石材在园林景观中的应用

研究石材在园林景观中应用的目的和意义

“每一种不同的材料要求不同的处理，每一种不同的处理以及材料本身都有特别适合每一种性质的使用可能。适宜于某种材料的设计将不完全适用其它的材料。”赖特这段话道出了材料、设计、环境、艺术之间的关系。赖特的设计能够体现出自然、身份和建筑材料的灵魂来。他的文章“材料的天性”特别地赞美了材料的真实性和它与景观的联系。如果一个出色的景观设计师不了解材料及其施工工艺与技术，就难以有感人的作品问世，其实也常常会因此类知识的不全面，使得设计作品有这样或那样的缺憾。所以，以材料来对景观建筑细部分类，从而对专类进行深入的分析和研究，无论是对研究者自身设计综合能力的提高还是对行业内实际项目的实施指导都很有意义。目前中国石材生产规模迅速扩大，产量大幅度增长，石材在国民经济中的地位不断提高。2002年全国石材产量达到1.8亿时，是1990年全国石材产量的7.2倍。同时中国石材进口从1992年以来也快速增长。1992年全国进口石材贸易额为956万美元，到2002年全国进口石材已达到4.4亿美元。随着国内石材行业的快速发展，石材在园林建设中也得到了更广泛的应用。新技术新型式的不断涌现使得石材在园林建设中的应用出现了不小的繁荣，与此同时也出现了一系列问题。一方面由于园林各种设施对设计和施工技术要求较宽松，一些设计师在设计的过程中并未对石材的特性给与足够的考虑，这些忽视材料特性的设计不但未能发挥石材良好的结构和美学功能而且降低了石材的使用寿命甚至导致一些质量问题。这些问题直到施工的过程中甚至完工之后才暴露出来，造成了极大的浪费。另一方，目前对石材材料特性、技术指标的研究往往停留在建筑领域，而针对石材在园林环境中的应用研究不足。这使得园林设计师在使用石材时很难找到适合于园林建设环境下的技术指标和规格参数。设计师往往只能借助一些建筑行业的标准或是参照前人的经验，这不但给设计带来不便同时由于一些建筑行业标准并不适合于园林领域从而导致了许多质量问题。另外，在景观设计的过程中，设计师对景观建筑细部的关注不足，对石材的细部运用往往通过“查询惯例”的方式进行游离于场地细节之外的简单复制，从而造成许多与地域、环境、文化不符的千篇一律的细部景观。因此，对石材在园林景观在应用的研究，可以为在园林景观设计和实施过程中更科学合理的使用石材提供有益的指导，同时对如何在不断变化的设计实践中进行针对景观建筑细部设计的新研究提供一个参考。

3.1岩石与石材的定义

3.1.1岩石的定义

岩石是地壳的组成部分，根据成因可以分为三大类:岩浆岩、变质岩和沉积岩。岩石是许多不同矿物颗粒的集合体，他们或融合、或胶结、或结合在一起。

岩石没有确定的化学组成和物理力学性质，同种岩石，产地不同，其各种矿物的含量、颗粒结构均有差异，因而颜色、强度、耐久性也有差异。

3.1.2石材的定义

天然石材指从天然岩中开采出来，并经加工成块状或板状材料的总称。

3.2岩石的形成

岩石的形成循环往复(图3一1)。地壳深部的液态岩浆缓慢上升接近地表，形成巨大深成岩

体(l)，较小的侵入岩，如岩脉(2)，溶岩流和火山。岩浆在冷凝过程中形成火成岩，如花

岗岩。地球的运动使岩石上升到地表，受到风化、侵蚀而暴露，在冰川、流水和风的风化侵

蚀作用下，岩石破碎成颗粒，被冰川(3)、河流(4)和风搬运，逐渐在湖泊(5)、三角洲(6) 和沙漠(7)沉积下来，形成沉积层，或在海洋形成沉积岩，如粘土岩和页岩(8)。大多数沉

积物都堆积在大陆架(9)上，有些则被高密度水流通过海底峡谷(10)搬运沉积到更深的海

底。大规模的造山运动中，在高温高压作用下，沉积岩和岩浆岩变成变质岩，如片岩和片麻

岩。温度和压力的进一步升高，则岩石重新熔化，逐步成造岩的一个循环。

3.3岩石的分类

岩石按地质形成条件分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类，它们具有显著不同的结构、构造和性质。

3.3.1火成岩

由液态岩浆或熔岩结晶而成，又称岩浆岩。岩浆岩的成因类型可以分为侵入岩(岩浆地下结晶)和喷出岩(熔岩在地表结晶)，侵入岩又包括深成岩、中成岩和浅成岩。岩浆的原始

成分、形成方式及冷却速度都会影响其组成成分和性质，如颗粒大小、晶体形状、矿物成分

和整体颜色。

.矿物成分:岩石是矿物的集合体，长石、云母、石英和铁镁矿物都是火成岩组成部

分，矿物成分决定了岩石的化学性质、表面纹理和颜色。对岩石组成矿物的了解，有助于对

其所加工成石材的辨认、材料理化特性的把握，使之合理运用于园林景观(图3一2)。

.颗粒大小:岩石的颗粒大小，显示岩石属于深成岩(颗粒大)还是喷出岩(颗粒细

小)。火成岩按晶体直径可分为:粗粒(辉长岩之类的粗粒火成岩具有直径超过5毫米的晶体)、

中粒(中粒的如粗粒玄武岩的晶体大小在0.5一5毫米之间)和细粒(细粒的如玄武岩，其晶体

直径小于0.5毫米)。岩石的颗粒大小直接表现为所加工成石材的表面纹理特征(图3一3)。

.颜色:一般来说，颜色是化学性质的精确指针，反映出某种矿物的含量。酸性岩呈

浅色，含65%以上的硅酸盐。基性岩呈深色，硅酸盐含量较低，且深色密度大的铁镁矿，如

普通辉石占很大比例。颜色是石材应用的一项重要指标，掌握颜色的与岩石化学性质的关系，

能更好的的把握石材的特性，合理运用于园林景观(图34)。

.化学成分:根据化学成分，火成岩可以分成以下几类:酸性岩，含65%以上的硅酸

盐(包括10%以上的石英);中性岩，硅酸盐含量为45%一55%;基性岩，硅酸盐含量为45例产55%

(含10%以下的石英);超基性岩，硅酸盐含量小于45%(图3并)。

.小结:火成岩呈晶质结构，是由矿物晶体互相连结聚集而成。岩石里的晶体或无规

律聚集，或是显示出某种方向性。根据晶体的大小，火成岩分为粗、中、细粒三种，直接表

像为岩石的纹理特征。岩石的颜色由矿物组成和含量决定，酸性岩富含密度小的淡色硅酸盐，

颜色很浅，基性岩和超基性岩富含密度大的铁镁矿物，颜色深，中性岩恰如其名，其矿物含

量处于前两类之间，因此，颜色深浅也居中。下表是更据火成岩颗粒、颜色的一个分类，归

纳了火成岩的一些主要代表岩石。见表3一1

.颗粒大小:尽管沉积岩颗粒的分类很复杂，但粗粒、中粒和细粒等术语仍然经常使

用。颗粒大小从巨砾到组成粘土的微粒，组成岩石的碎屑肉眼可见的归为粗粒，如砾岩，角

砾岩和砂岩;中粒岩的颗粒用放大镜可辨，如砂岩:细粒岩石表面致密，如叶岩、粘土岩和

泥岩(图3一6)

图3一6沉积岩颗粒分级图

.化石组成:化石主要产于沉积岩，他们是保存在沉积岩中的动物遗体(图3一7)。岩

石中所含化石显示岩石的形成环境，如海生生物化石说明岩石是在海洋环境下形成的。石灰

岩是富含化石的沉积岩。了解化石种类和数量在各种沉积岩中的分布，有助于准确、灵活的

选用材料，充分利用沉积岩这一特性，营造具有特殊氛围的环境景观。

.小结:沉积岩有明显的层理，颗粒连接松散，用手指可蹭下颗粒。石英是许多沉积

岩的主要成分，方解石是石灰岩的重要组成成分，沉积岩含化石，依此可与火成岩和变质岩

区别。岩石碎屑沉积岩所含成分可以为任何一种岩石，石英碎屑沉积岩主要含有石英，石英

通常呈灰色，且很坚硬，易于辨认。富含碳酸钙的石灰岩颜色浅淡，与盐酸会起反应，其它

矿物沉积岩根据所含矿物情况性质各不同。根据这四类将沉积岩分类如下。见表3一

3.3.3变质岩

是岩石由于岩浆或地质运动，发生再结晶，使他们的矿物成分、结构、构造以致化学组

成都发生改变而形成的岩石。

.变质作用类型:形成变质岩的变质作用有三类:区域变质作用(造山带的岩石因温

度和压力作用而改变)。如:带化石叶岩在低压作用下扭曲或损坏形成板岩，板岩和其它许多

岩石在中温增压作用下形成中粒片岩，中粒片岩在高温高压的地质环境中形成粗粒片麻岩(图

3一8);接触变质作用(变质带、岩浆侵入体周围或熔岩流附近的岩石会在温度的直接作用下变