大理岩

大理岩

變質岩的一種,因在中國由于雲南省大理縣盛產這種岩石而得名。由碳酸鹽岩經區域變質作用或接觸變質作用形成。主要由方解石和白雲石組成,此外含有矽灰石、滑石、透閃石、透輝石、斜長石、石英、方鎂石等。具粒狀變晶結構,塊狀(有時為條帶狀)構造。 通常白色和灰色大理岩居多。

  • 中文名稱
    大理岩
  • 別稱
    大理石
  • 類別
    變質岩
  • 顏色
    白色和灰色大理岩居多
  • 分布
    雲南省大理縣盛產
  • 組成成分
    主要由方解石和白雲石組成

簡介

大理岩(marble)一種變質岩,又稱大理石。因在中國由于雲南省大理縣盛產這種岩石而得名。由碳酸鹽岩經區域變質作用或接觸變質作用形成。主要由方解石和白雲石組成,此外含有矽灰石滑石透閃石、透輝石、斜長石、石英、方鎂石等。具粒狀變晶結構,塊狀(有時為條帶狀)構造。通常白色和灰色大理岩居多。其中,質地均勻、細粒、白色者,又稱漢白玉。一般認為,大理岩可形成于不同的溫壓條件下,如透閃石大理岩形成于低-中溫條件下,透輝石大理岩、鎂橄欖石大理岩則形成于中高溫變質條件下。大理岩分布廣泛,如中國的雲南、山東、北京房山等地均產大理岩。許多有色金屬、稀有金屬 、貴金屬和非金屬礦產,在成因上都與大理岩有關。其本身也是優良的建築材料和美術工藝品原料。大理岩硬度不大,易于開採加工,板材磨光後非常美觀,可作室內裝飾材料;開採和加工中的廢料,可製成工藝品或經軋碎作生產水磨石、水刷石等的優質集料。少數高度致密均質的可供藝術雕刻和裝飾用。

大理岩大理岩

基本性質

(1)玉石名稱,大理岩玉又稱漢白玉(因從漢代開始使用),因雲南大理是著名產地而命名。

(2)礦物組成,大理岩玉的礦物組成主要為隱晶質的方解石,還有一些其他的碳酸鹽礦物。

(3)化學成分,大理岩玉的化學成分主要為CaCo3;,此外還含有Mg、Fe、Zn、Mn等雜質元素。

(4)結構構造,大理岩玉呈隱晶質細晶結構,塊狀構造。

(5)光澤,大理岩玉呈半玻璃-半油脂狀光澤.

(6)透明度,大理岩玉呈半透明-不透明狀,常呈不透明狀。

(7)硬度,大理岩玉的硬度不太大,其Hm=3。

(8)相對密度,大理岩玉的相對密度比較低,值常在2.65-2.75左右,平均值為2.70。

(9)折射率,大理岩玉的折射率值變化範圍比較大,一般在1.486-1.658之間o

(10)發光性,大理岩玉的發光性多變。

(11)吸收光譜,大理岩玉的吸收光譜隨所含雜質的不同有所不同。

(12)其他性質,大理岩玉遇稀鹽酸分解起泡。

(13)顏色,大理岩玉由于所含雜質離子的不同,且有各種顏色。

別名

大理石有許多別名。在古代多用作建築物的柱礎,故稱為"礎石"。又因其給人清新涼爽之感,也稱"醒酒石"。 此外,還有文石、鳳凰石、榆石等稱呼。

礦物成分

大理岩是由石灰岩、白雲質灰岩、白雲岩 等碳酸鹽岩石經區域變質作用和接觸變質作用形成,方解石和白雲石的含量一般大于50%,有的可達99%。但是除少數純大理岩外,在一般大理岩中往往含有少量的其他變質礦物。由于原來岩石中所含的雜質種類不同(如矽質、泥質、碳質、鐵質、火山碎屑物質等),以及變質作用的溫度、壓力和水溶液含量等的差別,大理岩中伴生的礦物種類也不同。例如,由較純的碳酸鹽岩石形成的大理岩中,方解石和白雲石佔90%以上,有時可含有很少的石墨、白雲母磁鐵礦、黃鐵礦等,在低溫高壓條件下方解石可轉變成文石;由含矽質的碳酸鹽岩石形成的大理岩中,在中、低溫時可含有滑石、透閃石、陽起石、石英等,在中、高溫時可含有透輝石、斜方輝石、鎂橄欖石、矽灰石、方鎂石等,在高溫低壓條件下可出現粒矽鈣石、鈣鎂橄欖石、鎂黃長石等;由含泥質的碳酸鹽岩石形成的大理岩中,在中、低溫時可含有蛇紋石綠泥石、綠簾石、黝簾石、符山石、黑雲母、酸性斜長石、微斜長石等,在中、高溫時可含有方柱石、鈣鋁榴石、粒矽鎂石、金雲母、尖晶石、磷灰石、中基性斜長石、正長石等。

大理岩大理岩

化學成分

與原岩的化學成分有密切關系,同時與變質作用的特點有關。在變質岩的形成過程中,如無交代作用,除H2O和CO2外,變質岩的化學成分基本取決于原岩的化學成分;如有交代作用,則既決定于原岩的化學成分,也決定于交代作用的類型和強度。變質岩的化學成分主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、CaO、MgO、K2O、Na2O、H2O、CO2以及TiO2、P2O5等氧化物組成。由于形成變質岩的原岩不同、變質作用中各種性狀的具化學活動性流體的影響不同,變質岩的化學成分變化範圍往往較大。例如,在岩漿岩(超基性岩-酸性岩)形成的變質岩中,SiO2含量多為35~78%;在(石英砂岩矽質岩)形成的變質岩中,SiO2含量可大于80%;而原岩為純石灰岩時,則可降低至零。在變質作用中,絕對的等化學反應是沒有的,在變質反應過程中,總是有某些組分的帶出和帶入,原岩組分總是要發生某些變化,有時則非常顯著。在通常的變質反應中,經常發生礦物的脫水和吸水作用、碳酸鹽化和脫碳酸鹽化作用。這些過程,除與溫度、壓力有關外,還和變質作用過程中H2O和CO2的性狀有關,其他化學組分,在不同的溫度、壓力以及外界組分的影響下,常表現出不同程度的活動性。例如,在接觸交代變質作用過程中,在侵入體和圍岩之間,通過雙交代作用可形成。在區域變質作用過程中,岩石化學組分的穩定程度,有時可用化合物(矽酸鹽、氧化物、硫化物等)的生成熱來表示。一般說,生成熱越高,這一化合物也越穩定。硫化物的生成熱是較低的,氧化物和矽酸鹽的生成熱比硫化物高。因此,在區域變質作用過程中,當溫度升高時,親石元素(包括主要造岩元素K、Na、Fe、Mg、Al、Si)保持其穩定;而親銅元素則根據它們本身的特徵,呈現出不同的活動性。這一情況也部分地解釋了在區域變質作用過程中,岩石的主要造岩元素可以保持不變或稍有變化的原因。

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結構構造

大理岩一般具有典型的粒狀變晶結構,粒度一般為中、細粒,有時為粗粒,岩石中的方解石和白雲石顆粒之間成緊密鑲嵌結構。在某些區域變質作用形成的大理岩中,由于方解石的光軸成定向

排列,使大理岩具有較強的透光性,如有的大理岩可透光2釐米,個別大理岩的透光性可達3~4釐米,它們是優良的雕刻材料。大理岩的構造多為塊狀構造,也有不少大理岩具有大小不等的條帶、條紋、斑塊或斑點等構造,它們經加工後便成為具有不同顏色和花紋圖案的裝飾建築材料。

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顏色特點

大理岩除純白色外,有的還具有各種美麗的顏色和花紋,常見的顏色有淺灰、淺紅、淺黃、綠色、褐色、黑色等,產生不同顏色和花紋的主要原因是大理岩中含有少量的有色礦物和雜質,如含錳方解石組成的大理岩為粉紅色,大理岩中含石墨為灰色,含蛇紋石為黃綠色,含綠泥石、陽起石和透輝石為綠色,含金雲母和粒矽鎂石為黃色,含符山石和鈣鋁榴石為褐色等。

種類劃分

因原岩不同,可形成不同類型的大理岩,如純鈣鎂碳酸鹽岩變質後可形成方解石大理岩、白雲石大理岩;矽質灰岩變質後可形成石英大理岩、矽灰石大理岩;碳質灰岩變質後可形成石墨大理岩等。還可根據結構構造、顏色進一步劃分,如白色大理岩、灰色大理岩、粉紅色大理岩、細粒大理岩、粗粒大理岩、條帶狀大理岩等。

大理岩大理岩

分布區域

大理岩分布很廣,在世界各地前寒武紀的地盾和地塊中生代、古生代以後的變質活動作用的地區內均有出露。大理岩往往和其他的變質岩共生,有的呈厚度不等的夾層產出,有的則以大理岩為主夾雜其他的變質岩,厚度可達數百米。含有大理岩地層的同位素年齡距今最大可達37.6億年。中國大理岩的產地遍布全國,其中以雲南省大理縣點蒼山為最著名,點蒼山大理岩具有各種顏色的山水畫花紋,是名貴的雕刻和裝飾材料。北京房山大理岩有白色和灰色兩種。白色大理岩為細粒結構,質地均勻致密,稱為漢白玉;淺灰色大理岩為中細粒結構,並具有各種淺灰色的細條紋狀花紋,稱為艾葉青。這兩種均是優美的雕刻和建築材料。廣東雲浮、福建屏南、江蘇鎮江、湖北大冶、四川南江、河南鎮平、河北涿鹿、山東萊陽、遼寧連山關等地都產有各種大理岩。

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用途

大理岩主要用作雕刻和建築材料,雕刻用的主要是純白色細均粒透光性強的大理岩,透光性強可以提高大理岩的光澤。常用于建造紀念碑、鋪砌地面、牆面以及雕刻欄桿等。也用作桌面、石屏或其他裝飾,這類用途根據不同的需要可以用純白色結構均勻的大理岩,也可以用具有各種顏色和花紋的大理岩。大理岩還在電工材料中用作隔電板,這類大理岩要求絕緣性能好,不能含有雜質,尤其是黃鐵礦、磁鐵礦等導電雜質。含鈣高的大理岩還可作為石灰和水泥原料等。中國是使用大理岩最早和最多的國家之一,在公元前12世紀的殷代就有用大理岩雕刻的水牛,北京和全國各地許多著名的古代和現代建築中都廣泛使用了大理岩。天安門前的華表,故宮內的漢白玉欄桿及保和殿後面重達250噸的雲龍石,人民英雄紀念碑的浮雕,人民大會堂門前的大石柱和宴會廳,北京地下鐵道的車站等都是用大理岩裝飾而成。

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變質岩

除含有角閃石、碳酸鹽類等主要造岩礦物外,與岩漿岩和沉積岩相比,變質岩中常出現鋁的(紅柱石、藍晶石、);不含鐵的鎂矽酸鹽礦物();復雜的鈣鎂鐵錳鋁的矽酸鹽礦物(類;鐵鎂鋁的鋁矽酸鹽礦物(堇青石、十字石等);純鈣的矽酸鹽礦物(等)以及主要造岩礦物中的某些特殊礦物(藍閃石綠輝石、、硬玉、硬柱石等)。這是變質岩礦物成分的主要特點。變質岩的礦物成分,決定于原岩成分和變質條件。原岩成分決定變質岩中可能出現什麽礦物或礦物組合,如原岩為矽質石灰岩,主要成分為CaCO3和SiO2,經變質作用可能出現的礦物是:石英、、矽灰石、甲型矽灰石、灰矽鈣石等。

而變質條件則決定一定的原岩經變質作用後,具體出現什麽礦物或礦物組合,如原岩為矽質石灰岩,在熱接觸變質作用中,如壓力為10帕時,溫度低于470℃,形成石英和方解石;當溫度大于470℃時,則形成方解石和矽灰石或石英和矽灰石。原岩發生變質時,如不伴隨交代作用,變質岩的礦物成分受上述兩方面因素的共同製約。在變質岩中,把具有同一原始化學成分而礦物共生組合不同的所有變質岩,稱為等化學系列;而把在同一變質條件下形成的具有不同礦物共生組合的所有變質岩,稱為等物理系列。在有交代作用的情況下,變質岩的礦物成分,除決定于原岩和變質條件外,還與交代作用的性質和強度有關。變質岩的礦物成分,按成因可分為:穩定礦物,即在一定變質條件下穩定平衡的礦物;不穩定礦物(殘餘礦物),即在一定變質條件下,由于反應不徹底而部分殘留下來的非穩定礦物。不穩定礦物和穩定礦物之間,常具有明顯的置換關系。根據礦物穩定範圍,變質岩的礦物成分還可分為:①特征礦物,指穩定範圍較窄,反映變質條件比較靈敏的礦物,如絹雲母、綠泥石、蛇紋石、濁沸石、綠纖石等,常為低級變質礦物;藍晶石、十字石(中壓)、紅柱石、堇青石(低壓),常為中級變質礦物;紫蘇輝石夕線石,常為高級變質礦物;藍閃石、硬柱石、硬玉、文石,常為高壓低溫礦物等;②貫通礦物,指可以在較大範圍的溫度、壓力條件下形成和存在的礦物,如石英、方解石,當這類礦物單獨出現時,一般不具有指示變質條件的意義。

分布圖

中國大理岩礦產分布圖中國大理岩礦產分布圖

中國大理岩礦產分布圖

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