輪鉆頭，能達(dá)到最高的經(jīng)濟(jì)效益 。但是為了更好地開展工作，我們應(yīng)該注意這些使用事項(xiàng)，一旦出現(xiàn)什么問題我們也好及時(shí)檢查設(shè)備 。
【巖石硬度分級(jí),怎樣根據(jù)巖石的硬度選擇合適的鉆頭？】
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2、巖石硬度劃分巖石級(jí)別堅(jiān)固程度代表性巖石Ⅰ最堅(jiān)固最堅(jiān)固、致密、有韌性的石英巖、玄武巖和其他各種特別堅(jiān)固的巖石 。(f=20) Ⅱ很堅(jiān)固很堅(jiān)固的花崗巖、石英斑巖、硅質(zhì)片巖，較堅(jiān)固的石英巖，最堅(jiān)固的砂巖和石灰?guī)r.(f=15) Ⅲ堅(jiān) 固致密的花崗巖，很堅(jiān)固的砂巖和石灰?guī)r，石英礦脈，堅(jiān)固的礫巖 ， 很堅(jiān)固的鐵礦石.(f=10)Ⅲa堅(jiān) 固堅(jiān)固的砂巖、石灰?guī)r、大理巖、白云巖、黃鐵礦 ， 不堅(jiān)固的花崗巖 。(f=8)Ⅳ比較堅(jiān)固一般的砂巖、鐵礦石 (f=6) Ⅳa比較堅(jiān)固砂質(zhì)頁巖，頁巖質(zhì)砂巖 。(f=5) Ⅴ中等堅(jiān)固堅(jiān)固的泥質(zhì)頁巖 ， 不堅(jiān)固的砂巖和石灰?guī)r，軟礫石 。(f=4) Ⅴa中等堅(jiān)固各種不堅(jiān)固的頁巖，致密的泥灰?guī)r.(f=3) Ⅵ比較軟軟弱頁巖 ， 很軟的石灰?guī)r ， 白堊，鹽巖，石膏，無煙煤，破碎的砂巖和石質(zhì)土壤.(f=2) Ⅵa比較軟碎石質(zhì)土壤，破碎的頁巖，粘結(jié)成塊的礫石、碎石，堅(jiān)固的煤，硬化的粘土 。(f=1.5)Ⅶ軟軟致密粘土，較軟的煙煤，堅(jiān)固的沖擊土層，粘土質(zhì)土壤 。(f=1) Ⅶa軟軟砂質(zhì)粘土、礫石，黃土 。(f=0.8) Ⅷ土 狀腐殖土，泥煤，軟砂質(zhì)土壤，濕砂 。(f=0.6) Ⅸ松散狀砂，山礫堆積，細(xì)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(jiān)固性的量化指標(biāo). 人們?cè)陂L期的實(shí)踐中認(rèn)識(shí)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，則它們的硬度也比較大，概括的說就是比較堅(jiān)固 。因此，人們就用巖石的堅(jiān)固性這個(gè)概念來表示巖石在破碎時(shí)的難易程度 。堅(jiān)固性的大小用堅(jiān)固性系數(shù)來表示又叫硬度系數(shù) ， 也叫普氏硬度系數(shù)f值） 。堅(jiān)固性系數(shù)f=R/100 (R單位 kg/cm2) 式中R――為巖石標(biāo)準(zhǔn)試樣的單向極限抗壓強(qiáng)度值 。通常用的普氏巖石分及法就是根據(jù)堅(jiān)固性系數(shù)來進(jìn)行巖石分級(jí)的 。如： ① 極堅(jiān)固巖石 f=15～20（堅(jiān)固的花崗巖，石灰?guī)r，石英巖等） ② 堅(jiān)硬巖石 f=8 ～10（如不堅(jiān)固的花崗巖，堅(jiān)固的砂巖等） ③ 中等堅(jiān)固巖石 f=4 ～6 （如普通砂巖，鐵礦等） ④ 不堅(jiān)固巖石 f=0.8～3 （如黃土、僅為0.3） 礦巖的堅(jiān)固性也是一種抵抗外力的性質(zhì)，但它與礦巖的強(qiáng)度卻是兩種不同的概念 。強(qiáng)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(jiān)固性所抵抗的外力卻是一種綜合的外力 。（如抵抗鍬 ， 稿，機(jī)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(zhì)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(zhì)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?nèi)f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(zhì)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巖石類型 。它是由風(fēng)化產(chǎn)物、火山物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)等碎屑物質(zhì)在常溫常壓下經(jīng)過搬運(yùn)、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(zhì)都要經(jīng)歷搬運(yùn)過程，然后在合適的環(huán)境中沉積下來，經(jīng)過漫長的壓實(shí)作用 ， 石化成堅(jiān)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(fēng)化侵蝕：在河流上的大石頭，經(jīng)年累月被侵蝕風(fēng)化，逐漸崩解成小的沙泥、碎屑 。2.搬運(yùn)：這些碎屑被水流從上游搬運(yùn)到下游 。3.堆積：下游流速減緩，搬運(yùn)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(shí)間久了，底下的沉積物被壓得較緊實(shí) 。5.膠結(jié)：地下水經(jīng)過沉積物的孔隙，帶來的礦物質(zhì)填滿孔隙，使巖石碎屑顆粒緊緊膠結(jié)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(yùn)動(dòng)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(jié)并經(jīng)過結(jié)晶作用而形成的巖石 。因?yàn)樗傻臈l件與沉積巖差別很大，因此，它的特點(diǎn)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(jīng)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，而是在地底下慢慢冷卻形成的 。3、變質(zhì)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(zhì)環(huán)境和物理化學(xué)條件的變化，在固態(tài)情況下發(fā)生了礦物組成調(diào)整、結(jié)構(gòu)構(gòu)造改變甚至化學(xué)成分的變化，而形成一種新的巖石，這種巖石被稱為變質(zhì)巖 。變質(zhì)巖是大陸地殼中最主要的巖石類型之一 。變質(zhì)巖又分：板巖、片巖、片麻巖、大理巖 。變質(zhì)巖的形成:1.為變質(zhì)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(qiáng)大擠壓和摩擦力之下，產(chǎn)生溫度和壓力，使得深埋在地底下的巖石發(fā)生變質(zhì)作用 。3.變質(zhì)成新巖石：巖石里零散分布的礦物結(jié)晶會(huì)呈規(guī)矩排列 ， 或生出新礦物來 ， 而變成各種新的變質(zhì)巖 。巖石對(duì)人類來說，并不陌生 。由動(dòng)物進(jìn)化為人類后的第一個(gè)時(shí)代就是石器時(shí)代 。那時(shí)，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(xiàn)代地質(zhì)學(xué)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(shì)高峻、峰嶺陡峭的地勢(shì)；“石”字則是指磬、碑、硯、隕星等 。自從18世紀(jì)地質(zhì)學(xué)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(gè)定義：巖石是各種地質(zhì)作用形成的自然歷史產(chǎn)物，是構(gòu)成地殼的基本組成單位，是由礦物及非晶質(zhì)組成的，具有一定結(jié)構(gòu)、構(gòu)造的固態(tài)地質(zhì)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(zhì)巖，這就是自然界三大類巖石 。這三大類巖石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(zhì)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(shù)民族” 。在整個(gè)地殼中，沉積巖只占到地殼體積的8%，變質(zhì)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(xiàn)破碎、疏松及礦物成分次生變化的現(xiàn)象 。導(dǎo)致上述現(xiàn)象的作用稱風(fēng)化作用 。分為：①物理風(fēng)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(jié)和鹽類結(jié)晶引起的撐脹、巖石因荷載解除引起的膨脹等 。②化學(xué)風(fēng)化作用 。包括：水對(duì)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(yīng)分解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 。③生物風(fēng)化作用 。包括動(dòng)物和植物對(duì)巖石的破壞，其對(duì)巖石的機(jī)械破壞亦屬物理風(fēng)化作用，其尸體分解對(duì)巖石的侵蝕亦屬化學(xué)風(fēng)化作用 。人為破壞也是巖石風(fēng)化的重要原因 。巖石風(fēng)化程度可分為全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化、弱風(fēng)化和微風(fēng)化4個(gè)級(jí)別 。大約在200年前，人們可能認(rèn)為高山、湖泊和沙漠都是地球上永恒不變的特征 。可現(xiàn)在我們已經(jīng)知道高山最終將被風(fēng)化和剝蝕為平地，湖泊終將被沉積物和植被填滿，沙漠會(huì)隨著氣候的變化而行蹤不定 。地球上的物質(zhì)永無止境地運(yùn)動(dòng)著 。暴露在地殼表面的大部分巖石都處在與其形成時(shí)不同的物理化學(xué)條件下，而且地表富含氧氣、二氧化碳和水，因而巖石極易發(fā)生變化和破壞 。表現(xiàn)為整塊的巖石變?yōu)樗閴K，或其成分發(fā)生變化，最終使堅(jiān)硬的巖石變成松散的碎屑和土壤 。礦物和巖石在地表?xiàng)l件下發(fā)生的機(jī)械碎裂和化學(xué)分解過程稱為風(fēng)化 。由于風(fēng)、水流及冰川等動(dòng)力將風(fēng)化作用的產(chǎn)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(jī)械破碎而不改變其化學(xué)成分也不新礦物的作用稱物理風(fēng)化作用 。如礦物巖石的熱脹冷縮、冰劈作用、層裂和鹽分結(jié)晶等作用均可使巖石由大塊變成小塊以至完全碎裂 。化學(xué)風(fēng)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(xué)成分和礦物成分變化，并產(chǎn)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(jìn)行 。雖然所有的巖石都會(huì)風(fēng)化 ， 但并不是都按同一條路徑或同一個(gè)速率發(fā)生變化 。經(jīng)過長年累月對(duì)不同條件下風(fēng)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(fēng)化的主要因素 。不同的巖石具有不同的礦物組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)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(fēng)化速率的差異，可以從不同巖石類型的石碑上表現(xiàn)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(xué)風(fēng)化 。而大理巖石碑則明顯地容易遭受風(fēng)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(xiàn)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(xué)風(fēng)化作用速度快而充分，巖石的分解向縱深發(fā)展可形成巨厚的風(fēng)化層 。在極地和沙漠地區(qū) ， 由于氣候干冷，化學(xué)風(fēng)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(gè)世紀(jì)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(yán)重的紐約城中心公園之后 ， 僅過了75年就已面目全非 。地勢(shì)的高度影響到氣候：中低緯度的高山區(qū)山麓與山頂?shù)臏囟取夂虿顒e很大，其生物界面貌顯著不同 。因而風(fēng)化作用也存在顯著的差別 。地勢(shì)的起伏程度對(duì)于風(fēng)化作用也具普遍意義：地勢(shì)起伏大的山區(qū)，風(fēng)化產(chǎn)物易被外力剝蝕而使基巖裸露，加速風(fēng)化 。山坡的方向涉及到氣候和日照強(qiáng)度，如山體的向陽坡日照強(qiáng) ， 雨水多，而山體的背陽坡可能常年冰雪不化，顯然巖石的風(fēng)化特點(diǎn)差別較大 。剝蝕與風(fēng)化作用在大自然中相輔相成，只有當(dāng)巖石被風(fēng)化后 ， 才易被剝蝕 。而當(dāng)巖石被剝蝕后 ， 才能露出新鮮的巖石，使之繼續(xù)風(fēng)化 。風(fēng)化產(chǎn)物的搬運(yùn)是剝蝕作用的主要體現(xiàn) 。當(dāng)巖屑隨著搬運(yùn)介質(zhì)，如風(fēng)或水等流動(dòng)時(shí)，會(huì)對(duì)地表、河床及湖岸帶產(chǎn)生侵蝕 。這樣也就產(chǎn)生更多的碎屑，為沉積作用提供了物質(zhì)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(fēng)化作用 。沙和泥土就是巖石風(fēng)化后的產(chǎn)物 。山地的中的巖石極為多樣，差別很大 ， 進(jìn)行工程分類十分必要 。《94規(guī)范》首先按巖石強(qiáng)度分類，再進(jìn)行風(fēng)化分類 。按巖石強(qiáng)度分為極硬、次硬、次軟和極軟，列舉了代表性巖石名稱 。又以新鮮巖塊的飽和抗壓強(qiáng)度30MPa為分界標(biāo)準(zhǔn) 。問題在于，新鮮的末風(fēng)化的巖塊在現(xiàn)場(chǎng)有時(shí)很難取得，難以執(zhí)行 。巖石的分類可以分為地質(zhì)分類和工程分類 。地質(zhì)分類主要根據(jù)其地質(zhì)成因、礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和風(fēng)化程度 ， 可以用地質(zhì)名稱(即巖石學(xué)名稱)加風(fēng)化程度表達(dá)，如強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、微風(fēng)化砂巖等 。這對(duì)于工程的勘察設(shè)計(jì)確是十分必要的 。工程分類主要根據(jù)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(zhì)分類是一種基本分類，工程分類應(yīng)在地質(zhì)分類的基礎(chǔ)上進(jìn)行，目的是為了較好地概括其工程性質(zhì)，便于進(jìn)行工程評(píng)價(jià) 。為此 ， 本次修訂除了規(guī)定應(yīng)確定地質(zhì)名稱和風(fēng)化程度外，增加了巖塊的“堅(jiān)硬程度”、巖體的“完整程度”和“巖體基本質(zhì)量等級(jí)”的劃分 。并分別提出了定性和定量的劃分標(biāo)準(zhǔn)和方法，可操作性較強(qiáng) 。巖石的堅(jiān)硬程度直接與地基的承載力和變形性質(zhì)有關(guān)，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(qiáng)度和穩(wěn)定性較完整巖石大大削弱 ， 尤其對(duì)邊坡和基坑工程更為突出 。本次修訂將巖石的堅(jiān)硬程度和巖體的完整程度各分五級(jí) ， 二者綜合又分五個(gè)基本質(zhì)量等級(jí) 。與國標(biāo)《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50218-94)和《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50007-2002)協(xié)調(diào)一致 。劃分出極軟巖十分重要，因?yàn)檫@類巖石不僅極軟，而且常有特殊的工程性質(zhì)，例如某些泥巖具有很高的膨脹性；泥質(zhì)砂巖、全風(fēng)化花崗巖等有很強(qiáng)的軟化性(單軸飽和抗壓強(qiáng)度可等于零)；有的第三紀(jì)砂巖遇水崩解，有流砂性質(zhì) 。劃分出極破碎巖體也很重要，有時(shí)開挖時(shí)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(shí)上，對(duì)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(zhì)量等級(jí)為V級(jí)的巖石，對(duì)可取原狀試樣的，可用土工試驗(yàn)方法測(cè)定其性狀和物理力學(xué)性質(zhì) 。舉例：1 花崗巖，微風(fēng)化：為較硬巖，完整，質(zhì)量基本等級(jí)為Ⅱ級(jí)；2 片麻巖，中等風(fēng)化：為較軟巖 ， 較破碎，質(zhì)量基本等級(jí)為Ⅳ級(jí)；3 泥巖，微風(fēng)化：為軟巖，較完整 ， 質(zhì)量基本等級(jí)為Ⅳ級(jí)；4 砂巖(第三紀(jì))，微風(fēng)化：為極軟巖，較完整，質(zhì)量基本等級(jí)為V級(jí)；5 糜棱巖(斷層帶)：極破碎，質(zhì)量基本等級(jí)為V級(jí) 。巖石風(fēng)化程度分為五級(jí) ， 與國際通用標(biāo)準(zhǔn)和習(xí)慣一致 。為了便于比較，將殘積土也列在表A.0.3中 。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO／TC182／SCl也將風(fēng)化程度分為五級(jí)，并列入殘積土 。風(fēng)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(gè)完全的等級(jí) 。一般花崗巖的風(fēng)化分帶比較完全，而石灰?guī)r、泥巖等常常不存在完全的風(fēng)化分帶 。這時(shí)可采用類似“中等風(fēng)化-強(qiáng)風(fēng)化’“強(qiáng)風(fēng)化-全風(fēng)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(fēng)化帶意義不大，不一定都要描述風(fēng)化 。3. 2. 4 關(guān)于軟化巖石和特殊性巖石的規(guī)定，與《94規(guī)范》相同，軟化巖石浸水后，其承載力會(huì)顯著降低，應(yīng)引起重視 。以軟化系數(shù)0.75為界限，是借鑒國內(nèi)外有關(guān)規(guī)范和數(shù)十年工程經(jīng)驗(yàn)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(zhì)特殊，對(duì)工程有較大危害，應(yīng)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(yīng)當(dāng)描述的內(nèi)容是必要的 。巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD是國際上通用的鑒別巖石工程性質(zhì)好壞的方法 ， 國內(nèi)也有較多經(jīng)驗(yàn)，《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(chǎn)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(jié)合而成 。是構(gòu)成地殼和上地幔的物質(zhì)基礎(chǔ) 。按成因分為巖漿巖、沉積巖和變質(zhì)巖 。其中巖漿巖是由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?xiàng)l件下由風(fēng)化作用、生物作用和火山作用的產(chǎn)物經(jīng)水、空氣和冰川等外力的搬運(yùn)、沉積和成巖固結(jié)而形成的巖石；變質(zhì)巖是由先成的巖漿巖、沉積巖或變質(zhì)巖 ， 由于其所處地質(zhì)環(huán)境的改變經(jīng)變質(zhì)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(zhì)巖組成 。從地表向下16公里范圍內(nèi)火成巖和變質(zhì)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(xué)主要研究巖石的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、分類命名、形成條件、分布規(guī)律、成因、成礦關(guān)系以及巖石的演化過程等 。它屬地質(zhì)科學(xué)中的重要的基礎(chǔ)學(xué)科 。十八世紀(jì)末巖石學(xué)從礦物學(xué)中脫胎出來而發(fā)展成一門獨(dú)立的學(xué)科 。在巖石學(xué)發(fā)展的初期 ， 主要研究的是火成巖，到了十九世紀(jì)中葉才開始系統(tǒng)地研究變質(zhì)巖 ， 而沉積巖直到二十世紀(jì)初才引起人們的注意 。目前巖石學(xué)正沿著巖漿巖石學(xué)、沉積巖石學(xué)和變質(zhì)巖石學(xué)三個(gè)主要的分支方向發(fā)展 。古老巖石都出現(xiàn)在大陸內(nèi)部的結(jié)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(qiáng)烈的變質(zhì)作用已轉(zhuǎn)變?yōu)楦缓G泥石和角閃石的變質(zhì)巖，通常我們稱為綠巖 。如1973年在西格陵蘭發(fā)現(xiàn)了同位素年齡約38億年的花崗片麻巖 。1979年，巴屯等測(cè)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(zhì)巖―阿卡斯卡片麻巖是保存完好的古老地球表面的一部分 。放射性年代測(cè)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(zhì)在地球形成之后幾億年就已經(jīng)存在了 。最近，科學(xué)家在澳大利亞西南部發(fā)現(xiàn)了一批最古老的巖石 ， 根據(jù)其中所含的鋯石礦物晶體的同位素分析結(jié)果，表明它們的“年齡”約為43億至44億歲，是迄今發(fā)現(xiàn)的地球上最古老的巖石樣本，根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)可以推論，這些巖石形成時(shí)，地球上已經(jīng)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(rèn)為的那樣由熾熱的巖漿所覆蓋，而是已經(jīng)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(jīng)完成了 。目前在中國發(fā)現(xiàn)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(jié)構(gòu)上比較完整 。它們究竟是藍(lán)藻還是細(xì)菌目前尚難確定 。通常認(rèn)為，早期疊層石是藍(lán)藻建造的，疊層石是藍(lán)藻存在的指示 。如果35億年前就已經(jīng)出現(xiàn)藍(lán)藻，則說明釋氧的光合作用早就開始了，這便引出一個(gè)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(duì)此當(dāng)然有不同的解釋 。例如近年來已經(jīng)發(fā)現(xiàn)疊層石也可能完全由光合細(xì)菌建造，或甚至由非光合細(xì)菌建造 。最古老生命存在的間接證據(jù)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(jù)成立，則由此可推斷在38億年前的地球上已經(jīng)出現(xiàn)進(jìn)行釋氧光合作用的微生物 ， 即類似藍(lán)藻的生物 。根據(jù)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(jià)鐵沉積下來的 。輕碳同位素也是光合作用的間接證據(jù) 。但反對(duì)的意見認(rèn)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(jì)未發(fā)生變質(zhì)的碳酸鹽沉積中最常見的一種“準(zhǔn)化石”，是由原核生物所建造的有機(jī)沉積 。這種疊層狀的生物沉積構(gòu)造是由于藍(lán)藻等低等微生物在其生命活動(dòng)中，通過沉積物的捕獲和膠結(jié)作用發(fā)生周期性的沉積作用而形成的 。根據(jù)Walter(1983)的統(tǒng)計(jì)，在澳大利亞、北美和南非三個(gè)不同大陸的11個(gè)地點(diǎn)發(fā)現(xiàn)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(shí)期，其分布廣泛、形態(tài)多樣 。后生動(dòng)物出現(xiàn)以后疊層石驟然衰落 。寒武紀(jì)至泥盆紀(jì)疊層石數(shù)量和分布范圍有限 。泥盆紀(jì)以后疊層石只是殘存 。現(xiàn)代海相疊層石只分布在澳大利亞、中美洲、中東等地的少數(shù)地區(qū)特殊環(huán)境中 。隕石是太陽系內(nèi)小天體的珍貴標(biāo)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(hù)原始細(xì)胞膜的脂肪族化合物 。對(duì)生命起源的研究有較大意義 。生物化學(xué)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(jī)化合物以及進(jìn)行生命開始所必需的轉(zhuǎn)變環(huán)境 。也就是說，當(dāng)隕石撞擊地球時(shí)，產(chǎn)生形成生命所需的有機(jī)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(xué)的C.Hyba指出，撞擊也可以用其它方式提供生命所需的原材料，來自一次隕石撞擊的熱和沖擊波可以在原始大氣中激發(fā)起合成有機(jī)化合物的化學(xué)反應(yīng) 。隕石是降落到地球表面的小塊行星際物質(zhì)撞入地球大氣圈后尚未被燒盡的流星體的殘片 。在晴朗的夜晚，可以看到一線亮光劃過夜空，瞬間消失 。這些彌漫在宇宙空間中的星際塵埃 ， 如果被地球的引力捕獲便形成隕星；當(dāng)它們以極快的速度進(jìn)入地球大氣圈時(shí)與大氣發(fā)生摩擦、生熱、發(fā)光，一部分殘留下來落到地表就成為隕石 。如果隕石在空中爆炸后象下雨一樣降落，就稱為隕石雨 。1976年3月8日，我國吉林省降落過一次世界罕見的隕石雨，完整的隕石有100余塊,重2噸多 ， 其中最大的一塊重達(dá)1770公斤，是世界上最大的石隕石 。隕石來自星際空間，在1969年阿普羅11號(hào)在月球著陸并將月巖帶回地球以前，隕石是人們能直接加以觀察的唯一的外來天體 。近代史上最驚人的隕石墜落事件是1908年的通古斯事件 。當(dāng)時(shí)在前蘇聯(lián)西伯利亞通古斯方圓800公里的范圍內(nèi) ， 都可見到了火光；在100公里范圍內(nèi)，都聽到了轟隆巨響；在50公里范圍內(nèi)，高大樹木全部被燒毀 。很多人推測(cè)這次事件與隕石墜落有關(guān)，但奇怪的是至今沒有找到隕石碎塊 。因此成為世界著名的“通古斯之謎”，吸引了許多中外科學(xué)家前往這個(gè)地區(qū)進(jìn)行考察和研究 。隕石可分為三類：石隕石、石鐵隕石和鐵隕石 。其中以石隕石最多 ， 約占94% 。同位素年齡測(cè)定隕石的年齡約為46億年 。石隕石：密度為3-3.5克/立方厘米 。由硅酸鹽礦物橄欖石、輝石、少量斜長石和金屬鐵的微粒組成 。可分為球粒隕石和無球粒隕石，前者含有直徑為1-2毫米大小的隕石球粒，它是熔融物質(zhì)快速冷凝的產(chǎn)物 。這種結(jié)構(gòu)在地球上從未發(fā)現(xiàn)過 。可能是在太陽系形成初期原始行星物質(zhì)被原始太陽的高溫熔化后，在脫離太陽時(shí)迅速冷卻而形成的 。因此，玻璃質(zhì)球粒的成分就反映了太陽系形成初期原始行星的成分 。石鐵隕石：密度約5.6-6克/立方厘米，由鐵鎳和硅酸鹽礦物組成 。鐵隕石：密度約8-8.5克/立方厘米 。大約由80%-95%的金屬鐵和5%-20%的鎳組成
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