中国主要成因类型大理石地质特征

李 峥，林 雄，胡元邦

（成都理工大学，成都 610059）



中国主要成因类型大理石地质特征

李 峥，林 雄，胡元邦

（成都理工大学，成都 610059）

摘要：正确区分不同地质成因类型的大理石矿，对其勘探、开采以及加工都有重要意义。笔者从地质学角度列举四类国内具代表性的不同成因大理石品牌，进行对比阐述和讨论。

关键词：大理石；地质特征；对比；中国

大理石作为商品名称，与岩石学定义的大理岩不同，在使用范围上前者包括后者。它是建筑装饰石材（花岗石、板石等）大类的一员，一般是能够加工成为建筑石材、有装饰性能的未受或已受地质变质作用的碳酸盐类岩石。其产地是我国云南省大理市的点苍山，此地石材的花纹及色泽十分绚丽，故以该地名称为大理石。据美国大理石协会的规定，经过抛光显示亮度的天然石灰质岩石均能称大理石。天然大理石种类繁多，广义地讲，能够作为大理石使用的（地质学角度）有生物碎屑灰岩、白云岩、大理岩等多种岩石类型。

在中国，大理石的主要矿物成分以方解石和白云石等碳酸盐类矿物为主，其矿床成因类型有如下四种：一是经过碳酸盐的沉积形成，成分简单；二是接触变质型，由于岩浆侵入时热力作用使围岩中方解石等矿物重结晶而生成；三是碳酸盐类岩石经受区域变质作用（甚至有后期叠加）形成的大理石矿床；四是动力变质型，即断裂带附近的碳酸盐沉积物在动力变质作用下形成的大理石矿。

在综合前人对国内各著名大理石矿的研。究基础上，列举国内分别对应上述四种矿床成因的大理石品牌（“杭灰”、“汉白玉”、“宝兴白”、“云灰”），就地质特征进行简单对比阐述和讨论。

1 地层学特征

1.1杭灰

因产于浙江杭州，且其底色为灰色，故名杭灰。

大地构造分区属扬子陆块—钱塘台褶带并且层位为中生界石炭系中统黄龙组（C2h），其厚度27～31m。缝合线灰岩层产出于该组中偏上部，和上覆、下伏岩层均呈整合接触关系，此段厚度较小，区域延伸稳定。只有此段加工成的大理石属代表性的“杭灰”，其余均为“杭灰”的外延品牌。多分布在杭州石龙山、富阳石青坑、仙人洞边山和大山顶。

1.2汉白玉

因产于北京房山，据史料记载人们从汉代即用这种洁白无瑕的“美玉”做建筑材料，故名汉白玉。

大地构造分区属于华北陆块区—胶辽陆块并且层位为元古界蓟县系雾迷山组（Ptwm），该组原岩应该主要是条带状白云质石灰岩与燧石结核偶夹绿色页岩、石灰岩和白云岩等。分布在北京房山石窝、高庄。

1.3宝兴白

由于产于四川省宝兴县，其色白净素雅，故名宝兴白。

大地构造分区属扬子陆块区龙门山基底逆推带，层位为前震旦系盐井群锅巴岩组（AnZg），其岩性是一套沉积变质的碳酸盐类岩石并且从下到上可分四个岩性段。于宝兴县自北东黄水河到南西陇东镇均有分布。

1.4云灰

因主产于广东云浮县等地，色泽瑰丽，故名云灰。

大地构造分区属于武夷—云开—台湾造山系云开岛弧，多集中于泥盆系至二叠系多套地层且可划为三大套矿源层。第一套（主要）矿源层是下石炭系统孟公坳组（C1m）等海相碳酸盐建造。第二套矿源层是泥盆系中统东岗岭组（D2d）等石灰岩、白云岩夹砂岩、泥灰岩组成的海相碎屑岩建造。第三套矿源层是二叠系下统栖霞组（P1q）等由石灰岩、硅质灰岩的海相硅质碳酸盐岩建造。分布于云浮县镇安与高峰、信宜县秋风街、阳春县河埌与春湾、罗定县坪塘与金鸡等地。

2　岩石化学成分特征

表1反映宝兴白 、杭灰及汉白玉三大品牌主要化学组成成分的含量。从中可看到宝兴白 、汉白玉及杭灰三种品牌的MgO和CaO的含量有区别（汉白玉与另外两者区别较大），汉白玉MgO及CaO含量和白云石成分相同，而白云石化学分子式是CaMg[CO3]2，理论上讲白云石含有21.75%的MgO 和30.45%的CaO。汉白玉含很少量的Fe2O3、Al2O3、SiO2等，说明该岩石中存在其他少量矿物，且这些矿物一定会含Mg、Ca成分，即造成岩石的主要化学成分MgO与CaO和标准矿物MgO及CaO含量的差。经对比，杭灰、宝兴白中MgO及CaO含量与方解石化学成分相当，方解石分子式是CaCO3，一般来讲，方解石没有MgO ，但CaO含量是56%。所以，杭灰、宝兴白的化学成分表明该岩石中方解石为主，白云石极少或没有。

云灰又名云石，其亚种较多，岩石组构既发生机械变化，也发生成分改变的化学变化，总体呈现渐变规律，所以因其化学成分难以找出具代表性亚种；在变质强度较弱的方解石构造片岩中，CaO、SiO2、MgO、Cu、Ba等具较高含量，C、Fe2O3具较低含量；向变质强度较强的方向，CaO、SiO2、MgO、Cu、Ba等含量的降低具明显规律性，而C、Fe2O3含量升高明显。

三种品牌大理石成分（岩石化学）特征（%）

3　岩石学特征

3.1杭灰

岩石名称为缝合线石灰岩。其矿物成分单一，为细—粉晶粒级方解石，粒度均匀，粒径0.15mm，呈致密块状，偶尔见不均匀分布的内碎屑，碎屑间夹亮晶集合体。细微裂隙中充填粗粒白色方解石细脉，纤维缝合线内充填呈黑色的氧化铁。缝合线平行于层理展布，线距约为1.5cm，当成群出现时，群间距从十余厘米至数米变化。较粗者肉眼即可识别，多数闭合而显微状缝合线只可在显微镜中观察。单岩层缝合线靠近层面处很少而中部较多，层间接触较为紧密故而缝合线是该层大理石命名由来。国家标准《天然石材统一标准号》（2008版）定名为杭灰，标准号为M3301。

3.2汉白玉

岩石名称为白云石大理岩。具他形粒状变晶结构和厚层—块状构造，所含白云石、石英、白云母且三者含量分别为97%、2%、1%。由北京高庄矿场产出的矿料在国家标准《天然石材统一标准号》（2008版）命名房山汉白玉，标准号M1101；石窝采场的矿料命名房山石窝汉白玉，标准号为M1113，现从《天然石材统一标准号》（2008版）无法查到；上述这两个采场所采石料均出自相同矿体及矿层。

3.3宝兴白

岩石名称是方解石大理岩。 岩石具他形粒状镶嵌结构，致密块状构造，局部条带状构造，其方解石含量97%～99%，不均匀含少量白云石，局部含少量石英、钠长石及白云母。《天然石材统一标准号》（2008版）把此种石材命名“宝兴白”，标准号为M5101。

3.4云灰

为一套方解石构造片岩到方解石糜棱岩组合（变质程度由浅至深）。《天然石材统一标准号》（2008版）将此种石材命名“云灰”，标准号是M4409。该套组合出露区域内岩石均发生强烈韧性变形与重结晶作用从而形成新矿物及矿物组合，岩石特征如下：

1）方解石构造片岩，分布于粤西云浮等地。变质程度较低，全由压扁拉长的方解石组成，大小约1mm ×0.25mm，轴比为2∶1～5∶1；总体呈透镜状而局部为碎裂状，颗粒边界为平直—港湾状，轻微波状消光，双晶叶理发育，具定向排列，在透镜状方解石周边出现糜棱质动态重结晶方解石。

2）方解石初糜岩，分布于粤西云浮—阳春县高要禄步水泥厂、马岗村等地。方解石的碎基含量为10%～50%，径长约0.03mm，轴比为2∶1～5∶1，定向排列，为不规则拉长粒状。碎斑含量增多明显，呈眼球状、透镜状，差异消光，双晶叶理发育，显示出亚颗粒结构特征。

3）方解石糜棱岩，分布于粤西罗阳至云浮县颟塘村、罗定白云圩东南沙岗村、马山脚、南定圩南部一带。由应变斑晶和碎基组成并具有条带—眼球状构造。碎基成分为方解石，颗粒含量50%—90%，颗粒径长约0.03mm，具定向—拉长排列，轴比一般是2∶1～5∶1，其边界呈不规则缝合线状且颗粒界限清晰，消光位差异显著，粒度较均匀，显示动态重结晶特点。

4）方解石超糜棱岩，分布于粤西云浮县、罗天井村北部、罗定县南乡塘村、高要禄步寻道村等地。变形变质程度相当高，碎基成分是方解石，含量〉90%，颗粒径长约0.02mm，碎斑含量极少且基本为透镜形态。

由上可知，随着变质变形的加强，原岩矿物颗粒经过强烈塑性压扁而拉长，轴比逐渐增加，且由粗变细，糜棱质方解石随着基质增加而碎斑逐渐减少，由沉积时形成的结构、构造等发展至糜棱—超糜棱结构和眼球状构造等。

4　各类大理石成因浅析

4.1杭灰

矿层产于中生界石炭系中统黄龙组（C2h），为正常的海相碳酸盐沉积且其延伸具有区域稳定性，并且后期未受构造活动或者变质作用，成因较简单，为沉积型矿床。

4.2汉白玉

矿床产于元古界蓟县系雾迷山组（Ptwm）地层并且是接触变质矿床。矿床产出区域的雾迷山组（Ptwm）由于其原岩靠近石门花岗岩体（位于石门背斜核部的不足1 000km2小岩体），受后期岩浆岩侵入的影响，岩体周围岩层都发生接触热变质作用，即沉积岩（碳酸盐岩）受岩浆温度影响而发生重结晶作用，雾迷山组（Ptwm）发生较强白云岩化作用，表现为方解石被白云石交代而原岩成分改变从而形成房山白云石大理岩矿床。

4.3宝兴白

矿床产出层位为前震旦系盐井群变质岩系锅巴岩组（AnZg），大理石矿出露区内变质岩分布普遍。其变质特征表现为绿色变质矿物含量增多及岩石的绢云母化、大理岩化以及石英（岩）重结晶等。含矿岩系稳定延伸数十公里另含少量白云石多被方解石交代呈“残余状”分布于方解石粒间，粒度均匀、化学组分均一（质纯，含杂质极少，CaO+CO2含量96%～99%），属单相均匀变质，上述特征表明矿床应属区域低温动力变质作用的沉积变质型大理石矿床。

4.4云灰(云石)

矿床产于广东变质地块中，其内部后期受一系列较强的地质作用影响，且其边界的断裂带也发生多期构造—岩浆—变质的活动从而形成如今的变质岩石组合。据前人研究成果，以该区构造发展史阐述该区大理石矿成因：晚印支期到燕山期，位于东部太平洋库的拉板块逐渐活动，板块向北西俯冲—剪切—走滑并且向西推挤，导致该区位于云开大山变质地块的东侧较长期活动的深大断裂产生了左形走滑—剪切，该剪切应变使得这条带上的泥盆系下统、二叠系—侏罗系地层均发生韧性变形，且从四会—吴川韧性剪切带的中心阳春—云浮一带向其两侧剪切应变逐渐减弱，导致阳春等地区形成大量由灰岩强烈变形转变而成的大理岩。上述断裂带复合处云浮地区再次叠加走滑韧性变形，形成颇具特色的大理岩，以”云石”而著称，故其为动力变质型矿床。

5　结论

中国幅员辽阔，地质构造环境较为复杂，各类建筑材料储量高，更是大理石产出量较多国家，并且几乎每个有山区的省份均有大理石矿资源。

不同大理石品种的产出地质特征不尽相同，即使有些品种大理石颜色相近，但成分差异可能较大，且在其物理、化学性质上表现更为明显。所以，应该区别对待具不同物化性质大理石的应用。随着大理石品牌逐渐变多，希望它们都能在建筑、艺术方向中拥有准确定位。正确区分不同类型大理石的地质特征，更有助于相应类型大理石矿的勘探和开发。

参考文献：

[1]张凤舫.“杭灰”大理岩原岩—缝合线灰岩层地质特征[J].建材地质，2003（12）：43～46.

[2]林玉华.“汉白玉”和“宝兴白”之比较[J].石材，2003（12）：43～46.

[3]周开灿，钱向丽，孟斌.宝兴“蜀白玉”大理石及综合开发利用[J].中国矿业，2003，12（4）：42～45.

[4]谢色新.粤西地区饰面石材—大理岩的地质特征及成因分析[J].建材地质，1994（1）：12～19.

Geological Features of 4 Types of Marble Deposits in China

LI Zheng LIN Xiong HU Yuan-bang
(Chengdu University of Technology,Chengdu 610059)

Abstract:This paper divides marble in China into 4 genetic types,having a discussion on their exploration,exploitation and processing.

Key words:marble; genetic feature; genetic type

作者简介：李峥（1989-），男，广西博白县人，硕士研究生，专业方向：矿物学、岩石学、矿床学专业

收稿日期：2015-09-14

DOI：10.3969/j.issn.1006-0995.2016.01.021

中图分类号：P619.22+

文献标识码：A

文章编号：1006-0995（2016）01-097-04