巖石分類及硬度級(jí)別

1、巖石級(jí)別IIIIIIIllaWWaVVaWWa訓(xùn)(f=1)Wa訓(xùn)IXX巖石分類及硬度級(jí)別堅(jiān)固程度代表性巖石最堅(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)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)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)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)比較堅(jiān)固一般的砂巖、鐵礦石(f=6)比較堅(jiān)固砂質(zhì)頁(yè)巖，頁(yè)巖質(zhì)砂巖。(f=5)中等堅(jiān)固堅(jiān)固的泥質(zhì)頁(yè)巖，不堅(jiān)固的砂巖和石灰?guī)r，軟礫石。(f=4)中等堅(jiān)固各種不堅(jiān)固

2、的頁(yè)巖，致密的泥灰?guī)r.(f=3)比較軟軟弱頁(yè)巖，很軟的石灰?guī)r，白堊，鹽巖，石膏，無(wú)煙煤，破碎的砂巖和石質(zhì)土壤.(f=2)比較軟碎石質(zhì)土壤，破碎的頁(yè)巖，粘結(jié)成塊的礫石、碎石，堅(jiān)固的煤，硬化的粘土。(f=1.5)軟軟致密粘土，較軟的煙煤，堅(jiān)固的沖擊土層，粘土質(zhì)土壤軟軟砂質(zhì)粘土、礫石，黃土。(f=0.8)土狀腐殖土，泥煤，軟砂質(zhì)土壤，濕砂。(f=0.6)松散狀砂，山礫堆積，細(xì)礫石，松土，開采下來(lái)的煤.(f=0.5)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(zhǎng)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

3、爆破，則它們的硬度也比較大，概括的說(shuō)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(lái)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(lái)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(lái)進(jìn)行巖石分級(jí)的。如：極堅(jiān)固巖石f=1520（堅(jiān)固的花崗巖，石灰?guī)r，石英巖等）堅(jiān)硬巖石f=810（如不堅(jiān)固的花崗巖，堅(jiān)固的砂巖等）中等堅(jiān)固巖石f=46（如普通砂巖，鐵礦等）不堅(jiān)固巖石f=0.83（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

4、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(zhǎng)巖,流紋巖,玄武巖輝長(zhǎng)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(lái)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

5、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(guò)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(guò)程，然后在合適的環(huán)境中沉積下來(lái)，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)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(yè)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(lái)。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(guò)沉積物的孔隙，帶來(lái)的礦物質(zhì)填滿孔隙，使巖石碎屑顆粒緊緊膠結(jié)在一

6、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(guò)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(guò)

7、程中，早先形成的巖石，包括沉積巖、巖漿巖，由于后來(lái)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(lái)，而變成各種新的變質(zhì)巖。巖石對(duì)人類來(lái)說(shuō)，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

8、們的祖先用石頭作為與大自然作斗爭(zhēng)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(lái)，“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

9、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(yáng)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：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?；瘜W(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。生物風(fēng)化作用。包括動(dòng)物和植物對(duì)

10、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?？涩F(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(wú)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

11、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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)長(zhǎng)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

12、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(lái)。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(guò)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

13、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(guò)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(yáng)坡日照強(qiáng)，雨水多，而山體的背陽(yáng)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)

14、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(wèn)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)

15、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(wú)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

16、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(guó)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

17、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W級(jí)；3泥巖，微風(fēng)化：為軟巖，較完整，質(zhì)量基本等級(jí)為W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(guó)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/TC182/SCI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(guò)渡的，沒(méi)有明確的

18、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(yǔ)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(guó)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

19、、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(guó)際上通用的鑒別巖石工程性質(zhì)好壞的方法，國(guó)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

20、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(guò)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(lái)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

21、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(shuō)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

22、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(guó)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(shuō)明釋氧的光合作用早就開始了，這便引出一個(gè)問(wèn)題：為什么直到20億年前大氣圈才積累自由氧呢？

23、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(lái)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(lái)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(jiàn)認(rèn)為，BIF形成所需的氧可以通過(guò)大氣中的水分子的光分解來(lái)提供，而輕碳同位素可能來(lái)自碳酸鹽的熱分解。疊層石是前寒武紀(jì)未發(fā)生

24、變質(zhì)的碳酸鹽沉積中最常見(jiàn)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(guò)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?，F(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(yáng)系內(nèi)小天體的珍貴標(biāo)本，為研究太陽(yáng)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(shuō)，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(shuō)。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