大理巖

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。具粒狀變晶結構，塊狀(有時為條帶狀)構造。 通常白色和灰色大理巖居多。

大理巖(marble)一種變質(zhì)巖，又稱大理石。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。具粒狀變晶結構，塊狀(有時為條帶狀)構造。通常白色和灰色大理巖居多。其中，質(zhì)地均勻、細粒、白色者，又稱漢白玉。一般認為，大理巖可形成于不同的溫壓條件下，如透閃石大理巖形成于低-中溫條件下，透輝石大理巖、鎂橄欖石大理巖則形成于中高溫變質(zhì)條件下。大理巖分布廣泛，如中國的云南、山東、北京房山等地均產(chǎn)大理巖。許多有色金屬、稀有金屬 、貴金屬和非金屬礦產(chǎn)，在成因上都與大理巖有關。其本身也是優(yōu)良的建筑材料和美術工藝品原料。大理巖硬度不大，易于開采加工，板材磨光后非常美觀，可作室內(nèi)裝飾材料;開采和加工中的廢料，可制成工藝品或經(jīng)軋碎作生產(chǎn)水磨石、水刷石等的優(yōu)質(zhì)集料。少數(shù)高度致密均質(zhì)的可供藝術雕刻和裝飾用。

(1)玉石名稱，大理巖玉又稱漢白玉(因從漢代開始使用)，因云南大理是著名產(chǎn)地而命名。

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

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

(4)結構構造，大理巖玉呈隱晶質(zhì)細晶結構，塊狀構造。

(5)光澤，大理巖玉呈半玻璃-半油脂狀光澤.

(6)透明度，大理巖玉呈半透明-不透明狀，常呈不透明狀。

(7)硬度，大理巖玉的硬度不太大，其Hm=3。

(8)相對密度，大理巖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，大理巖玉的折射率值變化范圍比較大,一般在1.486-1.658之間o

(10)發(fā)光性，大理巖玉的發(fā)光性多變。

(11)吸收光譜，大理巖玉的吸收光譜隨所含雜質(zhì)的不同有所不同。

(12)其他性質(zhì)，大理巖玉遇稀鹽酸分解起泡。

(13)顏色，大理巖玉由于所含雜質(zhì)離子的不同，且有各種顏色。

大理石有許多別名。在古代多用作建筑物的柱礎，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。

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。

與原巖的化學成分有密切關系，同時與變質(zhì)作用的特點有關。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)巖的化學成分基本取決于原巖的化學成分;如有交代作用,則既決定于原巖的化學成分，也決定于交代作用的類型和強度。變質(zhì)巖的化學成分主要由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(zhì)巖的原巖不同、變質(zhì)作用中各種性狀的具化學活動性流體的影響不同，變質(zhì)巖的化學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，絕對的等化學反應是沒有的，在變質(zhì)反應過程中，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、壓力有關外，還和變質(zhì)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(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。

大理巖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，巖石中的方解石和白云石顆粒之間成緊密鑲嵌結構。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。大理巖的構造多為塊狀構造，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。

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。

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)結構構造、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。

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構，質(zhì)地均勻致密，稱為漢白玉;淺灰色大理巖為中細粒結構,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、遼寧連山關等地都產(chǎn)有各種大理巖。

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構均勻的大理巖，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。

除含有角閃石、碳酸鹽類等主要造巖礦物外，與巖漿巖和沉積巖相比，變質(zhì)巖中常出現(xiàn)鋁的(紅柱石、藍晶石、);不含鐵的鎂硅酸鹽礦物();復雜的鈣鎂鐵錳鋁的硅酸鹽礦物(類;鐵鎂鋁的鋁硅酸鹽礦物(堇青石、十字石等);純鈣的硅酸鹽礦物(等)以及主要造巖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(zhì)巖礦物成分的主要特點。變質(zhì)巖的礦物成分，決定于原巖成分和變質(zhì)條件。原巖成分決定變質(zhì)巖中可能出現(xiàn)什么礦物或礦物組合,如原巖為硅質(zhì)石灰?guī)r，主要成分為CaCO3和SiO2，經(jīng)變質(zhì)作用可能出現(xiàn)的礦物是:石英、、硅灰石、甲型硅灰石、灰硅鈣石等。

而變質(zhì)條件則決定一定的原巖經(jīng)變質(zhì)作用后，具體出現(xiàn)什么礦物或礦物組合，如原巖為硅質(zhì)石灰?guī)r,在熱接觸變質(zhì)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，則形成方解石和硅灰石或石英和硅灰石。原巖發(fā)生變質(zhì)時，如不伴隨交代作用，變質(zhì)巖的礦物成分受上述兩方面因素的共同制約。在變質(zhì)巖中，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(zhì)巖，稱為等化學系列;而把在同一變質(zhì)條件下形成的具有不同礦物共生組合的所有變質(zhì)巖，稱為等物理系列。在有交代作用的情況下，變質(zhì)巖的礦物成分，除決定于原巖和變質(zhì)條件外，還與交代作用的性質(zhì)和強度有關。變質(zhì)巖的礦物成分，按成因可分為:穩(wěn)定礦物，即在一定變質(zhì)條件下穩(wěn)定平衡的礦物;不穩(wěn)定礦物(殘余礦物)，即在一定變質(zhì)條件下，由于反應不徹底而部分殘留下來的非穩(wěn)定礦物。不穩(wěn)定礦物和穩(wěn)定礦物之間，常具有明顯的置換關系。根據(jù)礦物穩(wěn)定范圍，變質(zhì)巖的礦物成分還可分為:①特征礦物，指穩(wěn)定范圍較窄，反映變質(zhì)條件比較靈敏的礦物，如絹云母、綠泥石、蛇紋石、濁沸石、綠纖石等，常為低級變質(zhì)礦物;藍晶石、十字石(中壓)、紅柱石、堇青石(低壓)，常為中級變質(zhì)礦物;紫蘇輝石、夕線石，常為高級變質(zhì)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,指可以在較大范圍的溫度、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(xiàn)時，一般不具有指示變質(zhì)條件的意義。

中國大理巖礦產(chǎn)分布圖

殼源成因碳酸巖

在野外觀察到"大理巖"呈巖墻、巖枝和細脈侵入石英閃長巖。根據(jù)石準立等的趨勢面分析資料，在深部，本礦區(qū)"大理巖"與石英閃長巖的接觸帶總是以突人石英閃長巖內(nèi)為特征。在"大理巖"與灰?guī)r接觸帶附近觀察到大理巖粒度由于溫度冷卻快而變細和在"大理巖"中有灰?guī)r殘留體。"大理巖"本身的方解石粒度中部粗兩側(cè)細。大理巖礦物結晶顆粒比長江中下游許多接觸熱變質(zhì)形成的大理巖粗。"大理巖"內(nèi)部淺色大理巖為白色，常具有定向的細條紋構造(可能為流動構造或構造事件引起的線性構造)，局部產(chǎn)狀變化急劇。

在尖山礦段產(chǎn)在"大理巖"中的"條帶狀輝石一石榴石大理巖"，主要含輝石和石榴石條帶，其條帶走向與"大理巖"巖體延伸方向斜交，且與區(qū)內(nèi)一組斷裂構造有關。顯微鏡觀察結果表明，在制備的約65塊包裹體切片中均觀察到熔融包裹體或流體一熔融包裹體及流體包裹體。包裹體加熱實驗結果顯示，"大理巖"中方解石及"條帶狀輝石一石榴石大理巖"中的石榴子石和方解石中熔融包裹體接近均一的溫度為880~1055℃，流體一熔融包裹體均一溫度為645~740℃。

"大理巖"及"條帶狀輝石-石榴石大理巖"的C和O同位素組成與長江中下游的灰?guī)r大致一致，在δ^13C-δ^18O相關圖中的投影點落在沉積碳酸鹽范圍。電子探針分析表明，在"條帶狀輝石-石榴石大理巖"的方解石中的一個熔融包裹體為含Si、Ca、Mg、Al和K的混合物(即玻璃)。"大理巖"中的圓形固體包裹體成分經(jīng)電子探針檢查為方解石。能譜分析結果表明，"白云質(zhì)大理巖"的白云石中圓形固體包裹體成分與白云石類似，但與寄主礦物略有區(qū)別。在上述初步研究基礎上認為，本文所報道的"大理巖"和"條帶狀輝石-石榴石大理巖"不是由于接觸變質(zhì)引起方解石重結晶的產(chǎn)物，而可能是一種新的碳酸巖類型--殼源成因碳酸巖。