本文關鍵詞：論巖石的地質本質性及其巖石力學演繹，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

第２８卷第３期２００９年３月

Ｕ

、ｈ、ｈ、ｈ

Ｃｈｉｎｅｓｅ

巖石力學與工程學報

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｏｃｋＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

Ｖ０１．２８

Ｎｏ．３

Ｍａｒｃｈ．２００９

論巖石的地質本質性及其巖石力學演繹

王思敬

（中國科學院地質與地球物理研究所，北京

１０００２９）

精要：簡要論述巖石循環(huán)的地質作用，提出并討論巖石地質本質性命題，側重闡述巖石的物質性、結構性和賦存性，及其同地質演化的密切關系。作為巖石力學研究對象的巖石同其他工程建筑材料的不同之處就在于它的地質演化及所形成的地質本質性。通過對巖石本質性的認識，探討巖石物理本屬性，包括不均一性、不連續(xù)性的成因及其同地質本質性的關系。在此基礎上討論巖石力學本構性研究中對介質力學屬性的考慮。試圖通過巖石地質本質性、物理本屬性到力學本構性的討論建立起巖石力學與地質學相互認識和深入結合的知識通道。關鍵詞：巖石力學；巖石演化循環(huán)；巖石地質本質性；巖石物理本屬性；巖石力學本構性中圖分類號：Ｔｕ４５

文獻標識碼：Ａ

文章編號：１０００—６９１５（２００９）０３—０４３３—１８

ＧＥｏＬｏＧＩＣＡＬＮＡＴＵＲＥｏＦＲＯＣＫＡＮＤＩＴＳＤＥＤＵＣＴＩＯＮＦＯＲＲＯＣＫ

ＭＥＣＨＡＮＩＣＳ

ＷＡＮＧＳｉｊｉｎｇ

（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅＤ廠ＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００２９，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ．．Ａｆｔｅｒｂｒｉｅｆｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｅｓｒｅｓｐｏｎｓｉｂｌｅｆｏｒｒｏｃｋｇｌｏｂａｌｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｔｏｐｉｃｏｆｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｎａｔｕｒｅｏｆｒｏｃｋｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｄｗｉｔｈｅｍｐｈａｓｉｚｉｎｇｔｈｅｉｎｔｒｉｎｓｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｒｏｃｋｓｕｂｓｔａｎｃｅ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＯｃｃｕｒｒｅｎｃｅｓｔａｔｅ，ａｓｗｅｌｌａｓｉｔｓｃｌｏｓｅ

ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｗｉｔｈｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎ

ｒｏｃｋａｎｄｏｔｈｅｒａｒｔｉｆｉｃｉａｌｍａｔｅｒｉａｌｌｉｅｓｉｎｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｎａｔｕｒｅｏｆｒｏｃｋｆｏｒｍｅｄｉｎｔｈｅ

ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄｏｎ

ｔｈｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎｏｆｒｏｃｋｎａｔｕｒｅ，ｔｈｅｏｒｉｇｉｎｏｆｐｈｙｓｉｃａｌｉｎｈｅｒｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ

ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙａｎｄ

ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ，ａｎｄｔｈｅｉｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｗｉｔｈｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｎａｔｕｒｅａｒｅａｌｓｏｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｂｒｉｅｆｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｙ

ｉｎ

ｒｏｃｋｍｅｃｈａｎｉｃｓｉｓｍａｄｅ．Ｔｈｅｐａｐｅｒａｔｔｅｍｐｔｓｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈ

ａ

ｋｎｏｗｌｅｄｇｅｐａｔｈｆｒｏｍｇｅｏｌｏｇｙｔｏｒｏｃｋ

ｍｅｃｈａｎｉｃｓｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒＣＯｌ】ａｂｏｒａｔｉｏｎ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ．－ｒｏｃｋｍｅｃｈａｎｉｃｓ；ｒｏｃｋｅｖｏｌｕｔｉｏｎｃｙｃｌｅｓ；ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｎａｔｕｒｅｏｆｒｏｃｋ；ｐｈｙｓｉｃａｌｉｎｈｅｒｅｎｔｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｒｏｃｋ；ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｙｉｎｒｏｃｋｍｅｃｈａｎｉＣＳ

巖石力學的研究對象是巖石。雖然研究目標是

１

引

言

探討巖石的力學性能及其工程行為，而且主要應用力學學科的原理和方法，但是巖石卻同其他工程材

從地球科學視野或是從工程地質學觀點來討論巖石力學特性和問題已有相當多的文獻可供參考。作者…在早期的研究工作中就曾作這樣的嘗試；谷德振等［２－－４１也對此進行了系統(tǒng)的論述。在２０世紀初，巖石力學界和工程地質學界所開展的世紀學術進展總結也含有這方面的討論ｆ５－１’７１。陳宗基‘８～刪在許多論著或講演中曾闡述過地質因素的重要作用。

收藕日瓤：２００８—１２—１０；傣畫日期；２００９—０２—１３

料又有所不同，因而有其特殊性。巖石是－－；ｆｅｅ自然造物，是在漫長的地質歷史中，經(jīng)歷了多種地球動力作用才得以形成的，并由此獲得其本質性。巖石演化循環(huán)，經(jīng)過成巖、構造變形和次生蛻化才使其具有現(xiàn)今面貌，從而奠定巖石的物理本屬性，構成力學評價之基礎。當進行巖石的力學本構性研究及巖石工程評價時，物理本屬性的力學表現(xiàn)至為重要，

作者簡介：王思敬ｎ９３４一），男，１９６３年于蘇聯(lián)莫斯科地質學院獲副舊Ｌ學位，現(xiàn)任教授、博十ｍ導師、�！荆虺淘涸菏�，主要從粵水電、礦山、困防和環(huán)境工程等方面的教學與研究Ｔ作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｎｇｓｉｊｉｎｇ＠ｍａｉｌ

ｔｓｉｎｇｈｕａ．ｅｄｕ

ｃｎ

萬方數(shù)據(jù)　

巖石力學與工程學報

２００９焦

如能與其形成根源聯(lián)系起來，必可得到新的理解，從而縮小不確定性。放眼到地球科學視野來深化和延拓巖石力學學科也許是更上一層樓的一個支承。

本文簡要地論述了巖石循環(huán)的地質作用，提出并討論了巖石地質本質性命題，側重闡述了巖石的物質性、結構性和賦存性，及其同地質演化的密切關系。作為巖石力學研究對象的巖石，同其他工程建筑材料的不同之處就在于它的地質演化及所形成的地質本質性。通過對巖石本質性的認識，本文探討了巖石物理本屬性，包括不均一性、不連續(xù)性及時態(tài)性的成因及其同地質本質性的關系。在此基礎上，文中還討論了巖石力學本構性研究中對介質力學屬性的考慮。本文試圖通過巖石地質本質性、物理本屬性到力學本構性的討論，建立巖石力學與地質學相互認識和深入結合的知識通道。

２巖石力學與地質學的結合

２．１巖石力學與地質學的學科關系

巖石力學將力學理論作為學科發(fā)展的研究目標，而巖石則是巖石力學研究的對象。巖石是一種地質產(chǎn)物，也可稱地質體。廣義上講，巖石力學應是力學與地質學相結合的交叉學科，若更有針對性地來看，巖石力學側重于固體力學與巖石地質學的結合。

巖石力學屬于應用基礎學科，它的研究任務是以巖石工程建設為己任，也包括地質資源的開發(fā)工程。更廣更深的力學、地質學，與工程學科的結合勢在必行。因此，地質學必然成為巖石力學與巖石工程學科的支柱性基礎學科之一。

那么，巖石力學與巖石工程學科從地質學中究竟能有何得益，地質學在哪些領域對巖石力學與巖石工程學科的研究和發(fā)展可能做出貢獻，這就是本文所試圖回答的主要問題。

地質學（ｇｅｏｌｏｇｙ）是地球科學的一個分支學科。地球科學（ｅａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅｓ）包括大氣、海洋、地理和固體地球科學等（見圖１）。固體地球科學（ｇｅｏ—ｓｃｉｅｎｃｅｓ）則包含地質學、地球物理學和地球化學。從廣義和實用的角度看，地質學同其他地球科學的分支有著密切的交叉，因而也含有與它們相關的研究內容。

地質學的研究對象是地球，尤其是地殼，重點在于研究它的物質組成和結構，以及其形成、演化的地質動力作用和過程。地質學的核心研究思路是地質歷史的時空重建，在層序和構造分析的基礎上，地質學家采用了許多現(xiàn)代數(shù)理化科學和技術方法，從而使傳統(tǒng)的地質學科步入現(xiàn)代科學行列。

萬　

方數(shù)據(jù)圖１地球與地質科學組成

Ｆｉｇ．１

Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｅａｒｔｈａｎｄｇｅｏｌｏｇｙｓｃｉｅｎｃｅｓ

從巖石力學與巖石工程學科研究和發(fā)展的角度看，相關的地質學研究主要涉及以下領域（見表１）：

表１

主要相關地質學科和領域

Ｔａｂｌｅ１Ｍａｉｎｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｕｂｊｅｃｔｓａｎｄｆｉｅｌｄｓ

編號

學科

分支學科和領域

與巖石力學關系

，鬻鬻豢裟穢一一組

ｚ辮簍》荔飄一一…歷史

ｓ蒡霉翥獎霎釜主掌：淼研究巖石失穩(wěn)及運動

。

力學科災害地質學、地貌動力學等……�！�。

。

ａ裟謄囂：勰一一…環(huán)境

ｓ鬻霧爹淼鬻然精陛

（１）巖石地質學科，包括礦物學、巖漿巖石學、

沉積巖石學、變質巖石學、地層學以及地球化學等，主要研究各類巖石的物質組成和結構，及其成巖和

早期演化的地質作用。

（２）地質構造學科，包括大地構造學、構造物理學、地質力學、地球動力學、構造地質學等，以及地球物理學，主要研究構造形變、褶皺斷裂、巖石變形、構造應力等，從而論述地殼運動和區(qū)域構造演化。

（３）地質動力學科，主要研究內生動力作用和外生動力作用。內生動力作用是由地球內能驅動的地質作用，如地震、火山、地熱等。外生動力作用的研究也可稱地圈動力學，主要研究地球淺表層巖石圈和大氣圈、水圈、生物圈的相互作用、動力過

第２８卷第３期

王思敬．論巖石的地質本質性及其巖石力學演繹

?４３５?

程及巖土運動和淺表層地質演化，包括崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、地面塌陷、地面裂縫，以及地下水滲流、巖士潛蝕、土地浸沒、土地侵蝕、沉積、堆積作用、土地沙化、鹽堿化和巖溶化、巖石風化、卸荷作用等。

（４）歷史地質學科，是以某些地質時代為主的

綜合地質研究，如前寒武紀地質學，中、新生代地

質學，第四紀地質學等，尤其是第四紀地質學同巖石表生演化及工程地質環(huán)境研究的關系最為密切。

（５）工程地質學科，主要包括工程地質學、水文地質學和環(huán)境地質學等。它們的研究對象相同，應用目的一致，但在研究手段上有所異同，在學科方向上各有側重。它們同巖石力學雖然學科屬性有所差異，但互補性強，其發(fā)展過程就是學科交叉、滲透和合作的歷程。

工程地質學是一‘門應用性強的地質學科，主要研究工程建設的地質條件和問題及其治理。它重點研究工程地質作用，即人類工程活動和地質環(huán)境的相互作用和制約。工程地質學的主要學科領域有工程巖土學（土質學）、工程地質力學、地質動力學、工程水文地質學、工程環(huán)境地質學、地質災害學、資源工程地質學、城市地質學、專門工程地質學、區(qū)域工程地質學以及地質工程學等。

工程地質學由于廣闊的應用性導致其學科的綜合性，幾乎得到地質學中所有學科領域的支持，其中有一部分同時也是巖石力學的支持學科，或者是巖石力學工作中有時可能涉及到的領域。所以在本文寫作中只能就巖石力學研究的若干關鍵性地質問題進行探討，討論其巖石力學意義及研究方向，勢必與工程地質學的覆蓋面有一定的重疊。

２．２巖石力學與地質學結合的知識通道

巖石力學家大多認識到地質學是巖石力學的重要基礎學科，在巖石力學的本構建模及巖石工程分析計算中試圖盡可能地考慮巖石特性及地質條件，但是地質科學涵蓋著大量分支學科，從何入手仍是很大的問題。地質學家也很熱心于為巖石工程建設做出自己的貢獻，然而難于確定適當?shù)那腥朦c和深入的方向。顯然，構建一條地質學和巖石力學問相互溝通的知識通道是必要的。

事實上，巖石力學及土力學同地質學的結合從一開始就被認為是學科發(fā)展的要點之一。Ｔｅｒｚａｇｈｉ和Ｍｕｌｌｅｒ教授皆為后人做出了楷模。

進入２１世紀以來，國際巖石力學學會、土力學與巖土工程學會及工程地質與環(huán)境學會合作構建了國際地質巖土工程學會聯(lián)合會（Ｆｅｄｅｒａｔｉｏｎ

ｏｆ

萬　

方數(shù)據(jù)ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＧｅｏ—ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

Ｓｏｃｉｅｔｉｅｓ，ＦＩＧＳ）。聯(lián)合

會約定的分工如下：工程地質做出地質建模，巖土力學進行計算分析，巖土工程開展設計和旖工（見圖２（ａ））。這一方案思路簡潔可行，但要融合成為整體尚有很大空間，需做大量工作。作者在ＦＩＧＳ的三角關系圖上添加了一些合作的環(huán)節(jié)（見圖２（ｂ））。

圖２巖土力學與相關學科的關系

Ｆｉｇ．２

Ｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｒｏｃｋａｎｄｓｏｉｌｍｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄｒｅｌａｔｅｄｓｃｉｅｎｃｅｓ

巖石工程分析計算所需參數(shù)的確定和選擇應由地質研究圈劃出相對均一單元體，而后根據(jù)巖石力學本構關系的要求，通過試驗和分析得出結果。巖

石工程的設計應同地質調查結合開展勘探和測試工

作，并同巖土力學分析結合開展試驗和模擬研究，以提高巖石工程設計的可靠性。

工程地質學家、巖石力學學家需同設計、施工工程師密切結合，通過多元知識的綜合集成方可設計和建成高質量的巖石工程。

多學科的合作歸根到底是學科之間知識的交互和融合，因此必須建立一條知識通道。地質學和巖石力學之問的通道應從兩頭開通。在通道中間應有知識轉化的接口，將通道聯(lián)成整體。中問接口的意義在于取得雙方的共識，以達到學科知識交融的目的。從地質科學來看，最基本的問題在于巖石力學研究中應該如何看待巖石。作為巖石力學研究對象

?４３６?

巖石力學與工程學報

２００９焦

和巖石工程所處的介質，巖石應區(qū)別于其他人工材料，那么它的特殊性何在，這就需要追究巖石的本質性，而從地質學趨向巖石力學的知識通道也就從此處進口。圖３是學科知識溝通的內涵。

地質

物理力學本質性

本屬性

本構性

物質性不均一性變形特性結構性各向異性強度特性賦存性不連續(xù)性滲透性演化性

時態(tài)性

流變性

圖３巖石力學研究中的三大屬性

Ｆｉｇ．３

Ｔｈｒｅｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｉｎｓｔｕｄｙｏｆｒｏｃｋｍｅｃｈａｎｉｃｓ

所謂本質性指物體的內在的固有特性，它在本質上制約著物體的其他有關表現(xiàn)和行為。巖石是～種地質體，它的本質性來源于其地質成因和演化，同其他人工材料有著本質的區(qū)別，可稱為地質本質性。

作為巖石力學研究對象而言，巖石地質本質性包含其物質性、結構性、賦存性以及演化時態(tài)性。工程地質學家重點研究工程巖體長期地質演化所形成的物質組成，即其物質性；長期應力歷史中形成的結構特性，即其結構性；長期同周圍地質環(huán)境的有機聯(lián)系，即賦存性。在這些研究中，貫穿始終的是地質作用和演化過程，而且從其演化趨勢來預測未來的工程地質作用和巖體的工程行為。

巖石地質本質性的研究必將導致巖石物理本屬性的揭示，以及其成因和展布規(guī)律。巖石物理本屬性指物理特性的整體展布和格局，如不均一性、各向異性、不連續(xù)性及其時態(tài)性。這些本屬性也必然具有很強的時態(tài)性，隨著時間和條件的變化而改變。

地質學家對巖石地質本質性有了深入掌握后，方可認識其物理本屬性。在此基礎上，地質學家將可進一步理解巖石的變形破壞機制及其力學本構性。巖石力學家只有進一步認識這些實質性因素，才可考慮它們的作用，建立更加符合實際的巖石力學模型和科學合理的本構關系。而地質學家在理解巖石本構性的基礎上又可返回到巖石本質性的深入研究中，以期同巖石力學進一步結合。

萬　

方數(shù)據(jù)３巖石成因演化的地質作用

３．１巖石的全球旋回

地球上巖土是地殼物質，是地球演化的產(chǎn)物。某階段的巖土物質可成為下階段物質演化的起點。

一階段的穩(wěn)態(tài)演變可經(jīng)歷漫長的地質時代，礦物組分逐漸變化。由一階段物質轉化為另種組分也常有很長的過渡期，形成過渡型礦物組分和不同的物態(tài)。

對巖石的考察地質學家可追溯它的由來，然而更重要的是推測它的未來。以今推古到以古及今，再去以今推后，這是地質分析的重要原理之一。

從三大類巖石的全球旋回來看，巖漿巖是由幔源物質構成的，屬原生巖類。而沉積巖則是已有巖石經(jīng)破碎后再度堆積和膠結而成的，是典型的次生巖類。巖漿巖和沉積巖在進入高溫、高壓條件下形成變質巖類，也屬次生巖類。但值得注意的足，作為次生巖類的沉積巖類又成為變質巖類的源巖。已形成的沉積巖類和變質巖類可再次以源巖組分進入新的沉積巖中。而已經(jīng)形成的各類巖石在強烈的地殼運動中可能進入地殼深部，與巖漿產(chǎn)生混熔，形成新的巖漿源。

巖石旋回的驅動力為地殼運動同地表物質運動的耦合作用，它表現(xiàn)為地殼隆升或仰沖，使巖漿上涌，產(chǎn)生巖漿巖，同時造成表層巖石剝蝕和運移的條件，形成沉積巖：而地殼的下沉或俯沖則可使地球表層被巖石卷入地殼深部，產(chǎn)生變質巖，甚至進入上地幔巖漿源區(qū)，進入漿源中。如此旋回不已，通過各類地質作用形成復雜而多樣的巖石，造成巖石的多樣性。

３．２成巖地質作用

巖石成巖作用和早期演化決定著巖石的物質組成和結構，也是奠定地殼物質基礎的主要地質作用（見表２）。它包含了多種地質作用，并構成地殼演化的基本過程。成巖地質作用可分為三大類：巖漿活動、沉積作用和變質作用，相應形成三大巖類（見表２）。

巖漿活動是地殼巖石的初始物質源泉，所形成的巖漿巖為原始巖類。巖漿從漿源流進地殼巖層后逐漸冷凝的過程為巖漿侵入活動，結果形成侵入巖漿巖。它的礦物組成取決于巖漿的主成分，如酸性巖、基性巖、堿性巖等，但通過巖漿分異及巖漿與圍巖相互作用可形成多種巖性的巖石。后期巖漿活動退化過程中可能再做小規(guī)模的侵入活動，形成小

第２８卷第３期王思敬．論巖石的地質本質性及其巖石力學演繹

?４３７?

表２巖石建造環(huán)境與巖石組成

Ｔａｂｌｅ２

Ｔｅｃｔｏｎｉｃｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｏｆｒｏｃｋｓａｎｄｔｈｅｉｒｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ

羹纂

沉積環(huán)境巖石組成Ｔ－∞ｔｚ“－ｔ寸性

堂璧苧旦委綴系登躉蓊喜案漂奄巖溶發(fā)育，形專芋暮：。堂冀娑積，陸亳茹輕爰喜：’言。罷ｉ化蓑

成孔洞結構

造相淡水沉積

善：…蕃舞箍裝善“…”‘

多是軟弱相

間組合，含軟弱夾層層狀不均一炷

攀篇∥耋薰蒸辮募譬

薄層組合，層狀不均～一陛，

各向異性

多層組合，層

狀不均一眭，

含軟弱夾層多層組合，層

含鹽陸相，濱海相，濱黏土巖、頁巖、砂質頁巖及

建造湖相

鈣質頁巖等，含鉀鹽、鈉鹽、

狀４ｊ均�！皠�，石膏、芒硝等

含可溶夾層

深成及淺成巖漿巖、如橄欖

巖漿深成、淺成各個地巖、輝綠巖、閃長巖、花崗均塊體組

巖建質時代巖漿結晶分

巖、偉晶巖、細晶巖等，呈造

異相

基巖、巖株、巖脈等形式產(chǎn)

出

套豈鬻≯流形茲茲笳‰羨譬凳衾

攀戮黧搿淼≯霎，Ｐ４－茹ｉ豢ｆ

：竺的巖石，有接觸變各種片巖、片麻巖、石英巖、…’≥。：。：。�！��！鲑|，動力變質，區(qū)大理巖、斜長角閃巖等＝』……一

形變的各巖體

竺羹攬票撕形成囂霧搿震曩鋈ｇ警…卒結翼至二用咻石、堆詳石寺’

構

霎嘉掣余漿液及水熱作蝕變巖、高嶺石及蒙脫石化羹器破碎機

婪嘉糕擴變化糯糍翥譬艫辮黧曩

巖組而形成的

不同風化系數(shù)的巖（土）

ｉ一……一

巖體或巖脈。

巖漿從漿源流經(jīng)地殼巖層后達到地面，便出現(xiàn)火山活動，產(chǎn)生溢流或噴發(fā)，并相應形成火山巖系。溢流巖同噴發(fā)巖有時相互交替，形成復雜的巖組。溢流巖的成分主要取決于相應的巖漿，如酸性流紋巖、基性玄武巖等。噴發(fā)巖則常同地表沉積物混雜，，形成火山沉積巖系。

地球表層在陸地高處受大氣、水和生物圈的作用，發(fā)生巖石的剝蝕，包括各類侵蝕作用，如風蝕、浪蝕、喀斯特化、潛蝕等。從母巖剝離出來的巖石在重力、水力、風力作用下搬運到異地堆積或水域中沉積下來，完成成土過程后，通過漫長的固結和膠

萬　

方數(shù)據(jù)結作用才形成沉積巖類，包括碎屑和化學沉積巖等。

在地殼深處具有一定的高溫、高壓條件下，已形成的巖石受到巖石變質作用，產(chǎn)生結構和礦物組成的根本改變，形成不同變質程度的變質巖類。３．３巖石演化的地質作用

巖石在形成后又經(jīng)過長期的地質演化才構成現(xiàn)今在地殼表層所見的巖石（見表２）。巖石后期演化

的地質作用主要可歸納為構造形變、蝕變和風化三大類，其作用主要是造成巖石結構和組成的改變，或稱改造。

在構造應力場中巖石產(chǎn)生構造形變，主要是結構的變化，同時也有礦物組成的改變，包括生成構造應力礦物，形成構造巖，包括斷層巖等。

巖石蝕變作用是巖石形成后在地殼一定深處受到深部流體，尤其是水熱作用而產(chǎn)生的礦物組成的改變。

巖石風化作用是巖石在地表條件下產(chǎn)生變異的

一系列地質作用，包括應力卸荷、物理風化、化學風化和生物風化等作用�；瘜W風化作用，如水解作用、淋濾作用等，強烈地改變巖石的礦物組成。３．４小結

巖石的全球旋回和漫長的成巖和演化歷史表明，巖石是地質歷史產(chǎn)物，它具有多樣性，種類繁

多，并形成不均一眭。巖石的非穩(wěn)定時態(tài)性非常突

出，大多處于演化的某種階段，演化進展程度不一，屬于過渡性產(chǎn)物。即使是同一種巖石，其所具有的組成、結構和物性也不盡相同，所包含的各種物理參數(shù)和力學性能差異很大。因此，要想對巖石的力學特性及其在工程條件下的表現(xiàn)有比較深入的認識和理解，光靠少數(shù)力學參數(shù)是不夠的，而需要掌握

其全息信息，尤其是礦物組成和結構。巖石全息性能參數(shù)及對巖石成巖和演化程度信息的掌握是巖石工程和力學研究以及評價的基礎。

４巖石的地質本質性

物體的本質性指其自身物性和結構所生成的內在本性。巖石力學家常說巖石是一種特殊材料。地質學家認為巖石與其他材料相比，其特殊性可歸結于其地質本質性。

由于其賦存性及長期的演化過程，巖石也具有演化性。

  本文關鍵詞：論巖石的地質本質性及其巖石力學演繹，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：159858