花崗石和大理石

時間 2021-10-26 08:53:59

1樓:中地數媒

一、飾面石材的類別和品種

按組成礦物的不同,飾石石材可以分為兩大類,即大理石類和花崗石類。大理石類主要由方解石、白雲石等碳酸鹽礦物組成。質地較軟,屬軟質石材,地質上常由沉積作用和沉積變質作用所形成,如石灰岩、白雲岩和大理岩等。

花崗石類主要由矽酸鹽礦物長石、雲母、閃石和輝石等組成,質堅硬,屬硬質石材,地質上主要由岩漿作用所形成,如花崗岩、閃長巖、輝長岩和玄武岩等。板岩也是一種飾面石材,可以劃歸為大理岩類,也可單獨劃作一類,是一些主要由粘土礦物、碳酸鹽礦物、含水和不含水的矽質礦物和鐵質礦物等組成的沉積岩和輕微變質的沉積岩、即板岩、千枚巖等。

在大理石類和花崗石類之中,又按不同花色等特點分許許多多的品種,至今我國叫出的大理石品種約有400個,如漢白玉、蒼山白、花雪白、東北紅和殘雪等等。花崗石品種有300多個,如四川紅、洛陽紅、將軍紅、豐鎮黑和黑牡丹等等。

大理石這個名稱來自我國雲南大理地名。產於雲南大理縣點蒼山的前寒武紀變質岩系蒼山群,總厚大於2600m,其中含有中厚層條紋大理岩,薄層至厚層大理岩和結晶白雲質灰巖。具有千姿百態各種美麗花紋的大理石和純淨潔白的蒼白玉就是採自這裡。

公元739年唐王朝的雲南王統一六昭之後,大興土木建造宮殿和寺院所用的石柱、欄杆、屏風等就是取自這裡的岩石。由於在我國使用這種石材以大理較早和花色極佳而聞名於世,從而取名大理石。大理石和大理岩從英文中均為marb1e,來自拉丁文marmaros,含有閃光的意思。

作為商品大理石來講,其岩石型別是多樣的,凡是以方解石、白雲石和蛇紋石等為主要組成礦物,具有裝飾性色澤花紋並能採出足夠大的塊度的岩石均屬大理石。例如沉積的黑色石灰岩、白色白雲岩,具有花紋的藻礁灰巖、熱接觸變質的大理岩、區域變質的各種大理岩、混合巖化作用形成的蛇紋石化鎂橄欖石矽卡巖等。

花崗石的名稱原於地質學的岩石名稱花崗岩,但是它的岩石型別不限於花崗岩。凡是符合花崗石工業要求的酸性的、中性的、基性的可能還會有超基性的深成岩漿巖和淺成至地表噴出岩漿岩均屬花崗石。有些老的長石石英變質岩和混合花崗岩也有作為花崗石來採用的。

花崗石的色澤美麗、鮮豔、機械強度高,耐酸鹼,它的板材用於室內外建築材料,尤其作大廈地板、實驗室地板及實驗臺等最為適宜。

二、飾面石材的質量評價

1.色澤和花紋

色澤和花紋指的是石材鋸開板面磨平拋光後,呈現的顏色、光澤和由不同色調礦物組合起來的各種花紋形態。對於花崗石來講,礦物成分往往比較均勻或非常均勻,由不同礦物反映出來的顏色和花紋也就比較均勻或很均勻。玄武岩板面磨平拋光後,就是一片亮黑;而輝綠岩磨平拋光後,斜長石的白色和輝石等暗色礦物的黑綠色,互相之間也是均勻地分佈,呈現為大體一致的黑綠色調。

在花崗石中,色澤一般都是均勻的,不構成姿態多變的花紋。當岩石基本未受後來的蝕變和風化時,礦物鮮豔、拋光後十分光亮。當遭受後來的蝕變和風化時,拋光後光澤常表現為暗淡亮度不高,不適於作磨光飾面板材。

大理石當組成礦物單一時,方解石和白雲石常呈現純白色,有的呈現淡的鴨蛋青色或淡粉紅色。含大量有機質瀝青時,則呈現為深黑色,有的呈現為淺灰色,總的色澤也是不均一的。而生物灰巖和碎屑灰巖就出現不同的花紋。

在區域變質大理岩中,有些是純的白色大理岩,而有些是橄欖大理岩、透輝石大理岩、金雲母大理岩、蛇紋石大理岩等,由於經過長期的構造作用和變質作用,可出現各式各樣、千變萬化的色澤花紋。在深埋地下時,由於高溫高壓下的褶皺作用、柔皺作用、碎裂變形和重結晶作用等,就出現了各式各樣的花紋圖案,有的勝似繪畫大師的山水畫面。「流水」、「殘雪」等品種名稱均來自花紋的形象。

除了像漢白玉等的典雅風格外,大理石中的色澤和千姿百態的花紋是否美麗對其評價很為重要。在花崗石中除了磨光面的光亮度外,出於不同用途(不同建築、墓碑等)和不同民族的愛好,顏色常是評價中很受重視的。如我國的四川紅、山東紅、新疆紅、廣西紅、廣東紅等紅色花崗石,內蒙古黑、山西黑、河北黑等黑色花崗石在國際市場上均受歡迎。

2.出材率

成荒率和板材出材率是評價一個岩層、巖體或石材礦床的主要條件。荒料是指礦山採下後無明顯裂縫、體積大於一定規格、加工修整成矩形的石材。成荒率、出材率的計算如下:

非金屬礦產地質學

非金屬礦產地質學

成荒率不僅百分數要大,更重要的是荒料的塊度要大,至少大於1m3,最好是2~3m3,小於1m3的不適於現代機械化鋸切,也出不了大面積板材。

出材率不僅與荒料的微裂隙是否發育有關,而是與生產技術和要求板材厚度密切有關。一般要求中檔飾面石材板材率>18m2/m3。

大理石類的礦床,巖體為層狀和透鏡狀,單層厚度要大,節理不發育,這樣才能採出大的荒料。花崗石類的礦床,巖體呈多種樣的,深成岩多為岩基狀,巖株狀,淺成巖為巖盤狀、脈狀等,噴出巖為層狀。深成岩的三向原生節理間距較大,後期斷裂很不發育,淺成巖和噴出巖也要求後期斷裂很不發育,巖盤和岩脈要求有一定大的規模。

對於玄武岩來說,原生柱狀節理很重要,被多向節理圈定的巖柱必須有大的直徑,否則就沒有大的荒料可採。斑晶、氣孔和杏仁發育的玄武岩均不適於作飾面石材。

3.耐久性

大理石與花崗石相比,大理石的最大缺點是化學性不穩定,特別是不耐酸,較容易受酸雨侵蝕,暴露於室內的大理石,即使在正常情況下,大約100年就要被溶蝕1mm厚,像北京故宮中的一些大理石雕刻,經過幾百年的侵蝕已模糊不清了。當白雲質灰巖中的白雲石集中分佈時,便形成了所謂豹皮灰巖。由於成分和粒度的差別,熱膨脹係數就有差別,常年的冷熱變化,就會使白雲石集合晶體首先脫落下來,顯得粗糙難看,因而不可作為飾面石材。

有些石灰岩中含較多的黃鐵礦、白鐵礦、極易氧化形成褐鐵礦等紅色鐵鏽並形成坑眼,不能作飾面石材。有些白色大理岩,含有鐵白雲石甚至菱鐵礦,磨光面長期暴露於空氣中,就會由內變黃,是低價鐵變為**鐵所致,也不是好的飾面石材。評價時,岩石的肉眼觀察和顯微鏡鑑定,要結合化學分析就很容易發現其優缺點。

4.放射性

天然岩石中均含有天然放射性元素鈾、釷及其衰變產物和鉀-40,其放射性的高低取決於岩石中放射性元素的濃度。經測定我國不同地區,不同巖性的天然石材的放射性強度不同。

花崗石因其種類繁多、巖性、粒度變化較大,其放射性水平變化範圍較大。同一巖性的花崗石類石材,其放射性水平因產地和時代不同而異,因而波動範圍很大。但一般規律是基性、超基性岩水平低微,中性巖略高,酸性巖最高。

根據花色特點而言,紅色花崗石的放射性普遍較高,灰色花崗石次之,黑色花崗石最低。

三、飾面石材的礦床型別和主要特點

1.石灰岩和白雲岩大理石礦床

石灰岩、白雲岩、白雲質石灰岩和變質白雲岩等廣泛分佈於自早中生代三疊紀到前寒武紀地層中,其中質地純,單層厚度大。構造破壞輕微的可作飾面石材利用,如一些黑色瀝青灰巖、具有花紋的藻礁灰巖、質地純的白雲岩和白色變質白雲質灰巖等。

2.大理石礦床

一般產於震旦紀以後到晚古生代地層中的石灰岩和白雲質灰巖,受比它年輕的岩漿侵入熱變質作用,要發生不同程度的重結晶和褪色作用,形成晶質白色大理岩,符合大理石工業要求時,可作為大理石開採,這類大理岩,常仍保留其原有的層狀。

而產於前寒武紀變質岩系中的大理岩類不僅數量多,花色品種也多。有質地純潔的白色大理岩,更常見的是具有各種各樣色澤花紋的蛇紋大理岩,蛇紋石化橄欖大理岩等。這些大理岩類,由於是沉積變質形成的,有的簡單均一,有的很複雜。

3.花崗石礦床

在花崗石的岩石型別中,大量的是花崗岩類,其中包括酸性花崗岩、偏鹼性花崗岩和花崗閃長巖等。它們都是深成的或較深成的侵入岩,主要組成礦物是正長石、條紋長石、微斜長石、酸性斜長石、石英、黑雲母,較少的白雲母和角閃石等,其中黑雲母、角閃石和磁鐵礦等暗色礦物總含量從10%到30%左右,呈均勻分佈,因而顏色總是淺色。它們的巖體有的是大型岩基狀,較小的有巖株狀、巖牆狀等。

大型岩基的中心部位常為粗粒結晶,而邊緣部分則為細粒結晶,巖體具有原生的冷卻節理三組,常分臺階開採。

4.輝長岩(暗色花崗石)礦床

輝長岩是基性深成侵入岩,主要組成礦物是基性斜長石和輝石,有的含橄欖石,中粗粒結晶,均勻分佈,暗色礦物輝石等含量常大於35%,有的可65%。因而總的顏色是深色的,輝長岩有的單獨形成巖體,有的在基性 超基性雜巖體中形成一個火成堆積層。

5.輝綠岩和玄武岩(暗色花崗石)礦床

玄武岩是岩漿噴溢於地表後冷凝而成的,結晶細微(橄欖石斑晶除外),長石和輝石混成一體,呈黑色,肉眼不能分辨,巖體呈層狀,有的具有冷卻形成大致垂直於地表的多邊形柱狀節理。輝綠岩是淺成的,由於冷凝較慢,只有細粒結晶,淺色長石和暗色輝石均勻分佈明顯可分,輝綠岩有的形成巖牆、巖盤,有的是厚層玄武岩下部冷卻結晶緩慢的那一部分。

6.板石礦床

板石礦床是沉積形成的,在地質學中一般叫板巖,實際應用中人們叫瓦板石或瓦板岩。組成成分主要是沉積的粘土礦物、碳酸鹽、二氧化矽、含水鐵質礦物等。產于吉林白山市板石溝的板石為震旦紀所沉積,產於陝西漢中等地的板石為寒武-奧陶紀所沉積。

在上覆岩層的長期壓力下,成巖時形成堅固緻密、具有平整而發育的層理,就形成了板岩。板石溝的板岩,單層石板厚度1cm至數釐米,完整的平板厚度數十米。產於陝西安康和漢中地區的板石呈層狀,厚數米至數十米,延長數千米,質地均一,板面平整、韌性較大,擊之音調鏗鏘。

我國板石開發、出口始於2023年,到目前為止,有黑板石、青板石、綠板石、紅板石、灰板石、黃板石、紫板石、彩色條帶板石、玄武板石等幾十個品種。

四、花崗石飾面石材例項——海南省花崗石飾材

海南省岩漿岩分佈廣泛,佔全島面積的40%以上,花崗石資源極其豐富即點多、面積廣、品種齊全。海南島屬華南地槽系的海西褶皺帶,岩漿岩主要為印支期、燕山期,分佈於海南島中、南部。巖性主要為花崗岩、閃長巖、輝綠岩、流紋岩類。

最初開採建築用石料,隨著經濟發展,那些花崗石塊度較大、顏色花紋較好的礦山便轉向生產石材荒料。建省以後,在發展外向型經濟中,石材以其投資少、見效快吸引了大量的資金。一批新的礦山投產,一批新的產品投入市場。

其中很多品種遠銷國外,如泰國、日本、美國、東南亞一帶。海南省花崗石飾材地質特點如下:

1.品種全、分佈廣

海南省花崗石飾材可分為輝綠岩類、閃長巖類、流紋岩類、花崗岩類花崗石。其中花崗岩類花崗石佔2/3。其工藝種類有:

烏石、黑金剛、天涯紅、玫瑰紅、木棉紅、冬梅、四彩花、白斑花、玫瑰紫等,它們分佈於海南省中、南部山區。

2.覆蓋層薄

花崗石礦區覆蓋層厚度不均勻,0~3m,一般小於1.5m。

3.岩石成塊性好

海南花崗石礦區具有0~3組節理,其中原生節理兩組。節理面平直光滑、穩定,為剪節理。節理傾角大,間距0.5~20m,一般大於3m,岩石成塊性好。

4.風化層不發育

由於花崗石時代新,一般沒有風化層,有的礦區有風化層時,厚度一般小於3m。

5.後期岩脈不發育

多為石英脈,寬度<10cm,一般<5cm,沿節理分佈,間距>2m。

6.成荒率高

實際成荒率為30%~50%(荒料規格為2.8×1.5×1.7m3,3.4×1.7×1.7m3,少量1×1×1m3)。

表17-1 各礦山飾材裝飾效能特徵表

7.開採條件好

由於花崗石節理、裂隙少,岩石完整性好,脈岩不發育,岩石連續性好,覆蓋層、風化層薄,便於開採。

海南花崗石飾材裝飾效能特點:以顏色純正或花紋美麗多姿,光澤度高、質地均勻,無色線、色斑,色調一致、整體性強,適合拼接等特徵(表17-1)。海南石材已開發出了十幾種適用範圍廣、產銷對路的品種。

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