天然石材延展阅读——大理石（大理岩）

　　变质岩的一种，因在中国由于云南省大理县盛产这种岩石而得名。由碳酸盐岩经区域变质作用或接触变质作用形成。主要由方解石和白云石组成，此外含有硅灰石、滑石、透闪石、透辉石、斜长石、石英、方镁石等。具粒状变晶结构，块状（有时为条带状）构造。 通常白色和灰色大理岩居多。

简介

　　大理岩（marble）一种变质岩，又称大理石。因在中国由于云南省大理县盛产这种岩石而得名。由碳酸盐岩经区域变质作用或接触变质作用形成。主要由方解石和白云石组成，此外含有硅灰石、滑石、透闪石、透辉石、斜长石、石英、方镁石等。具粒状变晶结构，块状（有时为条带状）构造。通常白色和灰色大理岩居多。其中，质地均匀、细粒、白色者，又称汉白玉。一般认为，大理岩可形成于不同的温压条件下，如透闪石大理岩形成于低-中温条件下，透辉石大理岩、镁橄榄石大理岩则形成于中高温变质条件下。大理岩分布广泛，如中国的云南、山东、北京房山等地均产大理岩。许多有色金属、稀有金属、贵金属和非金属矿产，在成因上都与大理岩有关。其本身也是优良的建筑材料和美术工艺品原料。大理岩硬度不大，易于开采加工，板材磨光后非常美观，可作室内装饰材料；开采和加工中的废料，可制成工艺品或经轧碎作生产水磨石、水刷石等的优质集料。少数高度致密均质的可供艺术雕刻和装饰用。

基本性质

(1)玉石名称，大理岩玉又称汉白玉(因从汉代开始使用)，因云南大理是著名产地而命名。

(2)矿物组成，大理岩玉的矿物组成主要为隐晶质的方解石，还有一些其他的碳酸盐矿物。

(3)化学成分，大理岩玉的化学成分主要为CaCo3；，此外还含有Mg、Fe、Zn、Mn等杂质元素。

(4)结构构造，大理岩玉呈隐晶质细晶结构，块状构造。

(5)光泽，大理岩玉呈半玻璃-半油脂状光泽.

(6)透明度，大理岩玉呈半透明-不透明状，常呈不透明状。

(7)硬度，大理岩玉的硬度不太大，其Hm=3。

(8)相对密度，大理岩玉的相对密度比较低，值常在2．65—2．75左右，平均值为2．70。

(9)折射率，大理岩玉的折射率值变化范围比较大,一般在1．486－1．658之间。

(10)发光性，大理岩玉的发光性多变。

(11)吸收光谱，大理岩玉的吸收光谱随所含杂质的不同有所不同。

(12)其他性质，大理岩玉遇稀盐酸分解起泡。

(13)颜色，大理岩玉由于所含杂质离子的不同，且有各种颜色。  

别名

　　大理石有许多别名。在古代多用作建筑物的柱础，故称为“础石”。又因其给人清新凉爽之感，也称“醒酒石”。 此外，还有文石、凤凰石、榆石等称呼。

矿物成分

　　大理岩是由石灰岩、白云质灰岩、白云岩[3]  等碳酸盐岩石经区域变质作用和接触变质作用形成，方解石和白云石的含量一般大于50%，有的可达99%。但是除少数纯大理岩外，在一般大理岩中往往含有少量的其他变质矿物。由于原来岩石中所含的杂质种类不同（如硅质、泥质、碳质、铁质、火山碎屑物质等），以及变质作用的温度、压力和水溶液含量等的差别，大理岩中伴生的矿物种类也不同。例如，由较纯的碳酸盐岩石形成的大理岩中，方解石和白云石占90%以上，有时可含有很少的石墨、白云母、磁铁矿、黄铁矿等，在低温高压条件下方解石可转变成文石；由含硅质的碳酸盐岩石形成的大理岩中，在中、低温时可含有滑石、透闪石、阳起石、石英等，在中、高温时可含有透辉石、斜方辉石、镁橄榄石、硅灰石、方镁石等，在高温低压条件下可出现粒硅钙石、钙镁橄榄石、镁黄长石等；由含泥质的碳酸盐岩石形成的大理岩中，在中、低温时可含有蛇纹石、绿泥石、绿帘石、黝帘石、符山石、黑云母、酸性斜长石、微斜长石等，在中、高温时可含有方柱石、钙铝榴石、粒硅镁石、金云母、尖晶石、磷灰石、中基性斜长石、正长石等。

化学成分

　　与原岩的化学成分有密切关系，同时与变质作用的特点有关。在变质岩的形成过程中，如无交代作用，除H2O和CO2外，变质岩的化学成分基本取决于原岩的化学成分；如有交代作用,则既决定于原岩的化学成分，也决定于交代作用的类型和强度。变质岩的化学成分主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、CaO、MgO、K2O、Na2O、H2O、CO2以及TiO2、P2O5等氧化物组成。由于形成变质岩的原岩不同、变质作用中各种性状的具化学活动性流体的影响不同，变质岩的化学成分变化范围往往较大。例如，在岩浆岩（超基性岩-酸性岩）形成的变质岩中，SiO2含量多为35～78%；在（石英砂岩、硅质岩）形成的变质岩中，SiO2含量可大于80%；而原岩为纯石灰岩时，则可降低至零。在变质作用中，绝对的等化学反应是没有的，在变质反应过程中，总是有某些组分的带出和带入，原岩组分总是要发生某些变化，有时则非常显著。在通常的变质反应中，经常发生矿物的脱水和吸水作用、碳酸盐化和脱碳酸盐化作用。这些过程，除与温度、压力有关外，还和变质作用过程中H2O和CO2的性状有关，其他化学组分,在不同的温度、压力以及外界组分的影响下，常表现出不同程度的活动性。例如，在接触交代变质作用过程中，在侵入体和围岩之间，通过双交代作用可形成。在区域变质作用过程中，岩石化学组分的稳定程度，有时可用化合物（硅酸盐、氧化物、硫化物等）的生成热来表示。一般说，生成热越高，这一化合物也越稳定。硫化物的生成热是较低的，氧化物和硅酸盐的生成热比硫化物高。因此，在区域变质作用过程中，当温度升高时，亲石元素（包括主要造岩元素K、Na、Fe、Mg、Al、Si）保持其稳定；而亲铜元素则根据它们本身的特性，呈现出不同的活动性。这一情况也部分地解释了在区域变质作用过程中，岩石的主要造岩元素可以保持不变或稍有变化的原因。

结构构造

　　大理岩一般具有典型的粒状变晶结构，粒度一般为中、细粒，有时为粗粒，岩石中的方解石和白云石颗粒之间成紧密镶嵌结构。在某些区域变质作用形成的大理岩中，由于方解石的光轴成定向排列，使大理岩具有较强的透光性，如有的大理岩可透光2厘米，个别大理岩的透光性可达3～4厘米，它们是优良的雕刻材料。大理岩的构造多为块状构造，也有不少大理岩具有大小不等的条带、条纹、斑块或斑点等构造，它们经加工后便成为具有不同颜色和花纹图案的装饰建筑材料。

颜色特点

　　大理岩除纯白色外，有的还具有各种美丽的颜色和花纹，常见的颜色有浅灰、浅红、浅黄、绿色、褐色、黑色等，产生不同颜色和花纹的主要原因是大理岩中含有少量的有色矿物和杂质，如含锰方解石组成的大理岩为粉红色，大理岩中含石墨为灰色，含蛇纹石为黄绿色，含绿泥石、阳起石和透辉石为绿色，含金云母和粒硅镁石为黄色，含符山石和钙铝榴石为褐色等。

种类划分

　　因原岩不同，可形成不同类型的大理岩，如纯钙镁碳酸盐岩变质后可形成方解石大理岩、白云石大理岩；硅质灰岩变质后可形成石英大理岩、硅灰石大理岩；碳质灰岩变质后可形成石墨大理岩等。还可根据结构构造、颜色进一步划分，如白色大理岩、灰色大理岩、粉红色大理岩、细粒大理岩、粗粒大理岩、条带状大理岩等。

分布区域

　　大理岩分布很广，在世界各地前寒武纪的地盾和地块中生代、古生代以后的变质活动作用的地区内均有出露。大理岩往往和其他的变质岩共生，有的呈厚度不等的夹层产出，有的则以大理岩为主夹杂其他的变质岩，厚度可达数百米。含有大理岩地层的同位素年龄距今最大可达37.6亿年。

　　中国大理岩的产地遍布全国，其中以云南省大理县点苍山为最著名，点苍山大理岩具有各种颜色的山水画花纹，是名贵的雕刻和装饰材料。北京房山大理岩有白色和灰色两种。白色大理岩为细粒结构，质地均匀致密，称为汉白玉；浅灰色大理岩为中细粒结构,并具有各种浅灰色的细条纹状花纹，称为艾叶青。这两种均是优美的雕刻和建筑材料。广东云浮、福建屏南、江苏镇江、湖北大冶、四川南江、河南镇平、河北涿鹿、山东莱阳、辽宁连山关等地都产有各种大理岩。

用途

　　大理岩主要用作雕刻和建筑材料，雕刻用的主要是纯白色细均粒透光性强的大理岩，透光性强可以提高大理岩的光泽。常用于建造纪念碑、铺砌地面、墙面以及雕刻栏杆等。也用作桌面、石屏或其他装饰，这类用途根据不同的需要可以用纯白色结构均匀的大理岩，也可以用具有各种颜色和花纹的大理岩。大理岩还在电工材料中用作隔电板，这类大理岩要求绝缘性能好，不能含有杂质，尤其是黄铁矿、磁铁矿等导电杂质。含钙高的大理岩还可作为石灰和水泥原料等。中国是使用大理岩最早和最多的国家之一，在公元前12世纪的殷代就有用大理岩雕刻的水牛，北京和全国各地许多著名的古代和现代建筑中都广泛使用了大理岩。天安门前的华表，故宫内的汉白玉栏杆及保和殿后面重达250吨的云龙石，人民英雄纪念碑的浮雕，人民大会堂门前的大石柱和宴会厅，北京地下铁道的车站等都是用大理岩装饰而成。

变质岩

　　除含有角闪石、碳酸盐类等主要造岩矿物外，与岩浆岩和沉积岩相比，变质岩中常出现铝的（红柱石、蓝晶石、）；不含铁的镁硅酸盐矿物（）；复杂的钙镁铁锰铝的硅酸盐矿物（类；铁镁铝的铝硅酸盐矿物(堇青石、十字石等)；纯钙的硅酸盐矿物（等）以及主要造岩矿物中的某些特殊矿物（蓝闪石、绿辉石、、硬玉、硬柱石等）。这是变质岩矿物成分的主要特点。变质岩的矿物成分，决定于原岩成分和变质条件。原岩成分决定变质岩中可能出现什么矿物或矿物组合,如原岩为硅质石灰岩，主要成分为CaCO3和SiO2，经变质作用可能出现的矿物是：石英、、硅灰石、甲型硅灰石、灰硅钙石等。

　　而变质条件则决定一定的原岩经变质作用后，具体出现什么矿物或矿物组合，如原岩为硅质石灰岩,在热接触变质作用中，如压力为10帕时，温度低于470℃，形成石英和方解石；当温度大于470℃时，则形成方解石和硅灰石或石英和硅灰石。原岩发生变质时，如不伴随交代作用，变质岩的矿物成分受上述两方面因素的共同制约。在变质岩中，把具有同一原始化学成分而矿物共生组合不同的所有变质岩，称为等化学系列；而把在同一变质条件下形成的具有不同矿物共生组合的所有变质岩，称为等物理系列。在有交代作用的情况下，变质岩的矿物成分，除决定于原岩和变质条件外，还与交代作用的性质和强度有关。变质岩的矿物成分，按成因可分为：稳定矿物，即在一定变质条件下稳定平衡的矿物；不稳定矿物（残余矿物），即在一定变质条件下，由于反应不彻底而部分残留下来的非稳定矿物。不稳定矿物和稳定矿物之间，常具有明显的置换关系。根据矿物稳定范围，变质岩的矿物成分还可分为：①特征矿物，指稳定范围较窄，反映变质条件比较灵敏的矿物，如绢云母、绿泥石、蛇纹石、浊沸石、绿纤石等，常为低级变质矿物；蓝晶石、十字石(中压)、红柱石、堇青石(低压)，常为中级变质矿物；紫苏辉石、夕线石，常为高级变质矿物；蓝闪石、硬柱石、硬玉、文石，常为高压低温矿物等;②贯通矿物,指可以在较大范围的温度、压力条件下形成和存在的矿物，如石英、方解石，当这类矿物单独出现时，一般不具有指示变质条件的意义。

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