[科普中國]-大理巖

大理巖(marble) 沉積巖中碳酸鹽類巖石經(jīng)變質(zhì)而成的巖石。因產(chǎn)于中國云南大理而得名。主要礦物為重結(jié)晶的方解石、白云石，肉眼可辨認，遇稀鹽酸產(chǎn)生氣泡。純大理巖為白色，含雜質(zhì)時帶有各種雜色，具美麗條紋，為主要的裝飾建筑石料及雕刻石料。巖塊抗壓強度隨顆粒膠結(jié)和大小而異，一般為49．0～1 17．7 MPa，可作為建筑物地基。因易溶解于水，故有各種喀斯特現(xiàn)象，會引起水庫滲漏、崩塌等，需加以注意和工程處理。1

簡介大理巖是變質(zhì)巖的一種，因在中國由于云南省大理縣盛產(chǎn)這種巖石而得名。由碳酸鹽巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用或接觸變質(zhì)作用形成。主要由方解石和白云石組成，此外含有硅灰石、滑石、透閃石、透輝石、斜長石、石英、方鎂石等。具粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀（有時為條帶狀）構(gòu)造。 通常白色和灰色大理巖居多。

基本性質(zhì)礦物成分大理巖是由石灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖等碳酸鹽巖石經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用和接觸變質(zhì)作用形成，方解石和白云石的含量一般大于50%，有的可達99%。但是除少數(shù)純大理巖外，在一般大理巖中往往含有少量的其他變質(zhì)礦物。由于原來巖石中所含的雜質(zhì)種類不同（如硅質(zhì)、泥質(zhì)、碳質(zhì)、鐵質(zhì)、火山碎屑物質(zhì)等），以及變質(zhì)作用的溫度、壓力和水溶液含量等的差別，大理巖中伴生的礦物種類也不同。例如，由較純的碳酸鹽巖石形成的大理巖中，方解石和白云石占90%以上，有時可含有很少的石墨、白云母、磁鐵礦、黃鐵礦等，在低溫高壓條件下方解石可轉(zhuǎn)變成文石；由含硅質(zhì)的碳酸鹽巖石形成的大理巖中，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、硅灰石、方鎂石等，在高溫低壓條件下可出現(xiàn)粒硅鈣石、鈣鎂橄欖石、鎂黃長石等；由含泥質(zhì)的碳酸鹽巖石形成的大理巖中，在中、低溫時可含有蛇紋石、綠泥石、綠簾石、黝簾石、符山石、黑云母、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、粒硅鎂石、金云母、尖晶石、磷灰石、中基性斜長石、正長石等。231

化學(xué)成分與原巖的化學(xué)成分有密切關(guān)系，同時與變質(zhì)作用的特點有關(guān)。在變質(zhì)巖的形成過程中，如無交代作用，除H2O和CO2外，變質(zhì)巖的化學(xué)成分基本取決于原巖的化學(xué)成分；如有交代作用,則既決定于原巖的化學(xué)成分，也決定于交代作用的類型和強度。變質(zhì)巖的化學(xué)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(zhì)巖的原巖不同、變質(zhì)作用中各種性狀的具化學(xué)活動性流體的影響不同，變質(zhì)巖的化學(xué)成分變化范圍往往較大。例如，在巖漿巖（超基性巖-酸性巖）形成的變質(zhì)巖中，SiO2含量多為35～78%；在（石英砂巖、硅質(zhì)巖）形成的變質(zhì)巖中，SiO2含量可大于80%；而原巖為純石灰?guī)r時，則可降低至零。在變質(zhì)作用中，絕對的等化學(xué)反應(yīng)是沒有的，在變質(zhì)反應(yīng)過程中，總是有某些組分的帶出和帶入，原巖組分總是要發(fā)生某些變化，有時則非常顯著。在通常的變質(zhì)反應(yīng)中，經(jīng)常發(fā)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(guān)外，還和變質(zhì)作用過程中H2O和CO2的性狀有關(guān)，其他化學(xué)組分,在不同的溫度、壓力以及外界組分的影響下，常表現(xiàn)出不同程度的活動性。例如，在接觸交代變質(zhì)作用過程中，在侵入體和圍巖之間，通過雙交代作用可形成。在區(qū)域變質(zhì)作用過程中，巖石化學(xué)組分的穩(wěn)定程度，有時可用化合物（硅酸鹽、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(wěn)定。硫化物的生成熱是較低的，氧化物和硅酸鹽的生成熱比硫化物高。因此，在區(qū)域變質(zhì)作用過程中，當溫度升高時，親石元素（包括主要造巖元素K、Na、Fe、Mg、Al、Si）保持其穩(wěn)定；而親銅元素則根據(jù)它們本身的特性，呈現(xiàn)出不同的活動性。這一情況也部分地解釋了在區(qū)域變質(zhì)作用過程中，巖石的主要造巖元素可以保持不變或稍有變化的原因。

結(jié)構(gòu)構(gòu)造大理巖一般具有典型的粒狀變晶結(jié)構(gòu)，粒度一般為中、細粒，有時為粗粒，巖石中的方解石和白云石顆粒之間成緊密鑲嵌結(jié)構(gòu)。在某些區(qū)域變質(zhì)作用形成的大理巖中，由于方解石的光軸成定向

排列，使大理巖具有較強的透光性，如有的大理巖可透光2厘米，個別大理巖的透光性可達3～4厘米，它們是優(yōu)良的雕刻材料。大理巖的構(gòu)造多為塊狀構(gòu)造，也有不少大理巖具有大小不等的條帶、條紋、斑塊或斑點等構(gòu)造，它們經(jīng)加工后便成為具有不同顏色和花紋圖案的裝飾建筑材料。

顏色特點大理巖除純白色外，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(chǎn)生不同顏色和花紋的主要原因是大理巖中含有少量的有色礦物和雜質(zhì)，如含錳方解石組成的大理巖為粉紅色，大理巖中含石墨為灰色，含蛇紋石為黃綠色，含綠泥石、陽起石和透輝石為綠色，含金云母和粒硅鎂石為黃色，含符山石和鈣鋁榴石為褐色等。

種類劃分因原巖不同，可形成不同類型的大理巖，如純鈣鎂碳酸鹽巖變質(zhì)后可形成方解石大理巖、白云石大理巖；硅質(zhì)灰?guī)r變質(zhì)后可形成石英大理巖、硅灰石大理巖；碳質(zhì)灰?guī)r變質(zhì)后可形成石墨大理巖等。還可根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造、顏色進一步劃分，如白色大理巖、灰色大理巖、粉紅色大理巖、細粒大理巖、粗粒大理巖、條帶狀大理巖等。

分布區(qū)域大理巖分布很廣，在世界各地前寒武紀的地盾和地塊中生代、古生代以后的變質(zhì)活動作用的地區(qū)內(nèi)均有出露。大理巖往往和其他的變質(zhì)巖共生，有的呈厚度不等的夾層產(chǎn)出，有的則以大理巖為主夾雜其他的變質(zhì)巖，厚度可達數(shù)百米。含有大理巖地層的同位素年齡距今最大可達37.6億年。中國大理巖的產(chǎn)地遍布全國，其中以云南省大理縣點蒼山為最著名，點蒼山大理巖具有各種顏色的山水畫花紋，是名貴的雕刻和裝飾材料。北京房山大理巖有白色和灰色兩種。白色大理巖為細粒結(jié)構(gòu)，質(zhì)地均勻致密，稱為漢白玉；淺灰色大理巖為中細粒結(jié)構(gòu),并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(yōu)美的雕刻和建筑材料。廣東云浮、福建屏南、江蘇鎮(zhèn)江、湖北大冶、四川南江、河南鎮(zhèn)平、河北涿鹿、山東萊陽、遼寧連山關(guān)等地都產(chǎn)有各種大理巖。

用途大理巖主要用作雕刻和建筑材料，雕刻用的主要是純白色細均粒透光性強的大理巖，透光性強可以提高大理巖的光澤。常用于建造紀念碑、鋪砌地面、墻面以及雕刻欄桿等。也用作桌面、石屏或其他裝飾，這類用途根據(jù)不同的需要可以用純白色結(jié)構(gòu)均勻的大理巖，也可以用具有各種顏色和花紋的大理巖。大理巖還在電工材料中用作隔電板，這類大理巖要求絕緣性能好，不能含有雜質(zhì)，尤其是黃鐵礦、磁鐵礦等導(dǎo)電雜質(zhì)。含鈣高的大理巖還可作為石灰和水泥原料等。中國是使用大理巖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巖雕刻的水牛，北京和全國各地許多著名的古代和現(xiàn)代建筑中都廣泛使用了大理巖。天安門前的華表，故宮內(nèi)的漢白玉欄桿及保和殿后面重達250噸的云龍石，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巖裝飾而成。2

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

林國慶 - 副教授 - 中國海洋大學(xué)