中国天然石材资源概况与主要岩类型介绍

中国天然石材资源概况与主要岩类型介绍

一、中国石材资源概况

我国花岗岩类岩石出露面积约85万km2。可作为饰面石材的花岗石，包括其它岩浆岩、变质岩、火山岩及少量沉积岩等则更多，其矿点遍及全国。远景储量估计达240亿m3，主要集中在东部诸省，最多的要算福建、广东、山东，其次是黑龙江、辽宁、浙江、吉林等省，这七个省的花崮石储量占全国总预测量的一半以上。近年来在山西、四川、广西、湖北也发现不少。据有关资料，全国供开采的储量为8000亿m3左右。本书所附录的花岗石种类有900多个，除上海、天津未见有资料报导外，全国30个省(市、区)均有花岗石产出。

我国花岗石类型复杂，品种繁多，有岩浆岩型，也有变质岩型，还有少量呈火山岩、沉积岩型，其中岩浆岩型占80%o据不完全统计，其花色品种较好的有红、黑、白、蓝、绿、灰、彩色等七大系列700个品种。七大系列分别是：以丰镇黑、牦山黑为代表的黑色系列140多个品种;以芦山红、四川红为代表的红色系列150～160个品种;以米易绿为代表的绿色系列50～60个品种;以宜春白、华山白为代表的白色系列近50个品种;以星星蓝、攀西蓝为代表的蓝色系列近10个品种;以G3503、崂山灰为代表的灰色、灰白色约160多个品种;以夜里雪、五彩石、五莲花为代表的幻彩、彩色系列有100多个品种。七大系列中以黑色、红色和彩色三大系列的产品为最多，约占总品种的80%。除宁夏还没有批量产出花岗石外，其余各省均有，其中以福建、广东、山东、广西、浙江、四川、江西省品种较多，约占全国75%。

从地史学角度看，目前所开采的花岗石多为燕山期(距今l亿年左右)产物，岩石变质程度浅、结晶度差、颜色平淡、密度低，至使板材质感差，吸水率高，大部分为低档产品，售价低于120元/m2，产量虽大，利润不高。优质花岗石主要产在太古界、元古界(距今10~30亿年)的老变质岩中。特点是岩石变质程度深、结晶度高、色彩鲜艳和质感好，板材售价200元/m2左右，地理上多分布在四川、山西、新疆等的内陆地区。

我国大体上形成了五个花岗石集中产地。第一个浙闽、粤、桂沿海，以浅色(浅灰、浅肉红等)花岗石为特色的石材集中产地;第二个胶东半岛以灰黑色、浅红花岗石为特色的石材集中产地;第三个是冀、晋、蒙交界以黑色花岗石为特色的石材集中产地，其中山西北部近年发现多个彩色名贵品种，如幻彩红、金钻、翡翠蓝等;第四个是川西以红色为主和部分绿色花岗石为特色的石材集中产地;第五个是新疆以红色为主部分蓝绿色的集中产地。这五个集中产地中不足之处是：一是花色品种达上乘者少;二是花色品种好的一般块度小;三是块度大的一般来说花色品种相对较差。

我国较有名的花岗石品种：红色系列有：山东的“将军红”、“柳埠红”、“石岛红”、“沂

蒙红”、“齐鲁红”;四川的“四川红”、“新庙红”、“芦山红”、“兰合红”、“石棉红”、“泸定红”、“巨星红”、“荥经红”、“喜德红”;广西的“岑溪红”;广东的“西丽红”、“揭阳红”;山西的“贵妃红”;河南的“玫瑰红”、“云里梅”;浙江的“东方红”等。黑色系列有：山东“济南青”、“泰山青”;北京的“燕山黑”;河北的“阜平黑”、“万年青”;山西的“太白青”;河南的“菊花青”、“五龙青”;内蒙古的“丰镇黑”;福建的“福鼎黑”;浙江的“嵊州墨玉”(剡溪墨玉)。绿色系列有：四川的“米易绿”;贵州的“罗甸绿”;北京的“豆绿色”;湖北的“靳春绿”;山东的“豆绿”、“泰安绿”。稀有的蓝色品种也有发现：新疆的“天山蓝宝”;四川的“蓝珍珠”;河北的“宝石蓝”、“承德绿”，云南建水也已发现具蓝色的霞石正长岩。

1.花岗岩的岩石特征

花岗岩是花岗石材中应用历史最久、用途最广、用量最多的岩石，也是地壳中最常见的岩石。花岗岩一般为浅色，多为灰、灰白、浅灰、红、肉红等，化学成分特点是含Si02>65%，Fe2O3、Fe0、Mg0 一般<2%，Ca0 <3%。矿物成分主要为硅铝浅色矿物为主，铁镁暗色矿物较少。硅铝矿物主要为碱陛长石(正长石、微斜长石、歪长石)、石英、酸性斜长石约占85%，其中石英含量大于20%。铁镁矿物含量15%以下，一般为3%～5%，比较常见的为黑云母、角闪石。副矿物有锆英石、榍石、磷灰石、独居石等。当花岗石中斜长石的数量增加时，就逐断过渡为花岗闪长岩或石英闪长岩;而当石英数量减少时，并保持碱性长石数量不变，则过渡为正长岩。岩石呈细粒、中粒、粗粒等粒状结构，或似斑状结构，一般深色矿物自形程度较好，长石次之，石英自形程度不好。浅成岩多具斑状结构。根据颗粒大小在石材上可将花岗岩划分为细粒花岗岩(长石颗粒一般1～2mm)、次细粒花岗岩(2～5mm)、中粒花岗岩(5~lOmm)、粗粒花岗岩(10~ 15mm)、极粗粒花岗岩(可达30mrn)。其粗细划分与岩石学稍有不同，因石材上以宏观肉眼观察为主。

花岗岩的底色主要取决于长石，一般常呈肉红、淡红、灰白、浅黄、浅绿灰等。当长石色调鲜艳，没有或极少量深色矿物时，就形成了装饰性相当好的花岗石。钾长石通常呈肉红色，斜长石呈深浅不同的灰白色，所以斜长石居多时，岩石就呈深浅不同的灰白色。极小量的花岗岩由于含有较多的天河石(绿色微斜长石偶尔也会含有Rb02，其量可达3%)而呈淡青绿色，也有呈蓝色。新疆哈密白石头泉，找到了天河石花岗岩，石材上称“天山蓝宝”，是稀少品种之一。不含深色矿物的花岗岩称为白岗岩，主要是含有大量的浅色到白色的微斜长石，因而几乎是白色，也融一种稀少品种之一。江西宜春县的珍珠白花岗石便是白岗岩。

花岗岩中的暗色矿物(黑云母、普通辉石、普通角闪石等)对花岗岩的颜色有重要影响。花岗岩中的石英有时电带白、黄、紫等颜色，也对岩石的整体颜色有相当的影响。花岗岩中的体积密度(比重)为2. 63～2.75g/cm3，(平均2.7g/cm3)，孔隙度一般为0. 3%

一0.7%，吸水率一般为0.15% ～0.46%，饱水度为0.84%，饱水系数为0.55，软比系数为0. 78～0. 86，压缩强度较高，一般在200MPa友右，细粒花岗岩可高达300MPa 以上，弯曲强度一般在10~300MPa;花岗岩耐冻性高，成荒率高;板材可拼性好;色率少于20%，一般为l0%左右，色调以淡的均匀色和美丽的花色为主。花岗岩节理发育往往有规律，如果节理间距符合开采要求，这不但无害而且有利于开采形状规则的石料。花岗岩可以磨光，含云母多时，会增加磨光难度。花岗岩当受热到800℃时，即丧失其强度，这是一个缺点。当花岗岩中含有许多捕虏体、析离体和暗色包体时，会降低它的均一性。此外，花岗岩具次生变化，如微斜长石化、钠长石化、绢云母化等会改变石材性能。所有这些都是选择石料时应加考虑的。

花岗岩常常以岩基、岩株、岩块等形式产出，并受区域大地构造控制，一般规模都比较大，分布也比较广泛。在我国，花岗岩石材矿床除分布在褶皱带，地盾和陆台结晶基底地区外，还大量出现在我国东部中生代，燕山期陆台活化的广大地区。如广东、福建、江西、浙江等省都是很有名的花岗岩产地。这些形成年代较新的岩石，均有较高的物理力学性能，可采出巨型岩块，如广东的“南山白”、福建福清的海亮花岗石即属此类。

巨大的资源量，优良的物理陛能和装饰性能使花岗岩成为花岗石材最主要类型，广泛应用于建筑饰面、工程石料、工艺雕刻、工业用石等方面。我国花岗石类石材广泛，品种繁多，其中不乏名贵品种，如属红色的有山东“柳埠红”，四川“石棉红”、“芦山红”、“荥经红”，北京“南口红”、“白虎涧”，湖北“三峡红”，浙江“安吉红”、“钟山红”，福建“古山红”，广西“岑溪红”等等;属浅色的有福建“厦门白”、“峰白石”，山东“长清花”，浙江“淡玫瑰”，湖南“水芙蓉”，广东“南山白”等。

2.辉长岩的岩石特征

它是基性侵入岩分布最广的一种岩石，其矿物、化学成分特点是：Si02含量为45%～52%，，K20+ Na20平均为3.6%±;铁镁矿物含量40%—90%。主要矿物成分为基性斜长石(拉长石或培长石)和单斜辉石(异剥辉石、透辉石或普通辉石)，次要矿物有橄榄石、斜方辉石、棕色普通角闪石、黑云母，有的含少量钾长石和石英。暗色矿物和浅色矿物含量近于相等，前者略高，故呈暗黑色，色率一般35%—70%，岩石具中至粗粒结构，典型辉长岩具辉长结构(见图1 -10)，通常为块状构造，也有条带构造。

辉长岩体积密度为2.8~3.lg/cm3，孔隙度很小，压缩强度一般200~ 280MPa，粗粒者较低，耐久性也很高，结构构造均匀，有时具美丽的花纹图案，磨光后极富装饰陛，因而常用作高档饰面石材。

辉长岩规模大小悬殊，小者几或几十平方公里，出现于各个地质时期，大者可达几百平方公里，如驰名中外的山东“济南青”辉长岩即属此类。岩石新鲜面为暗灰色、黑灰色，辉长、辉绿结构，块状构造为主。矿物组成为斜长石、单斜辉石、橄榄石、黑云母

及少量磁铁矿、少量角闪石、磷灰石等。

值得一提的是，这类岩石还包括一种特殊类型——拉长岩。其特点是含有较多的拉长石晶体。在有些情况下，拉长石晶体呈天蓝色、蓝色或带金黄晕色。当转动某些拉长石时，在其特定方向呈觋出美丽的蓝、绿、紫、金黄等色的变彩。这种彩色矿物晶体分布在岩石中，有时每平方米可达数千个之多。经抛光后，具有独特鲜艳的装饰效果，十分漂亮。而这些岩石国内外相当少见，因而被视为石材珍品，价值颇高。有名的“巴西蓝”、“芬兰蓝”、莫斯科红场列宁墓用的乌克兰黑色花岗石即属此类。我国史料中记载的“和氏壁”，“侧而视之色碧，正而视之色白”，可能就是拉长石的变色现象。1988年，我国陕西周至县发现的变彩拉长石紫苏辉长岩也属此类矿床，地质储量达300万m3，为我国找寻开发拉长石材开了先河。

总之，辉长岩类在花岗石材中享有非常重要的地位。黑色花岗石多由这类岩石组成，其中不乏名贵稀有品种，如我国山东的“济南青”、内蒙古“丰镇黑”、河北“阜平黑”、山西“太白青”、浙江“竹潭绿”等均是。

3.闪长岩的岩石特征

闪长岩为中性深成岩的代表岩石，也是花岗石石材中主要岩石类型之一。其化学成分介于酸性、基性岩之间，Si02含量52%—65%，Fe0、Fe203，，Mg0各约3%～5%，Al2 03约16%～17%，Na20 3%，K20 2%。矿物成分主要由中性斜长石和一种或数种暗色矿物组成。最常见的暗色矿物是角闪石，有时为辉石、黑云母。岩石中可含少量石英和钾长石，石英< 20%，钾长石<10%。典型的闪长岩中浅色矿物含量65%～75%，暗色矿物20%～30%。结构多半为半自形粒状，斜长石晶形一般较好，呈板柱状，矿物颗粒均匀，多为块状构造。根据石英含量和暗色矿物种类，闪长岩(类)又可分为闪长岩、石英闪长岩、辉石闪长岩。

闪长岩是一种颜色较深的岩石，多呈灰黑色，带深绿斑点的灰色或浅绿色，色率20%～35%。当暗色矿物因蚀变而绿泥石化，纤闪石化时，岩石显出不同程度的绿色色调，作为饰面石材更具美感。闪长岩的物理特性是：压缩强度130~ 200MPa(干)或100 ～60MPa(湿)，抗弯强度为10~ 25MPa，体积密度2.85～3.00g/cm3，孔隙度o.25%，吸水卒0.4%，饱水系数0.5%。

闪长岩类石材矿床多分布于地盾上，其它构造单元上亦可见到。闪长岩很少组成独立的岩体，往往与基性岩，酸性岩或碱性岩伴生，成为其他各类岩石的边缘部分。如果形成独立的岩体，也是一些小型的岩株、岩盖或不规则的侵人体。如山东的“泰安绿”，浙江临海的“大石青”花岗石即属此类，矿体为花岗闪长岩体，矿物成分有石英、黑云母、角闪石及长石等，不论是“泰安绿”或“大石青”都因有角闪石的存在，且有绿泥石化而且呈浅绿色、青绿色。

闪长岩往往具有独特的风格而被用作外墙饰面石材。但一般闪长岩抛光较为困难，多用以制作台阶及阳台地板。较著名的品种有山东“泰安绿”，吉林团山的闪长岩。

4. 中国大理石资源分布

大理石资源分布：

中国大理石矿产地在26个省、自治区、直辖市中均有分布，比较均衡，仅东北区探明储量比较贫乏，占全国总储量的 2.1%；中南区探明储量最多，占全国总储量的33.2%。储量最丰富的省份有广东省、河北省、广西壮族自治区三省(区)各拥有的储量超过1亿m3；陕西的储量超过9 000万m3；四川、北京、江苏、浙江、河南、安徽、贵州七省各拥有的储量均超过3 000万m3。

根据全国矿产储量委员会关于矿床规模划分标准，大理石矿床大于1 000万m3为大型，200～1 000万m3为中型，小于200万m3为小型。中国现有大中型大理石矿产地主要分布在北京、河北、江苏、陕西、浙江、安徽、四川、湖南、江西、云南、广西、广东等地。

大理石资源特点：

(一)花色较全、品种繁多，已形成系列

中国目前已发现的大理石主要品种有400多个，即使是意大利等大理石工业发达的国家，在这方面也无法相比。经外贸编号，可以批量出口的大理石有100多种。

各种颜色、花纹的大理石已形成系列，白、黑、红、灰、绿、黄、肉色，色彩俱全。花纹有云雾状、山水风景状、螺纹、柳叶、星斑状以及稀有的古生物化石图案状等应有尽有。

(二)质量较好、市场畅销中国大理石品种绝大多数质量较好，质地细腻、色调典雅、花纹美丽，光泽度、装饰性能、使用性能均能达到有关标准要求。许多品种在国内外市场受到用户的欢迎，具有一定的知名度。如白色系列的有北京房山、河北曲阳的“汉白玉”、四川宝兴的“蜀白玉”、，云南大理的“苍山白”、云南元阳的“元阳晶白”、山东莱州的“雪花白”等；黑色系列的有贵州毕节的“晶墨玉”、湖南双峰的“双峰黑”等；红色系列的有安徽灵壁的“红皖螺”、四川南江的“南江红”、辽宁铁岭的“铁岭红”、河北涞水的“涞水红”等；灰色系列的有浙江杭州的“杭灰”、云南大理的“云灰”、山东莱州的“条灰”等；绿色系列的有辽宁丹东的“丹东绿”、山东莱阳的“莱阳绿”、河南鲁山的“鲁山绿”等；黄色系列有河南淅川的“松香黄”、“米黄”、广西全州的“木纹黄”等；肉色的有江苏宜兴的“红奶油”、“白奶油”、贵州贵阳的“纹脂奶油”等。以花纹美丽著称的品种有湖北黄石的“凝香”、“龟璧”、“锦黄”，北京房山的“艾叶青”，云南大理的“云花”，陕西潼关的“腾龙玉”，山西闻喜的“海浪”、“秋景”等。

(三)探明储量中石材品种以中档为主，高档较少如“汉白玉”、“丹东绿”、“松香黄”等名品

深受客商欢迎，但由于储量少，开采久，已难大批量开采。特别是国际市场上畅销不衰的白色、纯黑色、浅色大理石资源在数量、质量上还很不足。

(四)部分优质大理石矿床处于边远山区，目前开发尚有较大困难在中国西南部有多处优质大理石矿床，但由于处在边远山区，山高路险，开采条件欠佳，特别是运输成本过高，短期内还难以大规模开发。如云南福贡的“雪里翠”、元阳的“元阳晶白”、“元阳冰花”，屏边的“屏边白”；四川石棉的“石棉白”，小金的“汉白玉”等。

5.砂石（砂岩）类的岩石特征

类型石材一般都是属正常滨海浅海式泻湖相沉积，层位较稳定，分布范围较广，具层理构造，碎屑磨圆度较高，分选性较好，碎屑成分较单一，色调均匀稳定，常有钙质一铁质参与胶结，多为黄色、米黄色、黄白色、粉红色或紫红色。碎屑成分多为石英、长石、岩屑等。

云南武定、禄劝的砂石(砂岩)为石英砂岩，在经历了轻微的动力变质作用，大多数岩石的沉积纹理特征依然保存完好，且很独特。颜色主要为黄色、浅黄色、灰白黄色，纹理主要为深黄色、紫红色。矿石主要部位基底呈浅黄色、深黄色和紫色形成流浅状条纹，该条纹流畅、清晰、纹理变化多端，有直条木纹、弯曲木纹、水波纹、螺旋纹、同心圆纹、叠层纹等，有的如黄河浊浪，有的似圈圈年轮，有象一幅山水戚，图案出神人化，令人叫绝。

砂岩的主要成份：

A．石英成份 65％以上

B．粘土 10％左右

C．针铁矿 13％左右

D．其它物质 10％以上

砂石的颗粒均匀，质地细腻，结构疏松，因此吸水率较高（在防护时的造价较高），具有隔音、吸潮、抗破损，耐风化，耐褪色，水中不溶化、无放射性等特点。砂岩砂石不能磨光，属亚光型石材，不会产生因光反射而引起的光污染，又是一种天然的防滑材料。

从装饰风格来说，砂岩创造一种暖色调的风格，显素雅、温馨，又不失华贵大气。在耐用性上，砂岩则绝对可以比拟大理石、花岗石，它不会风化，不会变色。许多在一二百年前，用砂岩建成的建筑至今风采依旧，风韵犹存。根据这类石材的特性，常用于室内外墙面装饰，家私，雕刻艺术品，园林建造用料。

用途：

A：内外幕墙装饰，规格板，地板

B：家私，雕刻艺术品，路面及园林建造用料。

C：雕花线，浮雕板、门套、窗套、花瓶、罗马柱等异型加工。

二、石材性质的分类

建筑幕墙装饰石材一般分为天然花岗石、天然大理石、砂岩三类。

天然花岗石是火成岩，它的构造细密，呈整体的均粒状结构。常按其结晶颗粒大小分为“伟晶”、“粗晶”、“细晶”三种。其颜色通常为灰色、红色、蔷薇色或红、灰相间的颜色，在加工磨光后，便形成色泽深浅不同的美丽斑点状花纹，花纹的特点是晶粒细小均匀，并分布着繁星般的云母亮点与闪闪发光的石英结晶。天然花岗石具有质坚耐蚀，抗压强度大、硬度高、耐磨、化学性能稳定等特点。

天然大理石是重结晶的石灰岩，其主要成分是钙和白云石，矿物颗粒较多。大理石结晶程度较差，表面呈圆圈形、枝条形或脉状花纹。

砂岩又称砂粒岩，是由于地球的地壳运动，砂粒与胶结物（硅质物、碳酸钙、粘土、氧化铁、硫酸钙等）经长期巨大压力压缩粘结而形成的一种沉积岩。

三、石材的硬度:

1. 摩氏硬度：

大理石相对来说是比拟软的石材，在摩氏硬度表中（MOHS），大理石的品级大概是3（最高为10）。大理石和牙齿一样由钙生成。假如咬太硬的工具，牙齿就会断裂，吃太多糖，牙齿就会穿孔。石材也是如此。假如石材概况所用试剂不妥，石材就开端糜烂，形成孔穴。

下面是著名的摩氏硬度表（MOHS）。这个标准是在十九世纪初制订的，它有助于判定所用石材的强度和硬度，以便在利用时采用响应的办法。

摩氏硬度表：

1.滑石

2.石膏

3.方解石（大大都的大理石）

4.萤石

5.磷灰石

6.长石（花岗岩）

7.石英（花岗岩）

8.黄玉

9.刚玉10.金刚石

摩氏硬度表就是用来测量石材耐磨的水平。当沉积物或沙砾比石材概况硬，就会刮伤石材。例如硬塑料硬度品级大约为2，它不会刮伤品级为3的方解石(大理石)。硬度为6级的沙子会刮伤3级的方解石但不会刮伤7级的石英石即花岗岩。硬度品级越高，就越耐磨。建筑物中外来沉积物硬度测量值为3.0至7.0。

2.肖氏硬度：

石材抵抗某种外来的机械作用，特别是抵抗刻划、压人、研磨等作用的能力，称为硬度。测试硬度的方法有静压法、动压法、刻划法、弹跳法、摇摆法、研磨法等。

测定矿物的硬度比较常用简便的是刻划法，即从软到硬与其作标准硬度的十种矿物相比（即依次为滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄玉、刚玉、金刚

石），以确定其相对硬度。岩石由矿物组成，根据组成的矿物硬度也可以反映出岩石的大致硬度，但准确性较差。某些大理石和花岗石外形上相似，可借刻划法容易把它们区分。

石材硬度多采用比较准确的肖氏硬度，它的测试原理是在一定高度落下的冲头碰到磨光石材后回弹高度的多少，来确定其硬度，如HS -19肖氏硬度计，属于弹跳法的一种。我国一般大理石品种肖氏硬度在38～68之间，花岗石一般在74～111之间。测试样品大小一般在长×宽为100×100mm，厚度大于l0mm，每组三块，要平滑光洁，否则会出现误差，试验面不得有坑窝、沙眼和裂纹等缺陷。

硬度高低直接影响石材开采、加工，不同硬度选择不同磨料，对提高工效关系很大，因此准确地测定石材硬度，在石材行业中尤为重要。