大理石（Marble）是指由文石經變質作用（區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CaCO3。大理石分布較零星，主要分布在地縫合帶的變質巖區。世界主要產地是中國、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。
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巖層上，在上覆熔巖的高溫和重力作用下，有機殘骸中的碳酸鈣發生了改變，完全重結晶后形成完美對稱的晶粒。
生活中作為商品的大理石則是具有一定的工藝用途或商品價值的碳酸根類、蛇紋石和橄欖石類礦物組成的巖石的統稱，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。大理石最主要的用途是被加工為高級建筑飾面板，也可作為其它工業原料，如冶金溶劑等。
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。化學成分以CaCO3為主，約為50%~75%，次要成分還有MgCO3、氧化鈣、MnO及SiO2等。由于CaCO3在大氣中受CO2、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/cm3，容重為2600~2700kg/m3，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，莫氏硬度為2.5~5，電阻率大(干燥時電阻率為1013Ω·cm、潮濕時體積電阻為107~109Ω·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。
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巖層上，在上覆熔巖的高溫和重力作用下，有機殘骸中的碳酸鈣發生了改變，完全重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℃會分解成氧化鈣和二氧化碳，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，并發生重結晶。以高壓為主要動力的碳酸鈣碳酸鎂重結晶，并不會發生在普通的深埋過程中，這種情況主要發生在造山運動，地殼局部受力、巖石急劇變形，碳酸鈣碳酸鎂原巖也會發生重結晶而變成大理石。
分布區域
大理石分布較零星，主要分布在地縫合帶的變質巖區。世界主要產地是中國、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。我國大理石主要產在云南省、北京、山東省、浙江省、福建省、廣東省、廣西壯族自治區、河北省等地，品種較多，有近400余個大理石品種。
應用領域
建筑
大理石可作室內用的石雕石刻品，其板材可作高級建筑物墻體內飾面板、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（如漢白玉、艾葉青）質純、比較穩定的品種外，一般大理石裝飾制品只用作室內裝飾材料。大理石毛石和碎石可做砌墻、鋪路、做混凝土用的骨料，還可用以生產石米，彩色石米是生產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
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、碳化鈣和堿的原料，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，代替碳酸氫鈉提高格堿度。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
(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，所采荒料規格齊全，荒料塊度大、表面質量好，采場便于規劃，可將串珠鋸開采效率發揮到最大水平，開采工序作業的操作簡單，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。
開采方法的影響因素
（1）花色的影響：大理石花色變化大，多數情況下從不同方向切割后獲得的花色效果是不同的，通常會出現兩種不同的花色品種，但荒料的不同市場價值卻決定了開采該大理石的經濟效益，這是開采大理石時必須注意的。
（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，礦體完整性、裂隙發育程度也影響開采方法的選擇，如果大理石礦體的裂隙比較發育，礦體完整性差，應采用全鋸切高臺階開采方法。如果大理石礦體完整性好，裂隙不太發育，則高、低臺階開采都可以采用，串珠鋸與臂式鋸組合全鋸切開采法、串珠鋸全鋸切開采法、臂式鋸全鋸切開采法也都適用。另外，礦山周圍的道路交通、開采的基礎設施、輔助設施和輔助設備也會影響開采方法。
（3）石材本身的特性：根據大理石硬度和可劈裂性決定選擇更合適、更經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。要根據大理石的硬度和可劈裂性選擇合適的開采方法。
歷史
文化傳說
歷史上關于大理石的記載較早的見于唐代，然而對它的發現和開發，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。”在留存至今的大量唐詩中也有不少詩句是描繪石屏的，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。
發現歷程
大理石資源的認識和開發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“泰姬陵”（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利用亦具有悠久的歷史。在襄汾縣舊石器時代中期“丁村人”遺址里，存在用厚而平的石灰巖礫石制成的球形投擲器，在山東曲阜西夏侯新石器時代遺址里，則發現有用大理石制成的石斧、鏃形器、戒指。商代陵墓里有用大理石雕刻的人、虎、牛、、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，如洛陽市龍門石窟。
公元738年，皮邏閣依賴李唐王朝的勢力在大理白族自治州一帶建立了南詔，并乘機大興土木，建造豪華的宮殿和寺院，其欄桿、石柱、屏風、花盆等即用當地的大理石雕刻而成，從公元825年南詔國建立的千尋塔和塔內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，中國對云南大理蒼山的大理石資源的開發利用至少有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
根據方解石、白云石的相對含量，可分為四種基本類型，如圖所示。
工藝分類
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”一名的起用應是在李豫大歷十四年，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“醒酒石”，清末時“大理石”之稱被傳開。《唐書·南沼傳》稱：“異牟尋使其子閻勸及清平官與崔佐時盟點蒼山。”楊慎《滇載記》稱：“異牟尋封五岳，以蒼山為中岳。”即可知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。
人工優化
人造大理石以其重量輕、以及優良的裝飾性、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，是一種經久耐用、常亮常新、無放射污染的環保綠色產品。人造石的生產有人工或機械化連續兩種生產方式。目前國內較多采用的聚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生產工藝，包括從混料到最后的切割和堆料一次成型。美國杜邦、韓國三星電子和LG都采用該連續生產工藝生產高級的亞克力沒藥樹型人造石。連續生產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經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。經過鋼帶成型的人造大理石坯料再經過后續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等的控制來調整單位產量以及產品公差，進而達到提高產品質量穩定性和提高生產力的目的。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、韓國三星電子和LG的品牌。國產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。一般市場上人造大理石尺寸為3.68m長、762mm寬、12.7mm厚，生產廠家也可以通過設備參數調整得到不同的產品尺寸。
環境影響
環境污染
為了便于產品的加工和銷售，大理石加工場多選在河道兩旁、公路兩側、集鎮周圍，這就使大理石開采、加工活動對環境造成以下幾方面的影響：
1、改變了山坡地表形態，破壞了森林植被：探礦、采礦的生產施工，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。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，生產廢水多采用沉淀處理，多數場點沉淀池常年不清淤，致使生產廢水隨意排放，大量石粉、石渣進入河道，河床變白，河水變濁。
3、粉塵污染：蔓延在加工場內高濃度的加工廢水，隨機動車輛駛出，將白色石粉帶入集鎮街道，遺留于地面，微風吹過，塵土飛揚，集鎮居民飽受其苦。
4、噪聲污染：部分加工點，場址離居民較近，加工過程中電鋸產生的噪聲較大，且有時晝夜生產，嚴重干擾了群眾的生產生活。
對策和建議
大理石加工對環境的影響已引起了政府及環保部門的重視，需要把“開發、保護和治理”三者緊密結合起來，進行綜合整治，走可持續發展之路。
1、落實國家法令，發揮“合力”作用：認真貫徹落實國家中華人民共和國環境保護法、礦產資源法、中華人民共和國森林法等各項法規，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，把大理石開發所造成的環境影響減小到最低程度。
2、合理規工業園區，統一處理生產廢水：大理石加工的生產廢水是產生河水污染、粉塵污染的禍首，對加工廢水的治理要實行多級沉淀、澄清，達到地面水功能區的水質標準，方可排放。單一處理大理石加工的生產廢水，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，而且不便統一監督管理；政府與環保部門可統一規劃大理石加工園區，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、產生廢石料很多，任意堆積，占用土地、污染環境。要激勵開發者開發新技術，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、修筑田埂；邊角廢料制成石子用于鋪瀝青路面、建房等，想方設法，盡可地節約資源，減少污染。
4、清潔生產，清潔運輸：減少粉塵對周圍及集鎮群眾生活的影響：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，保證場區的基本清潔；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，限制作業時間：大理石切割產生的噪聲較大，場址應盡可能遠離居民、集鎮，且午休、夜間嚴禁加工生產，確保周圍群眾有一 個比較安靜的生產 、生活環境。
參考資料 >