大理岩

大理岩是變質岩的一種，因在中國由於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。具粒狀變晶結構，塊狀（有時為條帶狀）構造。通常白色和灰色大理岩居多。

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於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。由於原來岩石中所含的雜質種類不同（如硅質、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；由含硅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、硅灰石、方鎂石等，在高溫低壓條件下可出現粒硅鈣石、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、粒硅鎂石、金雲母、尖晶石、磷灰石、中基性斜長石、正長石等。

與原岩的化學成分有密切關係，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於原岩的化學成分；如有交代作用，則既決定於原岩的化學成分，也決定於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。由於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、硅質岩）形成的變質岩中，SiO2含量可大於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（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性，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。

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，由於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厘米，個別大理岩的透光性可達3～4厘米，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，它們經加工后便成為具有不同顏色和花紋圖案的裝飾建築材料。

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，含金雲母和粒硅鎂石為黃色，含符山石和鈣鋁榴石為褐色等。

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后可形成方解石大理岩、白雲石大理岩；硅質灰岩變質后可形成石英大理岩、硅灰石大理岩；碳質灰岩變質后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。

大理岩分佈很廣，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，質地均勻緻密，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。

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。常用於建造紀念碑、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。