砂岩，顾名思义是以砂聚合而成的一种可以作为建筑材料的石材。其主要成分是SiO2（二氧化硅）、Al2O3（三氧化二铝），在自然界里经过地质变化中的海向沉积和陆向沉积，将原来大量积聚砂层的地形掩盖后，又经过地质变化过程中的加热、加压而形成的。 砂岩实为沉积岩，石质较粗松，受潮时有可能松散变形；但因具有独特的凹陷粗糙质感，较接近山林间粗犷自然的感觉，故较常运用于墙面装修。
砂岩的分类
按砂岩的形成可分海砂岩和泥砂岩两种。1）海砂岩的石材成分结构颗粒比较粗，硬度要比泥砂岩硬，空隙率比较大，较脆硬，作为石材工程板材就不可能很薄，装饰装修用板的厚度规格一般是15～25mm；主要代表品种有澳大利亚砂岩、西班牙砂岩；而泥砂岩比较细腻，硬度稍软于海砂岩，花纹变化奇特，如同自然界里树木年轮、木材花纹、山水画，是墙面、地面装饰和异型材的上好品种。2）泥砂岩还具有类似塑料的塑变性，更适合雕刻和切出10mm厚的薄板，关于砂岩轻微的塑变性，现在普遍认为SiO2之间分子联结，却又未形成结块的缘故。砂岩的吸水率很大，一些品种几乎是将水倒上即渗入石材内，砂岩因其内部构造空隙率大的特性，都有吸声、吸潮、防火、亚光的特性，这种特性的品种装饰到具有吸声要求的影剧院、体育馆、饭店等公共场所效果十分理想，甚至可省去吸声板和拉毛墙。砂岩的美丽花纹是怎么形成的呢？现在普遍的看法是在砂岩尚未形成时，水的冲击以及冲击后留下的痕迹和其他矿物形态变化，是它形成花纹的主要原因。我国《建筑材料放射性核素限量》（GB6165—2001）中明确规定，砂岩的放射性不列入放射性检验范围，这是基于常年的监测，以及编制标准时所作的大量抽查得出的结论。实际上作为一种以SiO2、Al2O3为主的石材，它本身就是一种环保、绿色、用之放心的建筑材料。
按砂岩的产地可分为四川砂岩、云南砂岩、山东砂岩、陕西砂岩、山西砂岩、河南砂岩、河北砂岩等。中国的砂岩品种非常的多，但是主是集中在四川、云南和山东，这是中国砂岩的三大产区。
1) 四川砂岩属于泥砂岩，其颗粒细腻，质地较软，非常适合做为建筑装饰用材，特别是用作雕刻用石。而且由于四川的地理地质条件比较复杂，所以四川的砂岩品种非常的多。四川砂岩的颜色可以说是全中国最丰富的，有红色、绿色、灰色、白色、黑色、紫色、黄色、青色等等，非常的多。但是由于其材质相对较软，并且交通不便，矿区开采方式也比较落后，所以四川砂岩基本供应的是条板，无法提供1m以上的大板。但是如果数量少的情况下，矿区可能采用圆盘锯翻切的方式，少量供应，不过由于破损率较高，价格较贵。但四川有一种砂岩号称硬度可比拟花岗岩，有些砂岩的材质较硬能做火烧加工。
2) 云南砂岩同四川砂岩一样同属泥砂岩，一样的颗粒细腻，质地较软。但是由于形成的地质地理环境不同，云南砂岩相对四川砂岩而言，纹理会更漂亮，有自己的风格特点，云南砂岩的颜色也很丰富，常见的有黄木纹砂岩，山水纹砂岩，红砂岩，黄砂岩，白砂岩和青砂岩。由于云南的砂岩行业起步较早，开采加工技术相对较高，能供应1m以上的大板，不过由于泥砂岩质地较软，应用上会受到限制，一般也以规格板为主。
3) 山东砂岩属于海砂岩，结构颗粒比较粗，硬度比较大，但是比较脆。山东砂岩基本都能切成1.2m以上的大板，有些甚至被用做台面板，很多都可以做成1cm的薄板。由于其硬度够，所以能进行几乎所有的表面加工。山东砂岩的颜色就相对较少，主要有红色，黄色，绿色，紫色，咖啡色，白色。但是山东砂岩基本都是带纹路的，就连所谓的白砂岩和紫砂岩也并非全是纯色，白砂岩带有暗纹，紫砂岩有白点。
河北河南的砂岩和山东砂岩比较接近，也上属于海砂岩，颗粒粗，硬度大，但是颜色较少，以木纹砂岩为主。
按砂岩的花色、花纹划分黄砂岩、山水纹砂岩、木纹砂岩、浮雕砂岩。
砂岩成岩作用阶段的划分
一、岩体
（一）岩体（岩石）的基本概念岩体（岩石）是工程地质学科的重要研究领域。岩石和岩体的内涵是有区别的两个概念，又是密不可分的工程实体。在《建筑岩土工程勘察基本术语标准》（JG J84-92）中给出的岩石定义是：天然产出的具有一定结构构造的单一或多种矿物的集合体。岩石的结构是指岩石组成物质的结晶程度、大小、形态及其相互关系等特征的总称。岩石的构造是指岩石组成物质在空间的排列、分布及充填形式等特征的总称。所谓岩体，就是地壳表部圈层，经建造和改造而形成的具有一定岩石组分和结构的地质体。当它作为工程建设的对象时，可称为工程岩体。岩石是岩体内涵的一部分。
岩体（岩石）的工程分类，可以分为基本分类和工程个项分类。基本分类主要是针对岩石而言，根据其地质成因、矿物成分、结构构造和风化程度，用岩石学名称加风化程度进行分类，如强风化粗粒黑云母花岗岩、微风化泥质粉砂岩等。岩石的基本分类，在本书第一篇基础地质中有系统论述。工程个项分类，是针对岩体（岩石）的工程特点，根据岩石物理力学性质和影响岩体稳定性的各种地质条件，将岩体（岩石）个项分成若干类别，以细划其工程特征，为岩石工程建设的勘察、设计、施工、监测提供不可缺少的科学依据，使工程师建立起对岩体（岩石）的明确的工程概念。岩石按坚硬程度分类和按风化程度分类即为工程个项分类。
在岩体（岩石）的各项物理力学性质中，岩石的硬度是岩体最典型的工程特性。岩体的构造发育状况体现了岩体是地质体的基本属性，岩体的不连续性及不完整性是这一属性的集中反映。岩石的硬度和岩体的构造发育状况是各类岩体工程的共性要点，对各种类型的工程岩体，稳定性都是最重要的，是控制性的。
岩石的风化，不同程度地改变了母岩的基本特征，一方面使岩体中裂隙增加，完整性进一步被破坏；另一方面使岩石矿物及胶结物发生质的变化，使岩石疏软以至松散，物理力学性质变坏。
（二）岩石按坚硬程度分类
岩石按坚硬程度分类的定量指标是新鲜岩石的单轴饱和（极限）抗压强度。其具体作法是将加工制成一定规格的进行饱和处理的试样，放置在试验机压板中心，以每秒0.5～1.0M Pa的速度加荷施压，直至岩样破坏，记录破坏荷载，用下列公式计算岩石单轴饱和抗压强度：
深圳地质
式中：R为岩石单轴饱和抗压强度，单位为MPa；p为试样破坏荷载，单位为N；A为试样截面积，单位为mm2。
对岩石试样的几何尺寸，国家标准《工程岩体试验方法标准》（GB/T50266-99）有明确的规定，试样应符合下列要求：①圆柱体直径宜为48～54mm；②含大颗粒的岩石，试样的直径应大于岩石的最大颗粒尺寸的10倍；③试样高度与直径之比宜为2.0～2.5。
在此标准发布之前，岩石抗压强度试验的试样尺寸要求如下：极限抗压强度大于75M Pa时，试样尺寸为50mm×50mm×50mm立方体；抗压强度为25～75MPa时，试样尺寸为70mm×70mm×70mm立方体；抗压强度小于25MPa时，试样尺寸为100mm×100mm×100mm立方体。
（G B/T 50266-99）的规定显然是为了方便取样，以金刚石钻头钻探，取出的岩心进行简单的加工，即可成为抗压试样。岩样的尺寸效应对岩石抗压强度是略有影响的。
岩石按坚硬程度分类，各行业的有关规定，虽然各自表述方式有所区别，但其标准是基本一致的（表2-2-1）。
表2-2-1 岩石坚硬程度分类
除了以单轴饱和抗压强度这一定量指标确定岩石坚硬程度外，尚可按岩性鉴定进行定性划分。国标：建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）按表2-2-2进行岩石坚硬程度的定性划分。其他规范的划分标准大同小异。
表2-2-2 岩石坚硬程度的定性划分
岩石坚硬程度的划分，无论是定量的单轴饱和抗压强度，还是加入了风化程度内容的定性标准，都是用于确定小块岩石的坚硬程度的。岩石的单轴饱和抗压强度是计算岩基承载力的重要指标。
（三）岩石按风化程度分类
关于岩石风化程度的划分及其特征，国家规范和各行业的有关规范中均有规定，其分类标准基本一致，表述略有差异。表2-2-3至表2-2-10是部分规范给出的分类标准。
表2-2-3《工程岩体分级标准》（GB50218-94）岩石风化程度划分表
表2-2-4《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）岩石按风化程度分类表
续表
表2-2-5《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024-85）岩石风化程度划分表
表2-2-6《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）岩体风化带划分表
《港口工程地质勘察规范》（JTJ240-97）、《港口工程地基规范》（JTJ250-98）岩体风化程度的划分按硬质、软质岩体来划分，硬质岩石岩体风化程度按表2-2-7划分。软质岩石岩体风化程度按表2-2-8划分。
表2-2-7 硬质岩石岩体风化程度划分表
表2-2-8 软质岩石岩体风化程度划分表
表2-2-9《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB5037-1999）岩石风化程度分类表
续表
表2-2-10 广东省《建筑地基基础设计规范》（DBJ15-31-2003）岩石风化程度划分表
国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）对岩石的风化只有第4.1.3条作如下叙述：岩石的风化程度可分为未风化、微风化、中风化、强风化和全风化。未列表给出风化特征，但在岩石坚硬程度的定性划分中（表A.0.1）把不同风化程度的岩石归类到了岩石坚硬程度的类别中。
深圳市标准：《地基基础勘察设计规范》（报批稿）关于岩石风化程度的划分标准，基本采用了《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》GB（50307-1999）的表述形成和内容（表2-2-9），文字略有调整。
纵观各类规范对岩石风化程度的划分，可以看出：
1）除个别规范未列出未风化一类外，岩石风化程度的划分均为未风化、微风化、中等（弱）风化、强风化和全风化。特征描述简繁不一，中等风化与弱风化相对应的风化程度略有差别。
2）风化程度的特征描述，主要是岩石的结构构造变化、节理裂隙发育程度、矿物变化、颜色变化、锤击反映、可挖（钻）性等方面来定性划定。部分规范用波速和波速比及风化系数来定量划定是对岩石风化程度确定的有力支撑。
3）从新鲜母岩到残积土的风化过程是连续的，有些规范把残积土的特征描述放在岩石风化程度划分表中，有一定的道理。国际标准：ISO/TC182/SC，亦将风化程度分为五级，并列入了残积土。从工程角度考虑，残积土对母岩而言已经发生了全面质的变化，物理力学性质和对它的理论研究已属松软土，表中对残积土特征的表述对区别残积土与全风化岩是有现实意义的。
4）国家标准：《工程岩体分级标准》中“岩石风化程度的划分”（表2-2-3）看似简单，规范“条文说明”解释了这一现象，表2-2-3关于岩石风化程度的划分和特征的描述，仅是针对小块岩石，为表2-2-2服务的，它并不代表工程地质中对岩体风化程度的定义和划分。表2-2-2是把岩体完整程度从整个地质特征中分离出去之后，专门为描述岩石坚硬程度作的规定，主要考虑岩石结构构造被破坏，矿物蚀变和颜色变化程度，而把裂隙及其发育情况等归入岩体完整程度这另一个基本质量分级因素中去。
5）上述列表中可以看出，某些规范把硬质岩石和软质岩石的风化程度划分区别开来，而《工程岩体分级标准》中“岩石坚硬程度的定性划分”表（2.2-2）将风化后的硬质岩划入软质岩中。这里有两个概念不可混淆：一是从工程角度看，硬质岩石风化后其工程性质与软质岩相近，可等同于软质岩；二是新鲜岩石中是存在软质岩的，如深圳的泥质砂岩、泥岩、页岩等。
6）相邻等级的风化程度其界线是渐变的、模糊的，有时不一定能划出5个完整的等级，如碳酸盐类岩石。在实际工作中要按规范的标准，综合各类信息，结合当地经验来判断岩石的风化等级。
（四）岩体的结构类型
在物理学、化学及其地质学等学科中对“结构”这一术语的概念是明确的，但有各自的含义，如原子结构、分子结构、晶体结构、矿物结构、岩石结构、区域地质结构、地壳结构等等，岩体作为工程地质学的一个主要研究对象，提出“岩体结构”术语的意义是十分明确的。
岩体结构有两个含义，可以称之为岩体结构的两个要素：结构面和结构体。结构面是指层理、节理、裂隙、断裂、不整合接触面等等。结构体是岩体被结构面切割而形成的单元岩块和岩体。结构体的形状是受结构面的组合所控制的。
事实上，所有与岩石有关的工程，除建筑材料外，都是与有较大几何尺寸的岩体打交道，岩石经过建造成岩（岩浆岩的浸入，火山岩的喷出，沉积岩的层状成沉积，变质岩的混合与动力变质）及后期的改造（褶皱、断裂、风化等），使得岩体的完整性遭到了巨大的破坏，成为了存在大量不同性质结构面的现存岩体。为了给工程界一个明朗的技术路线，不妨以建造性结构面和改造性结构面（软弱结构面）为基础，从各自侧面首先对岩体结构基本类型进行研究，其次将两方面的成果加以综合，即可得出关于岩体结构基本类型的完整概念（图2-2-1）。
（1）以建造性结构面为主的岩体结构基本类型的划分（表2-2-11）
表2-2-11 建造性结构面的岩体结构分类
（2）以改造性结构面（软弱结构面）为主的岩体结构类型的划分（表2-2-12）
表2-2-12 改造结构面为主的岩体结构分类
图2-2-1 岩体结构示意图
（3）由建造性结构面和改造性结构面形成的三维岩体
三维岩体表现出了复杂多变的岩体结构特征，将其综合归纳，形成了较系统的岩体结构类型（表2-2-13）。
表2-2-13 岩体结构类型及其特征
表中表述的岩体结构类型及其特征基本上涵盖了深圳地区岩体的全部结构类型。
（4）岩体完整程度的划分
地质岩体在建造和改造的过程中，岩体被风化、被结构面切割，使其完整性受到了不同程度的破坏。岩体完整程度是决定岩体基本质量诸多因素中的一个重要因素。影响岩体完整性的因素很多，从结构面的几何特征来看，有结构面的密度，组数、产状和延展程度，以及各组结构面相互切割关系；从结构面形状特征来看，有结构面的张开度、粗糙度、起伏度、充填情况、水的赋存等。从工程岩体的稳定性着眼，应抓住影响稳定性的主要方面，使评判划分易于进行。在国标：《工程岩体分级标准》（GB50218-94）中，规定了用结构面发育程度、主要结构的结合程度和主要结构面类型作为划分岩体完整程度的依据，以“完整”到“极破碎”的形象词汇来体现岩体被风化、被切割的剧烈变化完整程度（表2-2-14）。
表2-2-14 岩体完整程度的定性分类表
在1994版的《岩土工程勘察规范》中，未见此表。很明显，此表在《工程岩体分级标准》中出现后，在2001版修订后的《岩土工程勘察规范》中得到了确认和使用。
（五）岩体基本质量分级
自然界中不同结构类型的岩体，有着各异的工程性质，岩石的硬度、完整程度是决定岩体基本质量的主要因素。在工程实践中，系统地认识不同质量的工程岩体，针对其特征性采取不同的设计思路和施工方法是科学进行岩体工程建设的关键。
1994年，国家标准《工程岩体分级标准》（50218-94）给出了岩体基本质量分级的标准（表2-2-15）。在此之前发布的国家标准《岩土工程勘察规范》（GB50021-94），该表是作为洞室围岩质量分级标准的。在2001年修订的《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）中，岩体基本质量分级以表2-2-15的形式来分类，岩体基本质量等级按表2-2-16分类。
表2-2-15 岩体基本质量分级
表2-2-16 岩体基本质量等级分类
（六）岩体围岩分类
地铁、公路、水电、铁路以及矿山工程等行业，均有地下洞室和隧道（巷道）开挖，工程勘察均需对工程所处的围岩进行分类。不同的规范对围岩的分类方法略有不同。
1.隧道围岩
《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》（GB50307-1999）和《公路工程地质勘察规范》（JTJ064-98）规定，隧道围岩分类按表2-2-17划分。
表2-2-17 隧道围岩分类
续表
2.围岩工程地质
《水利水电工程地质勘察规范》（GB50287-99）规定，在地下洞室勘察时，应进行围岩工程地质分类。分类应符合表2-2-18规定。
表2-2-18 围岩工程地质分类
上表中的围岩总评分T为岩石强度、岩体完整程度、结构面状态、地下水和主要结构面产状5项因素之和。各项因素的评分办法在该规范中均有明确规定。围岩强度应力比亦有专门的公式计算。
3.铁路隧道围岩
《铁路工程地质勘察规范》（TB10012-2001）规定，隧道工程地质调绘时，应根据地质调绘、勘探、测试成果资料，综合分析岩性、构造、地下水及环境条件，按表2-2-19分段确定隧道围岩分级。
表2-2-19 铁路隧道围岩的基本分级
续表
该规范还规定，铁路隧道围岩分级应根据围岩基本分级，受地下水，高地应力及环境条件等影响的分级修正，综合分析后确定。关于岩体完整程度的划分，地下水影响的修正，高地应力影响的修正及环境条件的影响，规范中都有明确的规定。
4.井巷工程围岩
矿山工程中的井巷工程，其功能和结构更为多样，所以井巷工程对围岩的分类更加详尽，各种定性和定量指标明显多于其他标准。《岩土工程勘察技术规范》（YS5202-2004、J300-2004）规定，井巷工程评定围岩质量等级按表2-2-20划分围岩类别。
表2-2-20 井巷工程围岩分类
续表
续表
5.工程岩体
国家规范：《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）从工程岩体支护设计和施工的需要出发，给出围岩分级表，与表2-2-20相比，仅少了Ⅵ、Ⅶ两类，主要工程地质特征少了岩石质量指标RQD和岩体及土体坚固性系数两栏，其他完全相同。
（七）岩质边坡的岩体分类
《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）对岩质边坡的岩体分类方法，见表2-2-21
表2-2-21 岩质边坡的岩体分类（GB50330-2002）
续表
表2-2-22 岩体完整程度划分
（八）深圳地区岩体分类、鉴定中存在的问题和改进意见
1）深圳地区的建筑工程除大量的房屋建筑外，公路（道路）桥梁、水利、地铁、铁路等均有大量的投资建设，各行业对岩体质量等级的划分在执行不同规范的分类标准。在当前情况下，这一状况将继续下去。但是，对某一岩体的不同分类标准，仅仅是某一行业的习惯性作法。宏观上看不同分类标准的具体内容并无原则性的区别。无论采用哪种标准都不应该影响岩体评价的正确性。
2）岩体工程特性的评价中，岩体的结构分类应该受到足够的重视。尤其是高大边坡、地质灾害评估等岩体结构对岩体稳定起主导作用的工程项目。只有采取多种科学勘察手段和缜密地进行分析，岩体的结构特征才能弄清楚。
3）岩石风化程度的判断，现场工作除很具经验的野外观察和标准贯入试验外，应多采用岩体波速测试方法，使之成为常用方法之一。准确的波速测试结果，可能比标贯试验所得结果更能准确地判断岩石的风化程度。
4）岩石的风化程度是随埋藏深度的增加而减弱的，风化岩石的强度则是随埋藏深度的增加而增加的。为了充分发挥地基承载力，深圳市地基基础勘察设计规范（送审稿）将厚层花岗岩强风化带分为上、中、下3个亚带，其划分方法见表2-2-23。
表2-2-23 厚层花岗岩强风化带细分
需要指出的是，花岗岩的风化规律一般是上部风化严重，随深度增加而减弱，但也有个别情况，有时随深度增加风化程度并无明显变化，故在划分风化亚带时，应视强风化带的厚度和风化程度改变的深浅，也可以划分一个亚带或两个亚带，不可强求一律划分为3个亚带。
龙岗区的碳酸盐类岩石——灰岩、白云岩、大理岩等基本上不存在全风化和强风化层。由于构造的影响或是其他某种原因（如表面溶蚀剧烈），可能岩石的裂隙比较发育，块度比较小。
二、土体
（一）土体的含义及其工程地质分类
土是泛指还没有固结硬化成岩石的疏松沉积物。土是坚硬岩石经过破坏、搬运和沉积等一系列作用和变化后形成的。土多分布在地壳的最上部。工程地质学把土看作与构成地壳的其他岩石一样，均是自然历史的产物。土的形成时间、地点、环境以及形成的方式不同，其工程地质特性也不同。因此在研究土的工程性质时，强调对其成因类型和地质历史方面的研究具有特殊重要意义。
土的工程地质分类有以下特点：①分类涵盖自然界绝大多数土体；②同类或同组的土具备相同或相似的外观和结构特征，工程性质相近，力学的理论分析和计算基本一致；③获取土的物理力学指标的试验方法基本相同；④工程技术人员，从土的类别可以初步了解土的工程性质。
土的工程地质分类是以松散粒状（粗粒土）体系和松散分散（细粒土）体系的自然土为对象，以服务于人类工程建筑活动为目的的分类。分类的任务是将自然土按其在人类工程建筑活动作用下表现出的共性划分为类或组。
合理的工程地质分类，具有以下实际用途：①根据土的分类，确定土的名称，它是工程地质各种有关图件中划分土类的依据；②根据各类土的工程性质，对土的质量和建筑性能提出初步评价；③根据土的类型确定进一步研究的内容、试验项目和数量、研究的方法和方向；④结合反映土体结构特征的指标和建筑经验，初步评价地基土体的承载能力和斜坡稳定性，为基础和边坡的设计与施工提供依据。
土的工程地质分类有普通的和专门的两类。普通分类的划分对象包括人类工程活动可能涉及的自然界中的绝大多数土体，适用于各类工程，分类依据是土的主要工程地质特征，如碎石土、砂土、黏性土等。专门分类是为满足某类工程的需要，或者根据土的某一或某几种性质而制定的分类，这种分类一般比较详细，比如砂土的密实度分类，黏性土按压缩性指标分类等等。应当指出的是，普通分类与专门分类是相辅相成的，前者是后者的基础，后者是前者的补充和深化。
（二）国外土的工程分类概况
近几十年来，国外在土的工程地质分类研究方面有很大进展，工业和科学技术发达的主要国家，都分别先后制定了各自全国统一的分类标准（表2-2-24）。其中英国、日本、德国的分类均以美国分类为蓝本，结合各自国情适当调整、修改而制定的。
表2-2-24 一些国家的土质分类简况
上述各国的土质分类，都采用了统一分类体系和方法，不仅使各自国内对土质分类有了共同遵循的依据，而且体现了国际统一化的趋势，以促进国际交流与合作。
下列美国的统一分类法（表2-2-25）作为样本，以了解国外分类的标准和方法。
表2-2-25 美国的土的统一分类法
续表
（三）国内土的工程分类
1.统一分类法
1990年，国家标准《土的分类标准》（GBJ 145-90）发布，并于1991年8月起执行。在此之前或之后，水利水电、公路交通等行业土的分类标准与GBJ 145-90标准没有明显区别。（GBJ 145-90）土的分类如表2-2-26和表2-2-27所示。
表2-2-26 粒组的划分
表2-2-27 土质分类表
2.建筑分类法
国标《建筑地基设计规范》（GB50007-2002）土的分类方法（简称：建筑分类法）如表2-2-28。这是从早期《工业与民用建筑地基基础设计规范》（TJ7-74）（试行）到《建筑地基基础设计规范》（GBJ7-89）一直延续下来的土的分类标准。在TJ7-74规范之前，我国一直沿用前苏联规范（HИTY127-55）。建筑分类法在房屋建筑地基基础工程或类似的工程中广泛运用，这在不少行业规范中得以反映，此分类方法也为广大工程技术人员所熟知。目前深圳除公路、铁路行业外，大多采用此分类标准，并纳入到深圳市的地方标准之中。
表2-2-28 土的分类
（四）土的状态分类
土的状态分类属专门分类。对于某种行业或某类工程，土的状态标准是有所区别的，现以《岩土工程勘察规范》（50021-2001）中规定的最常用的分类标准，对碎石土、砂土、粉土的密实度和对粉土的湿度及黏性土的状态进行分类，见表2-2-29至表2-2-34。
表2-2-29 碎石土密实度按M63.5分类
表2-2-30 碎石土密实度按N120分类
表2-2-31 砂土密实度分类
表2-2-32 粉土密实度分类
表2-2-33 粉土湿度分类
表2-2-34 黏性土状态分类
（五）土的现场鉴别方法
1.碎石土密实度现场鉴别方法（表2-2-35）
表2-2-35 碎石土密实度现场鉴别
2.砂土分类现场鉴别方法（表2-2-36）
表2-2-36 砂土分类现场鉴别
3.砂土密实度现场鉴别方法（表2-2-37）
表2-2-37 砂土密实度现场鉴别
4.砂土湿度的现场鉴别方法（表2-2-38）
表2-2-38 砂土湿度现场鉴别
5.粉土密实度现场鉴别方法（表2-2-39）
表2-2-39 粉土密实度现场鉴别
6.粉土湿度现场鉴别方法（表2-2-40）
表2-2-40 粉土湿度现场鉴别
7.黏性土状态现场鉴别方法（表2-2-41）
表2-2-41 黏性土状态现场鉴别
8.有机质土和淤泥质土的分类
土按有机质分类和鉴定方法，《岩土工程勘察规范》（GB50021—2001）的分类方法见表2-2-42。深圳市沿海近岸地区存在大量淤泥或淤泥质土，在上更新统（Q3）的杂色黏土中，有一层泥炭质土，局部有泥炭层发育。
表2-2-42 土按照有机质分类
（六）土的定名和描述
1.统一分类法定名
1）巨粒土和含巨粒的土、粗粒土按粒组、级配、所含细粒的塑性高低可划分为16种土类；细粒土按塑性图、所含粗粒类别以及有机质多寡划分16种土类。
2）土的名称由一个或一组代号组成：一个代号即表示土的名称，由两个基本代号构成时，第一个代号表示土的主成分，第二个代号表示副成分（土的级配或土的液限）；由3个基本代号构成时，第一个代号表示土的主成分，第二个代号表示液限；第三个代号表示土中微含的成分。
《土的分类标准》（G B J145-90），对特殊土的判别，列出了黄土，膨胀土和红黏土。对花岗岩残积土并没有特别加以说明。根据深圳有关单位的经验，花岗岩残积土中的砾质黏性土相当于G B J145-90中的含细粒土砾，代号GF；砂质黏性土相当于细粒土质砾，代号GC-GM；黏性土相当于高液限粉土一低液限粉土，代号M H-M L。对淤泥和淤泥质土，G B J145-90分的不细，从工程需要出发，淤泥和淤泥质土的分类宜按建筑行业标准。
2.建筑行业定名
建筑行业定名依照下列几个标准：
1）土名前冠以土类的成因和年代。
2）碎石土和砂土按颗粒级配定名。
3）粉土以颗粒级配及塑性指数定名。
4）黏性土以塑性指数定名。
5）对混合土按主要土类定名并冠以主要含有物，如含碎石黏土，含黏土角砾等。
6）对同一土层中有不同土类呈韵律沉积时，当薄层与厚层的厚度比大于三分之一时，宜定为“互层”；厚度比为十分之一至三分之一时，宜定为“夹层”；厚度比小于十分之一的土层且多次出现时，宜定为“夹薄层”。当土层厚度大于0.5m时，宜单独分层。
3.土的描述内容
（1）当按统一分类法（GBJ145-90）定名时，应按下列内容描述
1）粗粒土：通俗名称及当地名称；土颗粒的最大粒径；巨粒、砾粒、砂粒组的含量百分数；土颗粒形状（圆、次圆、棱角或次棱角）；土颗粒的矿物成分；土颜色和有机质；所含细粒土成分（黏土或粉土）；土的代号和名称。
2）细粒土：通俗名称及当地名称；土颗粒的最大粒径；巨粒、砾粒、砂粒组的含量百分数；潮湿时土的颜色及有机质；土的湿度（干、湿、很湿或饱和）；土的状态（流动、软塑、可塑或硬塑）；土的塑性（高、中或低）；土的代号和名称。
（2）当按建筑分类法（GB50007-2002）定名时，应按下列内容描述
1）碎石土：名称、颗粒级配、颗粒排列、浑圆度、母岩成分、风化程度、充填物的性质和充填程度、胶结性、密实度及其他特征。
2）砂土：名称、颜色成分、颗粒级配、包含物成分及其含量、黏粒含量、胶结性、湿度、密实度及其他特征。
3）粉土：名称、颜色、包含物成分及其含量、湿度、密实度、摇振反应及其他特征。
4）黏性土：名称、颜色、结构特征、包含物成分及其含量、摇振反应、光泽反应、干强度、韧性、异味及其他特征。
5）特殊性土：除应描述上述相应土类的内容外，尚应描述其特征成分和特殊性质，如对淤泥尚需描述臭味、有机质含量；对填土尚需描述物质成分、堆积年代、密实度和均匀程度等。
6）互层（夹层）土：对具有互层、夹层、夹薄层特征的土，尚应描述各层的厚度及层理特征。
储层评价常规分析项目
砂岩成岩作用阶段划分方案较多，也是一个有争议的问题，甚至有人认为没有必要作出统一的砂岩成岩作用阶段的划分方案，因为不同的沉积盆地，不同的物源和埋藏前组成甚至不同体系域的砂岩都有着不同的自生矿物组成、自生矿物形成机制和共生序列，他们所代表的成岩温度、流体介质可能是不同的。尽管如此，在存在一些可以识别的没有多解性标志的情况下，我们也可以对成岩阶段进行划分，我们建议将砂岩的成岩作用的阶段划分为同生成岩、埋藏成岩和表生成岩三个主要的成岩阶段。
同生成岩阶段的重要特征是成岩流体就是沉积流体（盆地底层水），温度为常温和常压，氧化还原条件取决于盆地底层水性质。
埋藏成岩阶段是砂岩最为重要的成岩阶段，其主要特点是成岩流体是孔隙流体，具有埋藏成岩过程中大范围变化的温度和压力。可以将埋藏成岩阶段划分为早埋藏和晚埋藏两个次级阶段，早埋藏和晚埋藏阶段的深度界线建议在2000m左右，对应着大致70℃的温度。该界线作为物理成岩作用主导和化学成岩作用主导的分界线。物理成岩作用（主要是压实作用）在小于2000m的深度是主导性成岩作用，压实作用是孔隙度降低的最主要因素；大于2000m深度时胶结作用意义更为重要，压溶作用取代压实作用，石英胶结作用迅速增加，胶结作用成为孔隙度降低的最主要因素。
表生成岩阶段可以出现在砂岩埋藏成岩阶段的任何时间，开放体系中富含CO2（也包括来自潮湿地带地下水和土壤气体中所含的CO2）的大气水是最为主要的流体介质，广泛的长石溶解、次生孔隙形成，与之有关的伴生高岭石是该成岩阶段主要的地质记录，但这些地质记录只限于靠近不整合面的有限的深度范围内（如数十米到数百米的深度，这取决于暴露时间间隔中的古气候、不整合面的地貌形态、地表径流的分布方式、风化速率与构造抬升速率的相对关系，以及岩石的组成和结构等），同时这些地质记录会与不整合面的距离之间表现出良好的对应关系。
由应风样等（2003）起草的《中华人民共和国石油天然气行业标准》（SY/T 5477—2003）“碎屑岩成岩阶段划分”方案在国内非常流行，该方案详细而实用，将碎屑岩成岩阶段划分为同生、早成岩（包括A、B两期）、中成岩（包括A、B两期）和晚成岩3个阶段，针对淡水-半咸水介质、酸性水介质（含煤地层）和碱性水介质（盐湖盆地）条件对碎屑岩成岩阶段进行了划分，并从古地温、有机标志、砂岩固结程度、砂岩中自生矿物、溶解作用等标志对各成岩阶段进行了界定。在使用中，应注意自生矿物的多解性。
概念和分类
储层评价的常规分析项目包括薄片鉴定，孔、渗、饱测定，粒度分析和重矿分析等。它们是储层评价中必不可少的基本测试项目。相对应的石油天然气行业标准为:SY/T5913—2004“岩石制片方法”、SY/T5368—2000“岩石薄片鉴定”、SY/T5336—2000“岩心常规分析方法”、SY/T5434—1999“砂岩粒度分析方法”，以及SY/T6336—1997“沉积岩重矿物分离与鉴定方法”。
72.9.1.1 薄片鉴定
方法提要
试样经切片、胶固，和粗、细、精磨平面以后，粘在载物片上，然后再进行粗、细、精磨片。盖好盖片，置于岩石偏光显微镜下，观察鉴定，进行分类和命名。
仪器和设备
切片机、自动磨片机、磨片机、抛光机。
偏光显微镜:配备机械台、主数器、照相系统。
电炉、低温(45～100℃)电烘箱、热水器。
Ф25mm聚乙烯模具。
试剂和材料
黏合剂“501”、不发光的“502”、固体冷杉胶、环氧树脂。
染色剂茜素红、铁氰化钾、氢氟酸、亚硝酸钴钠，氯化钡、玫棕酸钾盐。
岩石薄片制片
每块试样至少切取25mm×25mm×5mm或Ф25mm×5mm的岩样两块，一块磨制薄片，另一块做手工标本。岩屑试样必须选取3个以上岩样。将需要胶固的岩样用电炉在温度50～60℃加热，除掉轻质油及水分。将胶固好的岩样在磨片机上用100号碳化硅金刚砂与水混合粗磨，然后进行第二次胶固。第二次固前的岩样，放在磨片机上用W28号碳化硅金刚砂与水混合细磨，磨至平面光滑。然后将细磨好平面的岩样用W7号白色刚玉金刚砂与水混合在玻璃板上精磨，磨至平面光亮为止。将固体冷杉胶涂在载物片的中尖部位和岩样平面上，使岩样与载物片胶合。将粘好在载物片上的岩样，在磨片机或调好厚度的自动磨片机上粗磨，至厚度为0.28～0.40mm，岩片不脱胶，将粗磨好的岩片，在磨片机上磨至0.12～0.18mm，岩片保持完整。将细磨好的岩片，在玻璃板上用W20号白色刚玉金刚砂与水混合精磨，至0.04～0.05mm。偏光显微镜下，石英干涉色为一级黄色，无掉砂现象。然后用W7号白色刚玉金刚砂与水混合在玻璃板上磨至0.03mm。偏光显微镜下，石英干涉色为一级灰白色。如为碳酸盐岩，则磨至0.04mm，偏光显微镜下，结构清晰，干涉色为高级白。
镜下观察和鉴定内容
在手标本肉眼观察鉴定的基础上，制好的岩薄片都要置于偏光显微镜下观察，系统描述鉴定岩石薄片鉴定内容，视不同岩性而有差异。
1)砂岩。
a.矿物成分及含量。碎屑颗粒，杂质和胶结物的成分及含量。
b.结构。是指各组分的形态特征，包括碎屑颗粒本身的特点、胶结物的特点，以及碎屑与胶结物之间的关系。
c.显微构造。描述镜下可见的构造，如颗粒排列方式、结核构造、显微粒序层理、微细纹理、微冲刷面、同生变形及生物扰动构造等。
d.储集空间类型。按大小形态分为孔、洞、缝3大类，并按成因分类13个亚类，见表72.23。
表72.23 孔隙类型表
e.岩石定名。采用颜色+构造+粒度+成分方式进行岩石定名，如灰白色块状中粒石英砂岩。一般砂岩类型可分为纯石英砂岩、石英砂岩、次岩屑长石砂岩或次长石岩屑砂岩、长石岩屑砂岩或岩屑长石砂岩、长石砂岩、岩屑砂岩等，见表72.24。
表72.24 砂岩分类表(SY/T5368—2000)
2)碳酸盐岩。
a.矿物成分及含量。
碳酸盐矿物主要是方解石、白云石，其次是铁白云石、铁方解石、菱铁矿和菱镁矿等。还有自生的非碳酸盐矿物，如石膏以及陆源碎屑混合物，如黏土矿物等。
矿物含量镜下面积百分比统计。凡属交代矿物，都应计入矿物百分比中，但裂缝或空洞内的任何填充物，均不计入。
b.结构组分和结构类型。
碳酸盐岩的结构在一定程度上反映了岩石的成因，它是岩石的重要鉴定标志，也是岩石分类命名的依据。
① 具颗粒结构的碳酸盐岩。颗粒类型包括内碎屑、鲕粒、生物颗粒、球粒、藻粒等填隙物由化学沉淀物 (亮晶胶结物) 、泥晶基质及少量陆原杂基及渗流粉砂组成注意它们的胶结类型。② 具晶粒结构的碳酸盐岩。注意晶粒的大小，自形程度。③ 具生物格架的碳酸盐岩。描述造礁生物种类、骨架的显微结构、矿物成分，大小分布等特点。
c.沉积构造。包括显微层理、微型冲刷、充填构造、结核构造、缝合线及成岩收缩缝等，乌眼及示底构造、生物钻孔、潜穴生物扰动等。
d.成岩作用。主要有溶解作用、矿物的转化作用和重结晶作用、胶结作用、交代作用、压实作用和压溶作用。注意观察这些成岩阶段 (同生期、早成岩期、晚成岩期、表生期) 、不同成岩环境 (海底成岩环境和大气淡水成岩环境，浅—中埋藏成岩环境、深埋藏成岩环境、表生成岩环境) 中的特点和识别标志。
e.孔隙和裂缝。用铸体薄片观察原生及次生孔隙，以次生孔隙发育为特征的储层还包括构造裂缝描述与观察。从孔隙结构类型来讲，主要有粒内、粒间、晶间、生物格架、遮蔽、鸟眼、铸模等孔隙，还有溶孔、溶缝、溶沟、溶洞等。
f.岩石综合定名 (表72.25) 。附加岩石名称 (颜色 + 成岩作用类型 + 特殊矿物 + 特殊结构) + 岩石基本名称 (结构命名 + 矿物成分) 命名，主要岩石类型有: 泥晶灰岩或白云岩、粒屑泥晶灰岩或白云岩、泥晶粒屑灰岩或白云岩、亮晶粒屑灰岩或白云岩。表72.25 碳酸盐岩组构分类命名
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
3) 岩浆岩。
a.结构。① 岩浆岩结构按晶粒大小可分粗粒大于 5mm、中粒 1～ 5mm、细粒 0.1～1mm。② 按结晶程度可分全晶质、隐晶质。③ 按矿物关系可分花岗结构、交织结构、辉绿结构等。
b.构造。有流纹构造、气孔构造、杏仁构造及珍珠构造等。
c.岩浆岩岩石类型。见表72.26。
表72.26 岩浆岩岩石类型及特征
d.命名原则。岩浆岩的名称包括基本名和附加名称两部分，基本名称在后，附加名称在前。基本名称根据主要造岩矿物确定，附加名称要反映岩石的特殊性，可以是次生变化、结构或构造等。
4) 变质岩。
a.矿物成分。
主要矿物，石英、方解石、钾长石、角闪石、辉石、磷灰石等。次要矿物，绿泥石、白云母、钠长石、刚玉等。特征矿物，红柱石、矽线石、董青石、蓝晶石、符山石等。
b.岩石类型。变质岩所分类型见表72.27。
表72.27 变质岩岩石类型及特征
① 区域变质岩，板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、长英质粒岩类、角闪质岩类、麻粒岩类、榴辉岩类和大理岩类。② 混合岩类，注入混合岩、混合片麻岩、混合花岗岩。③ 接触变质岩。④ 动力变质岩，包括构造角砾岩、压碎岩、糜棱岩、构造片状岩类等。
c.命名原则。特征矿物加主要的片状或柱状矿物 (长石种类) 加片麻岩。
5) 火山碎屑岩。火山碎屑岩是火山作用产生的各种碎屑物，沉积后，经熔结、压结、水化学胶结等作用形成的岩石。
成分、主要类型特征。火山碎屑岩主要由火山碎屑物和火山填隙物两部分物质组成。根据成因、组分含量、成岩方式及碎屑粒度可将火山碎屑岩分为 3 大类 5 个亚类，见表72.28。
表72.28 火山碎屑岩分类
72.9.1.2 流体饱和度、孔隙率和渗透率测定
流体饱和度、孔隙率和渗透率是储层孔隙特征的 3 个最基本的参数，它对储层的认识与评价、油气层产能的预测、油水在油层中的运动、水驱油效率以及提高采收率均具有实际意义。我国目前采用的测定方法是 SY/T 5336—2000 “常规岩心分析方法”。
(1) 常规岩心分析试样的取样与保存
选择时，要根据储层岩性变化、非均质特性及其代表的深度，选取有代表性的岩样，并及时快速包装，使岩样中的流体尽可能保持原状。
井场取样与保存
井场取样主要是取分析油水饱和度的岩样或有特殊性要求的岩样。凡为其他分析项目所用的岩样，可在岩心送到实验室后再取。
进场取样顺序是: 岩心出筒，清除岩心表面钻井液，立即按顺序排列好，进行岩心描述，标明井号、深度、筒次和块号。
井场取样每米最少应取 3 块样，取样长度 10cm 左右。井场取得的试样，根据测试项目要求，储存时间长短及岩性的不同，选用不同包装和保存方式。分析油水饱和度的岩样，采用避免液体蒸发及防止流体在岩样内移动的保存方式，常用容器密封法对于疏松或胶结差的岩样，采用内径与岩样外径相近的容器或铝箔加适当支撑措施的保存方法。
实验室取样
将从岩心中心部位取来的岩样分作 2 份，一份供取孔隙率、渗透率试样另一份取40 左右，打成碎块，放入已称重的烧杯中，再将烧杯及岩样一起称重，供测定岩样中水量样。作渗透率测定的试样，是用金刚石取心钻头及锯片把岩心钻切成圆柱形。对疏松岩心，冷冻的可用钻床取样，未冷冻的则用手工或专用工具取样。小圆柱岩样的外径为1.9～ 3.8cm，最小长度与直径比为 1。作孔隙度测定试样的取样方式与作渗透率试样的取样方式相同，也可与测渗透率试样共用 1 块岩样。
(2) 常规岩心流体饱和度测定
方法提要
将称重的岩样放油水饱和度测定仪的岩心室中。利用沸点高于水的溶剂蒸馏出岩样中的水分，并将岩样清洗干净，供干瓶称重。用抽提前后岩样的质量差减去水量，即得到含油量。
仪器设备
油水饱和度测定仪见图72.16。
测定步骤
在抽提岩样前，先将所用溶剂预蒸一遍，至少连续蒸 8h，保证其中无水分。把称量后的岩样放入抽提器的岩心杯中，加热抽提到水量不再增加为止。规定每小时读取 1 次水量，连续3 次，读数变化不超过 0.1mL 即可。疏松砂岩需抽提 2～3h胶结好的需6～8h致密而又含高黏度原油的岩样，需更长时间。抽提及烘样完毕后称量岩样。用岩样抽提前后的质量之差减去水量 (设水的密度为1g/cm3) ，可得到油的质量，再除以油密度，得到油体积。
计算公式
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
式中:So为油饱和度，%Sw为水饱和度，%Vo为油体积，cm3Vw为水体积，蒸出水量的读数，mLm1为岩心杯重+岩样重，gm2为岩心杯重+干岩样重，gm3为岩心杯重，gρo为油密度，g/cm3ρw为水密度，g/cm3ρa为岩样视密度，g/cm3!o为岩样的有效孔隙度。
(3)常规岩心孔隙度测定(液体饱和法)
方法提要
将用液体(已知密度)饱和了的岩样，悬挂于饱和用的液体中称量。再将岩样表面上的液体擦掉，在空气中称量。岩样在空气中与液体中两次称量之差，除以液体的密度就得到岩样的总体积。孔隙体积与总体积之比即为岩样的孔隙度。
仪器设备
液体饱和仪装置。
图72.16 油水饱和度测定仪
测定步骤
将抽提烘干的已知质量的岩样放入真空干燥器中，抽空 2～8h，真空度低于 133.3Pa(1mmHg) 。对渗透率很低的岩样，抽真空时间需要 18～ 24h。将事先经过滤和抽空处理饱和用的液体引入真空干燥器中，继续抽空 1h。随后在常压下浸泡 4h 以上。岩样饱和后，将岩样悬挂在盛有饱和液体的烧杯中，使岩样全部浸入液体中称量。迅速擦去岩样表面的液体并称量。岩样在空气中与液体中两次称量之差，除以液体的密度就得到岩样的总体积。岩样中油、气、水体积可由流体饱和度测定法测得。岩样中油、气、水体积之和即为孔隙体积。由此可计算得到岩样的孔隙度。计算中的颗粒体积可用氦孔隙计法测得。
孔隙度计算公式:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
式中:!为孔隙度Vp为孔隙体积，cm3VG为颗粒体积，cm3Vt为总体积，cm3。
(4)常规岩心气体渗透率测定
渗透率是衡量流体在压力差下通过多孔隙岩石能力的一种度量，单位常用10-3μm2。
方法提要
待测试样用游标卡尺和其他方法相结合，测得其平均横截面积。将此干净岩样置于气体渗透率测定仪的岩心夹持器中。开通干燥气体使之通过岩样，测量气体的流速，通过调节气体的流速来调节岩样两端的压差，记录进出口压力及气体流速。根据气体一维稳定渗滤达西定律计算渗透率。
仪器设备
气体渗透率测定仪。
测定流程
测定流程有2个，分别如图72.17和图72.18所示。
图72.17 测定气体渗透率流程之一
图72.18 测定气体渗透率流程之二
测定步骤
对形状规则的岩样，可用游标卡尺测量其尺寸如岩样需用其他材料包封的，则应在包封前测定岩样尺寸，包封后再次测量。对两端平行而形状不规则的岩样，用游标尺测其长度，用其他方法测其总体积，用总体积除以长度就可得到岩样的平均横截面积。将所测干净的岩样置于合适的岩心夹持器中，调整好气体渗透率测定仪。干燥气体通过岩样时，测量气体的流速，通过调节气体的流速来调节岩样两端的压差。记录进出口压力及气体流速。计算岩样的气体渗透率。
渗透率计算
气体在岩样中流动时，由气体一维稳定渗滤达西定律可得到下列计算渗透率的公式:
流程之一:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
或流程之二:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
式中:k为渗透率，10-3μm2Q0为绝对大气压时气体流量，cm3/spa为大气压力，MPaμ为气体黏度，mPa·sL为岩样长度，cmA为岩样截面积，cm2p1为进口压力，MPap2为出口压力，MPaC为仪器上直读出的换算系数 Q为节流器的流量值，cm3/shw为节流器水柱高度，mm。
72.9.1.3 砂岩粒度分析
测定碎屑沉积物中不同粗细颗粒含量的方法称粒度分析。粒度是碎屑沉积物的重要结构特征，是其分类命名(如砾、砂、粉砂、黏土等)的基础，是用来研究其储油性能的重要参数(如粒度中值、分选系数等)，有时也可用粒度资料作为地层对比的辅助手段。粒度分析更广泛地应用于沉积学的研究，近几年来已成为沉积环境研究的重要标志。
方法提要
粒度分析一般有3种分析方法，即筛析法、沉降法和薄片粒度分析法。
a.筛析法。有机械筛析及音波振动式全自动筛分粒度仪自动筛析，用1/3～1/4#间距的不同孔径的筛网将碎屑颗粒从粗至细逐级过筛分开，求得各粒级的质量分数(%)。
b.沉降法。利用颗粒在水中沉降速度来划分粒级。
c.薄片粒度分析。对于固结紧密，难于松散的砂岩或粉砂岩只能用薄片进行粒度分析。测得的是一定粒度的颗粒百分数，要把这数值换算成各粒级的质量分数，与其他方法所得数据一致，以便对比与绘图应用。目前已发展成图像法及颗粒计数法来取代人工薄片颗粒计数法。
本文仅涉及前两种方法，相对应的行业标准为SY/T5434/T1999“砂岩粒度分析方法”。
仪器和装置
电烘箱。
电动振筛机。
分析天平感量10mg。
分析天平感量0.1mg。
远红外干燥箱。
标准套筛。
湿筛0.053mm或0.034mm。
研钵或研磨机。
烧杯1000mL。
量筒1000mL。
蒸发皿50mL。
试剂
盐酸。
硝酸。
乙醇。
六偏磷酸钠。
分析步骤
1)岩样处理。将岩样粉碎或小于5mm的小块，用溶剂抽提法和热解法除去岩样中的原油。不同类岩样采取下列处理方法。
方解石胶结物，先将岩样放入容器中，注入!=10%～15%的HCl，搅拌，至反应完全，倒出残酸，用水反复冲洗至中性为止在酸洗过程中，防止倒掉极细的颗粒，将酸洗后的岩样置于烘箱内烘干。
白云石胶结物，用!=10%～15%的热HCl溶解。
赤铁矿、褐铁矿胶结物，用(1+4)HCl煮沸。
黄铁矿胶结物，用!=50%～10%的HNO3煮沸。
黏土矿物胶结物，用水浸泡，置于水浴锅稍加热。
膏盐胶结物，用水浸泡并加热，如为硬石膏胶结，可用盐酸加热处理。
2)盐酸加热处理。处理好的岩样用四分法或均分器取样。称取10～50g(精确至0.1g)试样，放入烧杯内，加适量清水，再加20mL0.0833mol/L六偏磷酸钠溶液，浸泡12h，使岩石颗粒全部分散开，不破坏颗粒大小及形状，然后用小于0.063nm的筛网，置于1000mL量筒上的漏斗中，用细而急的蒸馏水反复冲洗，至细颗粒全部冲入量筒内。此悬浮液留作沉降分析，用水量不能超过95mL，留在湿筛上的试样，用水冲洗到原先盛样的烧杯里，放入干燥箱内烘干，作筛析分析用。
3)筛析分析。粒径大于0.0625mm的试样作筛析分析。用分析天平称样，按!0.25组成的套筛，依序套好，振筛10min，将筛后的砂粒分别倒入器皿内，逐个称量，底盘中的砂粒倒入该样的悬浮液中，作沉降分析。
4)沉降分析。将盛有悬浮液的量筒，加1000mL水，根据当天的水温及采样深度，列出各颗粒级的采样时间表，用搅拌器在量筒内均匀搅拌1min(60次)。在某粒级的采样时间到达前30s，平稳地将吸液管放下至预定深度处，准时吸取25mL，放入已编号并称量的蒸发皿内，吸液时间控制在20s左右。在烘箱中烘干悬浮液，再移入干燥箱，在105℃下恒温2h，取出放入干燥器中，冷却后称量。
5)计算。筛析结果计算:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
式中:k1为校正系数m1为筛前砂粒总质量，gm2为筛后各粒级总质量，gm3为各粒级砂质量，gm4为校正后各粒级砂质量，gx1为各粒级含量，%m5为称取试样质量，g。
沉降分析结果计算:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
式中:m6为某粒级干砂质量，gm7为器皿质量，gm8为分散剂溶质质量，gm9为器皿与分散剂溶质及干砂的总质量，gV为量筒内悬浮液总体积，mLV1为吸液体积，mLx2为占试样含量，%x3为大于某粒级含量，%x″3、x'3为大于某粗、细粒级含量，%x4为各粒级含量，%∑x为累积含量，%。
72.9.1.4 重矿物分析
重矿物是指砂岩中密度大于2.86g/cm3的矿物。
方法提要
试样置于相对密度大于2.86的重液中。利用重液和矿物相对密度差，使矿物沉浮而分离，在偏光显微镜下进行各种重矿物的鉴定和颗粒统计。计算各种重矿物的含量。
仪器和装置
偏光显微镜。
双目实体显微镜。
阿贝折射仪。
投射照明仪灯12V，50W。
岩石破碎机。
电热干燥箱。
分析天平感量1mg和10mg。
标准分析筛孔径0.25mm、0.063mm。
量杯1000mL。
烧杯1000mL。
蒸发皿50mL。
分液漏斗1000mL。
瓷研钵。
密度瓶。
棕色磨口瓶2500mL。
试剂和材料
三溴甲烷(ρ2.86～2.89g/mL)。
无水乙醇。
液体石蜡。
Α-溴代萘。
盐酸。
二碘甲烷。
鉴定步骤
1)试样的分离。经过粗碎的试样，放入1000mL烧杯中，加入500mL(5+95)HCl浸泡。每隔1h搅拌1次。若碳酸盐胶结物多时，需要再加酸。试样一般用盐酸浸泡8h。浸泡后的试样，用瓷研磨锤将试样磨成单独颗粒，倒入1000mL量杯中，放水冲泥，大于0.01mm的颗粒不要被冲走，每隔30min搅拌1次，直至量杯内溶液全部透明为止。烘干试样，用孔径0.063mm和0.25mm的筛子过筛，取0.063～0.25mm的颗粒作重矿物分离。
用三溴甲烷配置密度2.86～2.89g/cm3的重液进行重矿物分离。称取5g干燥的试样，倒入装有重液的分液漏斗，每隔15min用玻璃棒搅拌一次，共4次。最后一次搅拌后静置30min。分出重矿物，用无水乙醇洗净，放入烘箱中在105℃恒温1h，取出，放在干燥器中30min后，用感量0.1mg的分析天平称量，待用。
2)镜下鉴定。置样片于显微镜下，观察一遍，大致了解重矿物种类和分布情况。然后从载玻片一端开始，按顺序向另一端移动，选取有代表性的视域进行各种重矿物鉴定和颗粒统计，分别填入原始记录表中。透明重矿物在透光下鉴定统计。不透明重矿物在反射光下鉴定统计。统计矿物时，要求陆源矿物总数在400颗以上，不足者，将矿物全部数完。自生矿物大于70%时，应数出全部陆源矿物，自生矿物含量可数出一个或部分视域按统计陆源矿物的视域数加倍即可。矿物统计完后，将片子全面检查一遍，补充遗漏矿物并记录。
3)含量统计。将各视域的相同矿物颗粒相加，得出各矿物累计颗粒数，将各陆源矿物累计颗粒数相加，得出陆源矿区颗粒总数，将各自生矿物累计颗粒数相加，得出自生矿物颗粒总数。将陆源矿物颗粒总数和自生矿物颗粒总数相加，得出矿物颗粒总数。
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
“低品位”油气资源是一个相对的概念，是相对于已经发现的规模大、丰度高、油质好、单井产量高的“高品位”而言；同时也是相对于技术经济条件而言，是技术经济条件的函数，与经营管理的方式密切相关1，1因此，世界各国学者根据所在国不同的资源状况和技术经济条件对“低品位”油气资源进行了不同的界定。
1.1.1 国外研究与实践
目前，美国等国家一般较少采用“低品位”的概念，因此也就没有对低品位油气资源提出相对统一的概念和分类。通常情况，美国采用“边际”、“非常规”等概念来描述低品位、难动用油气资源，以区别于优质资源。“边际”概念主要是指在一定市场（价格）条件下，采用现有成熟技术不能实现经济开采（满足一定的投资回报率）的石油、天然气储量，包括探明储量规模太小的油气田、规模大但开发难度大的油气田、重（稠）油、剩余油（尾矿）等。“非常规”的概念，则用来描述利用常规技术工艺不能开发的油气资源，如油砂、油页岩、煤层气、页岩气、致密砂岩气等。在实际应用中，这两个概念没有截然分开，存在明显交叉。即便如此，对于任何一种具体的边际储量和非常规资源，美国等国家在研究制定相关政策时，都给予了明确的界定，包括孔隙度、渗透率、密度、粘度等具体的物性、物理指标[2]。
国外曾把渗透率小于100mD（mD：毫达西，为渗透率单位）的油田划为低渗透油田。随着科学技术的发展，目前通常也把低渗透油田的上限定为50mD，并进一步将低渗透油藏分为以下三种类型[3～4]：
一类储层渗透率10～50mD，称为低渗透油田。此类储层的特点接近于正常储层。地层条件下含水饱和度为25%～50%。这类储层一般具有工业性自然产能，但在钻井和完井中极易造成污染，需采取相应的储层保护措施。开采方式及最终采收率与常规储层相似，压裂可进一步提高其产能。
二类储层渗透率1～10mD，称为特低渗透油田。此类储层含水饱和度变化较大，部分为低电阻油层，测井解释难度较大。这类储层自然产能一般达不到工业性标准，需压裂投产。
三类储层渗透率0.1～1mD，它属致密低渗透储层，称为超低渗透油田。由于孔隙半径很小，因而油气很难采出。这类储层已接近有效储层的下限，几乎没有自然产能，需进行大型压裂改造方能投产。就目前的世界工艺技术水平而言，0.1mD以下的低渗透油藏也是可以开发的，但经济上可能是无效的。
近年来，美国将渗透率低于1.0mD油藏定为低渗透油藏，而将渗透率低于0.01mD的油藏定为特低渗透油藏。美国联邦能源管理委员会根据《美国国会1978年天然气政策法》的有关规定，提出将有效渗透率低于0.1mD的砂岩气藏确定为致密气藏。美国能源部对致密砂岩气藏进一步分类，规定：0.05～0.1mD为致密砂岩气藏；0.001～0.05mD为很致密砂岩气藏；0.0001～0.001mD为极致密砂岩气藏。
1.1.2 国内研究与实践
国内对低品位油气的界定比较多，没有形成统一的概念。国家有关部门、一些专家学者分别从不同角度对低品位油气资源进行了描述。
1.1.2.1 国家行业标准
国家有关部门从油气藏分类的角度，对一些低品位油气藏进行了定量描述和界定。国家油藏分类（标准编号：SY/T6168-1995）如表1.1所示；国家气藏分类标准（标准编号：SY/T6169-1995）如表1.2所示。
表1.1 国家油藏分类（标准编号：SY/T6168-1995）
表1.2 国家气藏分类标准（标准编号：SY/T6169-1995）
1.1.2.2 专家学者界定
国内专家学者也对低品位油气资源的概念和类型做了大量研究。
有的学者借鉴国外标准，从物性指标参数等方面对低渗透油藏概念进行了研究和界定。罗蛰潭等[5]认为：渗透率低于100mD的储层为低渗透储层。严衡文等在西安国际低渗透油气藏会议上，提出了低渗透储层的划分标准：渗透率大于100mD为好储层；渗透率10～100mD为低渗透储层；0.1～10mD为特低渗透储层。李道品等[6]提出：渗透率10～50mD为低渗透；渗透率1.0～10mD为特低渗透；渗透率0.1～1.0mD为超低渗透。由中国石油天然气集团公司组织编写的《中国石油勘探开发百科全书》[7]中规定：渗透率≥10～50mD为低渗透；渗透率≥1.0～10mD为特低渗透；渗透率＜1.0mD为超低渗透。王光付等[8]提出：有效渗透率10～50mD的油藏为一般低渗透油藏；有效渗透率1～10mD的油藏为特低渗透油藏；有效渗透率0.1～1.0mD的油藏为超低渗透油藏。
李浩和杨海滨主要从经济和技术角度提出了低品位石油储量判断标准，他们认为低品位石油储量就是难动用石油储量[9]。从经济角度来说，12%的投资收益率是划分储量难动用与否的标准，投资收益率达不到12%的，被定义为难动用储量；将成本利润率小于6%的已开发油藏定义为石油尾矿[9]。从技术角度说，难动用储量是指在自然条件下由于技术原因开发难度较大的储量，一般又分为3种类型：油藏岩石的物性不好；油品本身特性不好，粘度太大；进入开发后期的难采储量。难动用石油储量具有以下特点：①资源本身物化特性或其储层物性较差，通常其相对密度较大、粘度较高、流动性差、非烃组分含量高，或具有储量丰度低、单井产量低及渗透率低的“三低特征”；②资源本身质量和储集性较好，但分布复杂，或储量规模较小，需要特殊工艺和设备，风险高；③随着技术的发展与油价的变化，可以变为可动用储量；④由于管理体制、管理水平等的不同，储量的可动用性不同。邱中建等认为[10]：难采储量往往受制于油价的高低，对油价的波动非常敏感，如果油价从18美元/桶增至28美元/桶，那么大部分难采储量都可以动用。而且他们还认为，由于难采储量开采成本高，大型国有石油公司动用它们的积极性往往不高，如果改变经营方式，缩小经营单位，采用股份制，由国有石油公司控股，精打细算，那么大部分难采储量也可以动用。这种经营方式在我国某些地方已经存在，而且可以盈利。如果同时加大科技攻关的力度，降低难采储量开发的成本，那么难采储量也会被动用。
查全衡等[2]认为“低品位”资源是相对概念，一是相对于已发现的规模大、丰度高、油品好、产量高油气田的“高品位”而言的。“低品位”资源的成因有两种：一种是天然形成的。我国通常将复杂的小断块油气田、稠油油田和低丰度、低渗透油气田的资源称为“低品位”资源。另一种是人为造成的。长期开采后的油气田剩余的资源，大体相当于固体矿藏的“尾矿”，资源品位变差。不过流体矿藏的“尾矿”总量巨大，目前一般占探明地质储量的70%以上。二是相对于技术经济条件而言。“品位”是技术经济条件的函数，随着技术进步、油价上升，“低品位”资源可以成为“高品位”资源，而在油价下降时，“高品位”资源也可以成为“低品位”资源，如图1.1所示。
图1.1 油气资源品位构成三角图
潘继平等[11]从资源质量、储集物性及分布特征等方面将低品位储量分为以下四大类：①I类，即稠油类。这类资源本身质量比较差。从物理性质上看，密度大，密度一般超过0.934g/cm3，粘度大于100m Pa·s（m Pa·s：毫帕斯卡·秒，为粘度单位），流动性差；从化学性质组分上看，氧、硫、氮等元素、非烃及沥青质含量高，硫元素含量0.4%～1.0%；氮元素0.7%～1.2%，而常规油的硫和氮含量通常分别低于0.4%和0.7%，非烃和沥青质含量高达10%～30%，有的甚至可达50%。通常，这类资源埋藏浅，但储量规模较大。②Ⅱ类，即低渗透类。这类资源本身物化特征较好，但一方面储量丰度低，单井产量低，规模较大，总量较大，另一方面储集物性比较差，孔渗低，渗透一般小于50×10-3μm2，物性非均质性强，储集空间分布极其复杂，比如裂缝或溶蚀孔隙，总体上，这类储量属于油气贫矿类，主要是由于储层物性特征较差致使其难以动用开采，包括复杂岩性、地层油气藏和裂缝性油气藏。③Ⅲ类，即小油田类。这类资源本身品质及其储集物性较好，但由于单个油气藏（田）面积小、规模小、储量小，或者构造复杂，断裂发育，油水关系复杂的小型断块油藏，常呈成群或成带分布，多为边际油田。由于规模小，开采成本高，风险大，且需要采用先进的钻井技术，如多分支水平井技术和大位移水平井技术。④Ⅳ类，即剩余油类。这类资源是指经过多年生产后的油田所剩余的储量，属于油气“尾矿”，是一种人为生产活动造成的，通常分布在大型老油田，而且总量较大。在经过一次、二次采油后，油藏油水关系复杂，剩余的资源分布规律性差，开发和生产成本较高，通常需要先进有效的油藏经营管理技术，包括精细油藏描述技术和三次采油技术等。
1.1.2.3 小结
从上述情况看，国内低品位油气资源的概念总体上包括以下四个方面内容：
一是市场经济条件，即石油价格因素。通常油价越高，越利于低品位油气资源开发利用，低品位资源将向高品位资源转换；反之，油价越低，高品位资源将向低品位资源转换。
二是开发工艺技术条件。技术水平越高、越有效，越有利于低品位油气资源开发利用，低品位资源向高品位资源转换；反之，技术水平低下，高品位资源将向低品位资源转换。
三是政策环境。主要指油气资源开发的各种税费政策，适当有效的鼓励政策有利于低品位资源开发。
四是经营管理水平。主要指企业开发资源的经营管理水平和成本控制能力，较高的经营管理水平和严格的财务管理、成本控制，有利于降本增效和低品位油气资源开发。
从国内外低品位油气资源的概念和界定指标看，随着科技进步和扶持政策的完善，低品位油气资源界定下限越来越低，特别是低渗透油气资源的下限越来越小，从早期的100mD、50mD逐步下降到20mD、10mD，直到目前的1.0mD、0.5mD、0.3mD、0.1mD，低品位资源的范围则越来越广。例如，20世纪80年代，我国采用“常规压裂”等技术只能使10～50mD的低渗透油藏得到有效动用。2000年以来，鄂尔多斯盆地其他油田，采用“整体压裂、超前注水”等技术，使得低于0.5mD以下的特低渗透储量也可以有效动用[12]。另外，低品位油气资源概念还与油气资源管理体制密切相关。通过对比，可以看出，国外低品位油气资源概念主要从地质和技术方面来确定，特别是储层物性特征、油气资源本身的物理化学参数等客观条件和特征。而国内低品位油气资源概念，特别是学术界，侧重于综合因素，既考虑了储层物性、资源本身特性，也考虑了技术、政策等人为因素和条件。
1.1.3 本研究对低品位油气资源的界定与分类
综合考虑国内外低品位油气资源的概念，本研究对低品位油气资源的描述为：低品位油气资源是指在现行体制和一定市场条件（如油价）下，采用常规的经营管理方式，依靠现有成熟工艺技术不能经济开采的探明石油、天然气地质（资源）储量。通常具有渗透率低、丰度小、品质差、规模小、含水率高、单井产量低等一个或多个特征。
1.1.3.1 低品位石油资源
具体来说，低品位石油资源主要包括以下几类：
低渗透石油：指有效渗透率小于10mD的储层中的原油资源，具有单井产量低、储量丰度低等特征。细分为一般低渗透（1～10mD）、特低渗透（0.5～1mD）、超低渗透 ＜0.5mD）三类。
稠（重）油：指地层温度条件下，密度大于0.934g/cm3、粘度大于50m Pa·s的原油资源。
剩余油（石油尾矿）：指进入开发生产后期，综合含水率超过90%的油气藏（田）中剩余的石油地质储量，具有含水率高、产量持续递减等特点。
高凝油：指凝固点≥40℃的油藏。
边际小油田：指在目前的开采技术条件下，没有经济效益和难以动用的、储量规模小的油气田。
深水油：指水深超过500m的地下储集层中的石油地质储量。
1.1.3.2 低品位天然气资源
具体来说，低品位天然气资源主要包括以下几类：
低渗透砂岩气：指有效渗透率小于1mD的砂岩储层中的天然气资源，具有单井产量低、储量丰度低、分布广等特征。细分为低渗透气（0.1～1mD）、特低渗透气（致密砂岩气）＜0.1mD）两类。
高含非烃气：指硫化氢（H2S）、二氧化碳（CO2）或者氮气（N2）等非烃含量超过5%的天然气资源。
高温高压气：指同时具有地层超压（压力系数＞1.3）和高温（地层温度＞150℃）的天然气。
深水气：指水深超过500m的地下储集层中的天然气地质储量。
页岩气[13]：指赋存于富含有机质的暗色泥页岩或高碳泥页岩中，主要以吸附或游离状态存在的非常规天然气资源。在埋藏温度升高或有细菌侵入时，暗色泥页岩中的有机质，甚至包括已生成的液态烃，裂解或降解成气态烃，游离于基质孔隙和裂缝中，或吸附于有机质和粘土矿物表面，在一定地质条件下就近聚集，形成页岩气藏。页岩气藏具有如下特点：
第一，与煤层气相似，页岩气藏具有自生自储特点，页岩既是烃源岩，又是储层，没有或仅有极短距离的运移，通常就近聚集成藏，不受构造控制，无圈闭、无清晰的气水界面。
第二，页岩气藏分布受暗色页岩分布控制，面积大，范围广，常呈区域性、连续性分布；页岩气形成温度范围大，在暗色泥页岩热演化的各阶段均可形成，埋藏深度范围大，从浅于200m到深于3000m都有可能有页岩气藏。
第三，页岩气藏储层具有典型的低孔、低渗特征，并随着埋深加大，物性变差。页岩气藏孔隙度一般4%～6%，渗透率一般低于0.001mD，若处于断裂带或裂缝发育带，页岩孔隙度、渗透率增加。
第四，页岩气主要以吸附或游离状态赋存于页岩储层中，其中吸附气含量20%～85%。另外，少量页岩气以溶解状态存在，一般不超过10%。
第五，页岩气藏自然压力低，开发难度大，技术要求高，通常无自然产能，采收率较低，单井产量低，但产量递减速度慢，生产周期长，一般超过30年。
以上就是关于试述砂岩的成因及分类全部的内容，如果了解更多相关内容，可以关注我们，你们的支持是我们更新的动力！
