小編整理: 大理石是一種經(jīng)過變質作用形成的石灰質變質巖,其主要礦物成分是方解石和白云石,化學成分主要是CaCO3。這種巖石分布較零星,主要分布在地球縫合帶的變質巖區(qū)。在世界范圍內(nèi),中國、意大利、法國、
英國 、德國、荷蘭、比利時、瑞士和丹麥是大理石的主要產(chǎn)地。
大理石的特點是具有明顯的粒狀變晶結構,這使得其具有較高的硬度和較好的裝飾性能,被廣泛用于建筑和裝飾領域。同時,由于其主要成分是CaCO3,大理石也具有一定的化學活性,可以與一些化學物質發(fā)生反應,這也限制了其在某些環(huán)境下的使用??偟膩碚f,大理石是一種常見的石灰質變質巖,具有重要的工業(yè)和裝飾應用價值。
大理石 大理石(Marble)是指由 碳酸鹽礦物 經(jīng)變質作用(區(qū)域變質與接觸變質為主)后再結晶形成的具有明顯粒狀變晶結構的 石灰質 變質巖 。其主要礦物成分是 方解石 和 白云石 ,主要化學成分是CaCO 3 。大理石分布較零星,主要分布在地縫合帶的變質巖區(qū) 。世界主要產(chǎn)地是中國、 意大利 、 法國 、 英國 、 德國 、 荷蘭 、 比利時 、 瑞士 、 丹麥 、 挪威 、 瑞典 、 西班牙 等國 基本信息
主要產(chǎn)地
中國、意大利、法國、英國、德國、荷蘭、比利時、瑞士、丹麥、挪威、瑞典、西班牙等國
主要特征
礦物組成 大理石的主要礦物成分為隱晶質的 方解石 和 白云石 ,次要礦物有蛇紋石、 透閃石 、 硅灰石 、石墨等 ?;瘜W成分以CaCO 3 為主,約為50%~75%,次要成分還有MgCO 3 、 CaO 、 MnO 及SiO 2 等。由于CaCO 3 在大氣中受CO 2 、碳化物、水氣的作用,容易風化和溶蝕,放在室外的大理石表面會很快失去光澤。
物理特性 大理石顏色通常較淺,呈白色或灰白色,間或因含有 蛇紋石 、 透輝石 、 金云母 、 橄欖石 、 氧化鐵 等礦物而雜有不同程度的綠色、黃綠色、 褐色 、粉紅色等色彩 ,其密度為2.7~2.9g/cm ,容重為2600~2700kg/m ,折射率為1.486~1.658 ,抗壓強度為49MPa~186.2MPa,抗撓曲強度為4.6MPa~31.36MPa,吸水率小于1%,耐用年限為40~100年 。大理石質地較軟,摩氏硬度為2.5~5,電阻率大(干燥時電阻率為10 Ω·cm、潮濕時體積電阻為10 ~10 Ω·cm),易于加工和磨光,鋸切和雕刻性能良好。
結構特征 一般具有粒狀變晶結構、塊狀構造,有時具有條帶狀構造 。其晶粒大小視變質作用程度而異,有的可以達到粗晶甚至巨晶,但大多仍為微晶或細晶。
大理石結構特征
雪浪
022
白色、灰白色
大理石
方解石
顆粒狀變晶、鑲嵌結構
2720
92.8
秋景
023
灰色
大理巖
方解石、白水云母
微晶結構
2710
94.8
晶白
028
雪白色、白色
大理巖
方解石
中、粒細結構
2740
104.9
虎皮
042
灰黑色
大理巖
方解石
粒狀變晶結構
2690
76.7
杭灰
056
灰色、白花紋
灰?guī)r
方解石
隱晶質結構
2730
130.6
紅奶油
058
淺粉紅色
大理巖
方解石
微粒隱晶結構
2630
67.0
漢白玉
101
乳白色
白云巖
方解石、白云石
花崗結構
/
156.4
丹東綠
217
淺綠色
蛇紋石、化硅片巖
蛇紋石、方解石、橄
纖維狀網(wǎng)絡、變晶結構
/
89.2
雪花白
311
乳白色
白云巖
方解石、白云石
中細粒變晶結構
2770
81.7
花白玉
704
乳白色
白云巖
白云石
花崗結構
/
136.7
形成原因 自然界中大理石的形成是由于從地殼裂縫流到地表上的炙熱巖漿遍布到了 上層的石灰?guī)r層上,在上覆熔巖的高溫和重力作用下,有機殘骸中的 碳酸鈣 發(fā)生了改變,完全再結晶后形成完美對稱的晶粒。 大理石主要成分為普通碳酸鈣、 碳酸鎂 重結晶而形成,促使重結晶進行的動力主要是兩個,一個是高溫,一個是高壓。以高溫為動力的碳酸鈣和碳酸鎂重結晶,在地質上主要發(fā)生在兩種情形:一種是熱液侵入;一種是深埋后因地溫梯度效應引起的升溫。碳酸鈣在常壓下直接加熱到900℃會分解成 生石灰 和 二氧化碳 ,但是在十倍大氣壓下,可以測到碳酸鈣的熔點為1289℃,10倍大氣壓是地質上的超低壓環(huán)境,在地下50m或是海水里100m即能達到這個 壓強 。在施加一定的壓強后加熱,把 碳酸鈣 就會達到熔融或者半熔融狀態(tài),并發(fā)生重結晶。以高壓為主要動力的碳酸鈣 碳酸鎂 重結晶,并不會發(fā)生在普通的深埋過程中,這種情況主要發(fā)生在造山運動,地殼局部受力、巖石急劇變形,碳酸鈣碳酸鎂原巖也會發(fā)生重結晶而變成大理石。
分布區(qū)域
應用領域
建筑 大理石可作室內(nèi)用的石雕石刻品,其板材可作高級建筑物墻體內(nèi)飾面板、外飾面板、 地磚 等 ,但大理石的組成成分與成石過程易使其產(chǎn)生風化和溶融效應,進而使大理石表面很快失去光澤,所以除少數(shù)(如 漢白玉 、 艾葉青 )質純、比較穩(wěn)定的品種外,一般大理石裝飾制品只用作室內(nèi)裝飾材料 。大理石 毛石 和碎石可做砌墻、鋪路、做混凝土用的骨料,還可用以生產(chǎn) 石米 ,彩色 石米是生產(chǎn) 彩色水磨石 和做外墻水刷石的上好原料,白色石米則可代替 方解石 做現(xiàn)澆 水磨石 的骨料。大理石粉還可作 建筑用砂 和鑄造用砂 。
工業(yè) 碳酸鈣 成分較純的大理石可用做冶金 熔劑 以及水泥、玻璃、陶瓷、 石灰 、 電石 和堿的原料,碳酸鈣成分較純的大理石粉可作電焊條原料、生活用煤的脫硫劑,以及代替 大蘇打 在制革中用于重革去酸,代替 小蘇打 提高格鞣堿度。大理石 廢石 漿可做水泥原料和 柏油 路面的填充料。
礦物開采
開采方法及特點 (1)串珠鋸與臂式鋸組合全鋸切開采法:開采 荒料率 最高,開采成本適中,所采 荒料 規(guī)格齊全,荒料塊度大、表面質量好,采場便于規(guī)劃,可將串珠鋸開采效率發(fā)揮到最大水平,開采工序作業(yè)的操作簡單,但開采效率會低于 圓盤鋸 與串珠鋸組合全鋸切開采方法。
(2)串珠鋸全鋸切開采法:具有串珠鋸與臂式鋸組合全鋸切開采法的全部優(yōu)點,但鉆鑿穿引串珠繩交匯孔的難度較大,開采效率會低于串珠鋸與臂式鋸全鋸切開采法。
(3)臂式鋸全鋸切開采法:具有前兩種方法 的共同優(yōu)點,但開采效率會低于這兩種開采方法。臂式鋸全鋸切開采時,必須使用大型和中型兩種鏈臂鋸組合開采,長度超過6m的大型鏈臂鋸用于礦體垂直面切割,長度小于3. 5m切割臂的中型切割臂用于水平面切割。
選擇合適開采方法的影響因素 (1)花色及市場價值的影響:在相同地質、地形條件下,使用相同的開采方法,開采成本相差不大,但 荒料 的不同市場價值卻決定了開采該大理石的經(jīng)濟效益,且大理石花色變化大,花紋走向也與主 切面 的方向與選用的開采方法有關。 (2)礦體的地形條件是選擇 山坡露天還是凹陷露天開采方式的依據(jù),礦體產(chǎn)狀、裂隙發(fā)育程度也影響開采方法的選擇,而基建和采準工程的工作量、前期投入又與礦體的地質條件、覆蓋層厚度有關。 (3)石材本身的特性:根據(jù)大理石硬度和可劈裂性決定選擇更合適、更經(jīng)濟的開采方法和開采設備。有些品種的大理石中硬度很高,條帶、團狀或顆粒物形狀存在硅質成分,有些還變成了硬度不低于 花崗石 的硅化大理石,其切割難度較大。 (4)礦山的外部條件:會影響到未來 荒料 的運距及最終荒料的市場價格,也與礦山的基礎設置建設、輔助設施和輔助設備的選擇和投入的資金有關,同時礦山投資企業(yè)的經(jīng)濟實力決定了礦山建設規(guī)模和實現(xiàn)最終目標所需的時間以及開采設備、輔助設備投入。
歷史
文化傳說 歷史上關于大理石的記載較早的見于唐代,然而對它的發(fā)現(xiàn)和開發(fā),一定早于唐代。《 舊五代史 》就記載上面提及的素有“采天下奇花異竹、珍木怪石”的嗜好,曾任唐朝宰相的 李德裕 擁有的“ 醒酒石 ”就是點蒼山大理石。他還寫有詩《題奇石》(石在浙西公署)日:“蘊玉抱清暉,閑庭日灑。塊然天地間,自是孤生者?!痹诹舸嬷两竦拇罅刻圃娭幸灿胁簧僭娋涫敲枥L石屏的,顯示了當時的文人 對于石頭的情結,雖然詩句中并沒有明說這些石屏就是大理石,但是可以肯定的是石屏之石不是普通之石,多數(shù)應是有“石畫”的,如溫庭筑《秋日旅舍寄義山李侍御》中的“曉夢未離金夾膝,早寒先到石屏 風”,無悶《寒林石屏》中的“草堂無物伴身閑、惟有屏風枕算間”, 呂巖 《題壁二絕》中的“卓筆酶乾龍鼻水,等閑題破石屏風”。正因為如此,到了 宋代 才有“賞石文化”的進一步昌盛,乃至于用大理石來裝飾家具逐漸流行,這在一些傳世宋畫中可以見到。鑒于此,當時的文人文熙編輯了有關大理石的文獻九十一則、詩一百五十首、賦三篇、銘四篇、文八篇而成《大理石錄》一書、可謂今天能見到的關于“大理石文化”的最早總結。另外宋代湯周、公勤著的《 宣和 碧石 譜》也是反映宋代“碧石”(即大理石)收藏與欣賞狀況的專著,惜已失傳。
發(fā)現(xiàn)歷程 大理石資源的認識和開發(fā)利用具有悠久的歷史。古希臘時期(大約公元前5世紀)的公共建筑和寺廟都保留了白色大理石,而從古典時代后期至希臘化時代(公元前4世紀到前3世紀),人們開始使用彩色大理石。第一座完全用大理石建造的建筑是 雅典 寶庫,建于公元前510年到公元前490年間 。2000多年前的古羅馬時期,白色和彩色大理石已被用作建筑材料,公元1630年—1653年, 莫臥兒帝國 皇帝 沙賈汗 在今印度阿格拉近郊為其妃建造了“ 泰吉·瑪哈爾陵 ”( 泰姬陵 ),其主體建筑完全用的是潔白如玉的大理石。墓中窗扇、棺前屏風、圍欄隔斷等,全都是用大理石雕鏤出的透空花飾 。 中國對大理石資源的認識和開發(fā)利用亦具有悠久的歷史。在 山西襄汾 舊石器時代 中期“丁村人”遺址里,存在用厚而平的石灰?guī)r礫石制成的球形投擲器,在 山東曲阜 西夏侯 新石器時代文化 遺址里,則發(fā)現(xiàn)有用大理石制成的石斧、鏃形器、指環(huán)。 商代 陵墓里有用大理石雕刻的人、虎、牛、鵓、龜、蛙等的立體雕像,以及大理石樂器。 漢代 的石室、 石闕 、 石墓 、 寺院 等的建筑用大理石為材料者相當普遍。
開采歷史 西漢 末年, 河北省 曲陽縣 的“曲陽玉”大理石獲得了開采,它除被用作建筑材料外,還用來雕刻佛像、雄獅、筆架、燈座等藝術 品。從 北魏 至隋唐,隨著石窟藝術的興盛,大理石山體亦成為開鑿、雕刻的對象,如 河南洛陽 龍門石窟。 公元738年, 皮羅閣 依賴李唐王朝的勢力在 云南大理 一帶建立了 南詔國 ,并乘機大興土木,建造豪華的宮殿和寺院,其欄桿、石柱、屏風、花盆等即用當?shù)氐拇罄硎窨潭?,從公?25年南詔國建立的 千尋塔 和塔內(nèi)所雕刻的大理石佛像,以及大理城址的大理石南詔德化碑來看,中國對云南大理點蒼山的大理石資源的開發(fā)利用至少有1100年。北京明代十三陵地下宮殿前、中、后三殿的石門均用“ 漢白玉 ”大理石制作而成,其左右配殿的石門則用“ 艾葉青 ”大理石制成。 北京故宮博物院 、天壇、 清東陵 、 清西陵 ,乃至全國許多名勝古跡,皆有用大理石作建筑材料、裝飾材料、石雕和玉雕材料。
分類
巖石學分類 根據(jù) 方解石 、 白云石 的相對含量,可分為四種基本類型,如圖所示 。 礦物含量
方解石>90%
方解石+白云石 50%~90%
白云石>90%
巖石名稱
大理巖
方解石>白云石
方解石<白云石
白云石大理巖
白云質大理巖
鈣質白云石大理巖
工藝分類 大類
巖石
顏色特征及雜質成分
品種舉例
白色
白云巖、大理巖
著色組分含量極低
(Fe2O30.02%~0.17%,MnO<0.02%)
呈白色,少量灰白色
漢白玉、雪花、雪花白、雪
浪、晶白、蒼白玉、蕉嶺白
河南白、曲陽玉等
黃色
蛇紋石化大理巖為主,少量
含泥質、白云質大理巖
含黃色蛇紋石和少量泥質
呈深淺不一的黃色
芝麻黃、香蕉黃、錦黃、稻
香、云黃玉等
綠色
蛇紋石化大理巖和蛇紋石化
橄欖石矽卡巖
含綠色蛇紋石或橄欖石
呈深淺不一的綠色
斑綠、丹東綠、金玉、古綠
石等
灰色
石灰?guī)r和大理巖為主,少量
白云巖
含少量有機質和分散的硫化鐵
呈深淺不一的灰色
杭灰、云花、艾葉青、銀荷、
化雨等
赭色
石灰?guī)r、大理巖
含較高氧化鐵
(Fe2O30.02%~0.58%)
呈紅褐色或紅色花紋
晚霞、咖啡、虎皮、凝香、
奶油、錦屏等
紅色
大理巖、石灰?guī)r
含較高氧化鐵、氧化錳
(Fe2O30.02%~1.34%,MnO0%~0.2%)
呈深淺不一的紅色
桃紅、紫豆瓣、鐵嶺紅、紅
皖螺、紫紅、紋脂奶油等
黑色
石灰?guī)r為主,大理巖次之
含較高的有機質、瀝青質和分散狀的硫化鐵(黃鐵礦、白鐵礦)
呈深淺不一的黑色
墨玉、大連黑、墨晶、雙豐黑、黑底白花、龜壁、墨碧、河南黑等
大類命名一般采用"顏色加大理石"的命名方法,如白色大理石、黃色大理石、綠色大理石等 。
亞類命名(即大理石品種名稱)有三種方法:
(1)采用花紋形象加顏色的命名法。如艾葉青、芝麻黃、桃紅等。
(2)用地名加顏色的命名方法。如鐵嶺紅、 丹東綠 、 杭灰 、南江紅、燕山青、靈壽綠、雙豐黑等。
(3)單以花紋形象命名。如 晚霞 、斑綠、虎皮、珊瑚、秋景、雪花等。
名稱來源 英語 中大理石(Marble)一詞來源于 希臘語 “marmaros” ,意思是“白雪皚皚,一塵不染的石頭” 。 中國“ 大理 石”一名的起用應是在唐代宗 大歷 十四年,南詔王異牟尋“改國號曰大理”之后,只是這時“大理石”一名并不常用,而用名為“ 點蒼石 ”,清末時“大理石”之稱被傳開?!短茣つ险觽鳌贩Q:“ 異牟尋 使其子閻勸及清平官與崔佐時盟點蒼山?!睏钌鳌?/span>滇載記 》稱:“異牟尋僭封五岳,以點蒼山為中岳?!奔纯芍?/span>唐朝 時大理石被稱作“ 點蒼石 ”,后沿用此稱直至清代, 章鴻釗 《石雅》記載:“大理石者,以產(chǎn)大理,故名……亦名 點蒼石 ,言出點蒼山也。點蒼山在大理府西?!?,可知這時“大理石”之稱已有流傳。
人工優(yōu)化 人造大理石以其重量輕、以及優(yōu)良的裝飾性、表面抗污染性、耐火性和可加工性而越來越得到青睞,已廣泛應用于廚房臺面、洗臉臺、餐桌、茶幾、窗臺、門套等,是一種經(jīng)久耐用、常亮常新、無放射污染的環(huán)保綠色產(chǎn)品。人造石的生產(chǎn)有人工或機械化連續(xù)兩種生產(chǎn)方式。目前國內(nèi)較多采用的聚酯型人造大理石大多由人工澆注成型而后進行多道加工工藝而制成;而亞克力樹脂型人造石更多地采用了先進的連續(xù)生產(chǎn)工藝,包括從混料到最后的切割和堆料一次成型。美國杜邦、韓國三星和LG都采用該連續(xù)生產(chǎn)工藝生產(chǎn)高級的亞克力樹脂型人造石。連續(xù)生產(chǎn)工藝的核心設備為基于不銹鋼鋼帶的流延成型機,首先將MMA、PMMA及填料等加在混料器中攪拌,然后通過模頭將充分混合的物料均勻地鋪到運行中的鋼帶上,鋼帶載著半液體狀的物料連續(xù)經(jīng)過加熱和冷卻段而成型為固體的人造大理石坯料。流延成型機可以采用單鋼帶或雙鋼帶設計,鋼帶一般采用1650SM的牌號。經(jīng)過鋼帶成型的人造大理石坯料再經(jīng)過后續(xù)的打磨和切割便得到了通常的人造大理石。該工藝可以通過鋼帶運行速度和加熱冷卻段參數(shù)等的控制來調(diào)整單位產(chǎn)量以及產(chǎn)品公差,進而達到提高產(chǎn)品質量穩(wěn)定性和提高生產(chǎn)力的目的。目前中國市場上的進口人造石品牌主要有美國杜邦的可麗耐、韓國三星和LG的品牌。國產(chǎn)的廠家也越來越多地由聚酯型人造石轉向亞克力人造石的生產(chǎn)。一般市場上人造大理石尺寸為3.68m長、762mm寬、12.7mm厚,生產(chǎn)廠家也可以通過設備參數(shù)調(diào)整得到不同的產(chǎn)品尺寸。
環(huán)境影響
環(huán)境污染 為了便于產(chǎn)品的加工和銷售,大理石加工場多選在河道兩旁、公路兩側、集鎮(zhèn)周圍,這就使大理石開采、加工活動對環(huán)境造成以下幾方面的影響:
1、改變了山坡地表形態(tài),破壞了森林植被:探礦、采礦的生產(chǎn)施工,使平整的山坡林地溝壑縱橫,石崖叢生,改變了原來的地表形態(tài)。加之爆破、撬挖后,碎石、廢石隨處堆積;大量砍伐樹木,陡峭山坡泥石滑落,造成大面積裸地、荒地,破壞了森林植被,加劇了水土流失。
2、水污染:加工廢水的隨意排放,使河流水源遭受污染。在大理石加工過程中,生產(chǎn)廢水多采用沉淀處理,多數(shù)場點沉淀池常年不清淤,致使生產(chǎn)廢水隨意排放,大量石粉、石渣進入河道,河床變白,河水變濁。
3、粉塵污染:蔓延在加工場內(nèi)高濃度的加工廢水,隨機動車輛駛出,將白色石粉帶入集鎮(zhèn)街道,遺留于地面,微風 吹過,塵土飛揚,集鎮(zhèn)居民飽受其苦。 4、噪聲污染:部分加工點,場址離居民較近,加工過程中電鋸產(chǎn)生的噪聲較大,且有時晝夜生產(chǎn),嚴重干擾了群眾的生產(chǎn)生活。
對策和建議 大理石加工對環(huán)境的影響已引起了政府及環(huán)保部門的重視,需要把“開發(fā)、保護和治理”三者緊密結合起來,進行綜合整治,走可持續(xù)發(fā)展之路。
1、落實國家法令,發(fā)揮“合力”作用:認真貫徹落實國家環(huán)保法、礦產(chǎn)資源法、森林法等各項法規(guī),實施有計劃的保護性開采,制止亂采亂挖、浪費資源和污染環(huán)境的開采方法。落實誰開采,誰保護,誰污染,誰治理等制度;控制開采毀林范圍,落實植樹造林。各部門齊抓共管,形成合力,把大理石開發(fā)所造成的環(huán)境影響減小到最低程度。
2、合理規(guī)工業(yè)園區(qū),統(tǒng)一處理生產(chǎn)廢水:大理石加工的生產(chǎn)廢水是產(chǎn)生河水污染、粉塵污染的禍首,對加工廢水的治理要實行多級沉淀、澄清,達到地面水功能區(qū)的水質標準,方可排放。單一處理大理石加工的生產(chǎn)廢水,由于受場地限制,廢水排放量較小,不僅在處理上增加了成本,而且不便統(tǒng)一監(jiān)督管理;政府與環(huán)保部門可統(tǒng)一規(guī)劃大理石加工園區(qū),建設集中廢水處理多級沉淀池,費用分攤,從根本上解決廢水排放的隨意性。
3、開采新技術,充分利用廢水廢料:大理石的開采、加工、產(chǎn)生廢石料很多,任意堆積,占用土地、污染環(huán)境。要激勵開發(fā)者開發(fā)新技術,充分利用廢石廢料,將較大的廢石制成精美的石桌、石凳;將較小的廢石廢料制成工藝性茶杯、酒盅;將廢石塊制成石塊用于修建豬圈、修筑田??;邊角廢料制成石子用于鋪瀝青路面、建房等,想方設法,盡可地節(jié)約資源,減少污染。
4、清潔生產(chǎn),清潔運輸:減少粉塵對周圍及集鎮(zhèn)群眾生活的影響:如將電鋸帶上較大的防濺罩;使切割廢水控制在較小的范圍內(nèi),保證場區(qū)的基本清潔;沖洗從加工場出來的車輛輪胎,沖洗廢水沿渠道排入沉淀池。
5、選好場址,限制作業(yè)時間:大理石切割產(chǎn)生的噪聲較大,場址應盡可能遠離居民、集鎮(zhèn),且午休、夜間嚴禁加工生產(chǎn),確保周圍群眾有一 個比較安靜的生產(chǎn) 、生活環(huán)境。