建筑用天然石為構成地球表面地殼的巖石,經開采后切割加工而成。從微觀及物質的基本面而言,巖石為礦物之集合體,天然石材之礦物組成與巖理可決定其物理化學性質。而所謂之巖理系指組成巖石礦物顆粒的大小、形狀和排列方式而言,這其中當然也包括它們膠結組成的情形。由此,我們可藉由礦物組成與巖理來判斷石材之種類,一般而言,巖石依其生成的方式來定義,可概分為火成巖、沈積巖及變質巖等三大類,其主要特征及常見之石材種類如表一.1所示︰
建筑石材種類依生成方式分類,主要概分為火成巖類的花崗巖、玄武巖、安山巖,沈積巖類的石灰巖、白云巖、砂巖,變質巖類的大理石、蛇紋石等。而目前建筑石材則一般區分為花崗石、大理石及砂巖、板巖等,其分類并不同于地質上的定義。商業上有另一套分類法則,其幾乎都將所有的火成巖如玄武巖、輝綠巖、閃長巖等稱為花崗石,由火成巖變質的變質巖亦稱為花崗石(如蒙地卡羅),而商品名則依產地或花色特征加以命名,因此,可說五花八門,消費者常被搞混而無法了解其命名背后真正所含的具體義意。因此,以下即針對商用花崗石及大理石等石材逐一詳述。
花崗石就在礦物組成而言,以石英、長石、云母、角閃石等鋁硅酸鹽類礦物為主,磁鐵礦、石榴子石、磷灰石等為輔。一般而言,長石的含量會較石英多,紋路及色彩因集中于長石的部份而變得極為豐富,硬度大且較抗風化,長久以來即被作為主要建材,在臺灣地區目前的石材裝修工程運用的最多,臺灣本地并不產花崗石,目前所有花崗石礦均仰賴進口,較常見的石種有印度紅、印度黑、福建603、巴西帝紅等。
大理石為變質巖,未變質前主要系石灰石及白云石,就地質上而言稱之為「再結晶石灰巖」,指的就是碳酸鹽類礦物經壓力及熱力變質所引發的再結晶作用后的結果,而其主要的組成礦物為方解石、白云石…等,結晶顆粒通常呈互崁狀組織。事實上,在礦物組成上大理石與石灰石都含有相同的碳酸鹽類礦物,但其組織結構有極大差異,不過目前商業上仍將大理石與石灰石全歸納為大理石。另外,蛇紋石在組成上雖屬鋁硅酸鹽類礦物,但由于許多物理性質與大理石十分接近,在建筑的應用上,業者將其與大理石歸為同類,市面上可見之顏色呈中綠、黃綠或接近黑的深綠色,因此在習慣上也將蛇紋石稱為「綠色大理石」。臺灣東部所產的大理石及蛇紋石已有數十年的開采及加工歷史,質量優良,尤其是蛇紋石,廣受世界各地的喜愛,常見的國產大理石有和平白、新米黃、蛇紋石等。
砂巖,主要是由石英、長石等碎屑組織構成,由氧化硅、黏土、方解石、氧化鐵等礦物膠結體填充而成,適合塊狀堆砌使用。依所含填隙物質及膠結物質之不同而分為硅質砂巖(以二氧化硅為主要膠結物質者)、鈣質砂巖(以碳酸鈣為主要膠結物質或為砂巖中之副成分礦物或以上兩者皆有者)、泥質砂巖(黏土礦物為主要膠結物質)及鐵質砂巖(氧化鐵或氫氧化鐵為填充物質或膠結物質)。
板巖,凡具有良好的劈裂性及一定強度的板狀構造,沿解理面可剝成片,且經過輕微之變質作用的淺變質巖,統稱為板巖。其組成多由黏土、粉砂、鈣質或中、酸性火山灰組成,在生成過程中,原巖因脫水導致硬度增加,但硬度并非因結晶現象發達所致,其礦物成分基本上沒有重結晶或只有部份重結晶,外表呈致密隱晶質,礦物顆粒很細,肉眼難以辨別,有時在解理面上有少量絹云母及綠泥石等新生礦物,并使板巖略顯絲絹光澤。目前,常見的板巖有硅質板巖、黏土質板巖、云母質板巖等。