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ST-015 · 手标本 · 变质岩

大理岩

Marble

大理岩就是被「煮」过的石灰岩。在足够的热与压力下,方解石颗粒重结晶为致密的镶嵌体,化石与层理被彻底抹去,岩石变得更硬更致密,并且完全无叶理——它是最容易识别、也最有用的变质岩。

ST-015 大理岩 的生成插图:按晶系投影的线框,线宽随莫氏硬度 3–4 (calcite marble), 3.5–4 (dolomitic marble) 变化
生成插图线框由晶系、晶形、硬度、解理方向与双晶参数生成,不是照片。

标本性质

编号ST-015
化学式Recrystallised CaCO₃; dolomitic marble is CaMg(CO₃)₂
分类位置Metamorphic · non-foliated carbonate变质岩 · 无叶理碳酸盐
莫氏硬度3–4 (calcite marble), 3.5–4 (dolomitic marble)
条痕White白色
光泽Vitreous to sugary on a broken face; polished surfaces take a high sheen断口呈玻璃至砂糖状光泽;抛光面光泽很高
解理Three rhombohedral directions in each calcite grain, but the grains interlock so the rock does not part along them每颗方解石颗粒有三组菱面体解理,但颗粒相互镶嵌,岩石不会沿之裂开
断口Even to uneven, granular; breaks across the grains rather than along a fabric平坦至不平坦,呈粒状;穿过颗粒断开而非沿组构
颜色White, cream, grey, green, pink or black; often veined or mottled白、米、灰、绿、粉或黑;常带细脉或斑驳
晶系hexagonal
晶形/组构granoblastic-interlocking · 6-fold · 3 cleavage dir. · twinned
本页发布日期2026-08-28

相关化学式

CaCO₃ · CaMg(CO₃)₂ · SiO₂ (as accessory)

野外测试(按顺序做)

01
在断面上滴稀盐酸
剧烈起泡,确认属碳酸盐岩——方解石质大理岩比白云质大理岩反应快得多
02
查看有无组构或条带
没有。颜色条带可能沿原始层理,但不存在矿物定向排列
03
用放大镜观察结构
0.5–3 毫米的方解石颗粒如马赛克般彼此咬合,颗粒之间没有胶结物
04
用小刀划刻
容易划动并产生白色粉末;刻槽呈白垩状而非砂质

重结晶这一步

变质岩术语中的原岩,指你最初的那种岩石。对大理岩来说,原岩几乎总是石灰岩或白云岩。变质过程中方解石并不熔融——它在颗粒边界处溶解再沉淀,构成化石碎屑与泥晶基质的细小颗粒粗化为 0.5 至 3 毫米的均匀镶嵌体。凡不是方解石的部分行为不同:黏土杂质反应生成云母、石英或透辉石、硅灰石这类钙硅酸盐,正是这些副矿物赋予大理岩颜色条带与斑驳。纯白大理岩意味着原岩是非常纯净的石灰岩。

大理岩为何没有叶理

关键的鉴定要点在于它缺失什么。变质作用通常会产生叶理——片状矿物定向排列成层——因为压力把云母与绿泥石压平。方解石并非那种片状矿物,它具三组菱面体解理,因此在压力下重结晶为等粒状颗粒,而非排列成层。结果是一块各个方向看起来都一样的岩石:没有解理,没有片理,除了杂质勾勒出的条带之外没有分带。这正是大理岩与石英岩、角岩并列作为无叶理变质岩标准范例的原因。

野外鉴定

三项检查即可定论,用时不到两分钟。

  • 滴 10% 盐酸。剧烈起泡即确认碳酸盐。白云质大理岩在冷酸下反应微弱,需先磨粉再试。
  • 查找化石或层理。大理岩中两者皆无;若见保存完好的壳体或清晰层理,那仍是石灰岩。
  • 用放大镜看颗粒。应当看到 0.5–3 毫米的方解石颗粒彼此咬合、之间没有胶结物,整体像一块马赛克。

产地与用途

大理岩形成于石灰岩卷入造山带或被炽热岩体侵入之处。卡拉拉位于阿普阿内阿尔卑斯,亚平宁造山运动在那里把一套侏罗纪石灰岩叠置并加热;自罗马时代开采至今,米开朗基罗的《大卫》用的就是那里的石料。佛蒙特大理岩带是褶皱断错的奥陶纪与志留纪碳酸盐岩。在中国,云南大理的典型产地给了这种岩石中文名称。商业上,大理岩用于饰面石材、石灰与水泥,以及造纸、涂料与塑料中的碳酸钙填料。某些大理岩还是优良的酸性中和剂——正是这种会被酸雨溶解的岩石,被用在洗涤塔中脱除电厂烟气里的二氧化硫。

实用野外提示

有两种危险值得提醒。大理石采石场有大块不稳的荒料堆与爆破时间表;未获许可绝不要进入。此外,大理岩质软、在路面与台阶上磨损很快,因此你在老建筑中见到它,通常说明用的是硬度较高的品种——这本身就是原岩中含石英或白云石的线索。采集时,大理岩标本应清楚呈现镶嵌结构,这通常意味着要敲取一块,而不是捡一块风化面的样品。

代表性产地

意大利托斯卡纳卡拉拉44.08°, 10.10°阿普阿内逆冲带使侏罗纪石灰岩变质;自罗马时代开采至今
美国佛蒙特大理岩带44.00°, -73.20°奥陶纪与志留纪大理岩,有白、绿、黑等品种
云南大理25.60°, 100.20°中文「大理岩」的命名地,产条带状「山水」纹理

易混与区分

quartzite 尚未发布

两者都是变质岩且色浅,但石英岩不起泡且硬得多

石灰岩

石灰岩更细,且保留层理与化石;大理岩已重结晶,两者皆失

采集与保存

白云质大理岩对冷酸几乎不反应,写标签前请先做粉末测试。采石场是最佳标本来源;须获许可并远离爆破区。大理岩在户外数十年内即风化——碳酸钙被酸雨溶解,抛光面转为白垩状——因此你采集时所看到的暴露面,就是你日后一直保留的那一面。

要点

  • 大理岩是重结晶的石灰岩;化石与层理在过程中被破坏殆尽。
  • 方解石的菱面体解理使其无法形成叶理,故大理岩无叶理。
  • 剧烈起泡、粒状镶嵌结构、不见化石,三项即可野外定名。
  • 颜色条带源自原石灰岩中的非碳酸盐杂质。
  • 白云质大理岩与冷酸反应微弱,须用粉末测试。