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中国天然装饰石材三大岩类的基本特点
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中国的天然装饰石材资源十分丰富，分布广泛，无论是花岗石类还是大理石类，全国各省(市、自治区)都有分布，只是数量多少和花色品种各有不同罢了。中国天然装饰石材的总储藏量居世界首位。不过由于中国地质特点与国外有不同之处，因此所生成的天然装饰石材的花色品种也有不同之处。如，国外的某些 “特殊品种” 主要是“挪威蓝”或“巴西蓝”、“印度红”等等深红色、蓝色和绿色品种目前在国内发现较少，而中国的一些特殊品种，同样在国外也较少见。所以可以这样说：我国的装饰石材资源储量居世界第一，花色品种国内外各有所长。 我们从事天然装饰石材生产、应用和营销的石材行业同仁们的共同目标和职责，就是要充分发挥我国石材资源优势，优选各地“特色品种”，争创品牌，开拓国内外市场，使我国装饰石材的开发利用迈向新阶段。而要做到这一点，首先必须了解和认识天然装饰石材一些最基本的特点。天然装饰石材是天然石材的组成部分。在天然石材中，一些颜色美丽鲜艳、花纹结构美观清晰、岩石硬度坚固耐用、并且可加工的性能良好的岩石，就是天然装饰石材。所以天然装饰石材的一些基本特点都是由天然石材的基本特点所决定的。 天然石材的岩石品种极多，但按它们最原始的生成原因来说，实际上就是两大类，即火成的和水成的。也就是说，凡是由地下岩浆冷凝而成的岩石，统称为火成岩；凡是由江、河、湖、海洋水下沉淀而成的岩石，统称为沉积岩。这两大类原始成因的岩石中，有一部分(特别是距今几十亿年和十几亿年的较古老岩石)在地球发展演化过程中，经过多次地壳运动时高温、高压条件下的强烈变化(地质学上称为“变质作用”)，形成了一种新的岩石，统称为“变质岩”。所以当今人们所见到的地球表层各种各样的岩石，归纳起来就是三大类：火成岩、沉积岩和变质岩。商业用语的“花岗石类”，包括了天然石材中的全部火成岩和变质岩类中的“花岗片麻岩”(未“变质”之前实际上也是火成岩)；商业用语“大理石类”包括了变质岩类中的全部大理岩和沉积岩中有装饰性能特点的石灰岩(如，含古生物的生物灰岩、有特殊花纹结构构造的竹叶状灰岩、豹皮状灰岩等等)；“板石类”包括了变质岩类中的全部板岩和党风积岩中有装饰性能特点的砂岩(如，颜色或花纹结构构造美观的细砂岩)。由此可知，装饰石材中的花岗石类基本上都是火成的，而大理石类和板石类全部都是水成(沉积)的。由于花岗石类与大理石类及板石类的原始成因不同，决定了它们在建筑装饰应用中具有各自不同的特点： (1)装饰石材的各种颜色是怎样来的？颜色美丽鲜艳是装饰石材的首要条件，而且通常都按颜色特征来进行装饰石材分类，划分出不同的颜色系列。那么各类装饰石材的颜色都是怎样形成的？首先， 花岗石类(火成岩类)的颜色是由它所含的矿物种类和数量多少决定的。装饰用花岗石类首先分为暗色系列和浅色系列两大类。暗色系列中包括玄武岩类、 辉长岩类、 辉长闪长岩、 辉绿岩、超基性岩类和蛇纹岩类。这些岩石为什么成为暗色(主要是黑色)的？这是因为组成这些岩石的矿物主要是含铁(Fe)镁(Mg)和钙(Ca)成分的角闪石、辉石和钙长石，其中的角闪石和辉石是黑色或黑绿色的，钙长石是暗灰(深灰)色的。所以以这些矿物为主组成的岩石自然是黑色花岗石类。但是当其中含有一些特殊颜色的特殊矿物时，岩石的颜色就会随之变化，如含有绿色、暗绿色的的蛇纹石时，或者含有黄绿色、褐绿色的绿帘石时，岩石变成绿色(或暗绿色)；含有蓝色的拉长石(钙钠长石)时，岩石变成蓝色(或灰蓝、暗蓝色)。据此，在暗色系列的花岗石类中可进一步分出黑色系列、绿色系列和蓝色系列。 浅色系列花岗石类中包括花岗岩、花岗闪长岩、 闪长岩、 石英闪长岩、 正长岩、白岗岩、碱性岩类、 流纹岩类、 安山岩类、斑岩类、玢岩类；变质岩中的片麻状花岗岩和花岗片麻岩。为什么这些岩石是浅色的？同样是由组成这些岩石的主要矿物的颜色决定的。 一切浅色岩石中二氧化硅(SiO2)的成分都是最主要的， 其含量高达52％77％。而二氧化硅主要生成的石英石是无色(透明)或白色的。另外的主要矿物是长石类， 其中含钾多的是钾长石类，含钠钙类多的是斜长石类。钾长石类矿物是红色的，含钾量越高颜色越红，从红色直至淡粉色；斜长石类是灰色至白色的， 其中含钙量越多颜色越发灰，而含钠量越高颜色越白。所以由这些浅色矿物组成的岩石必然是浅色花岗石类。并且由这些矿物在各种花岗石中各自含量的不同和各自颗粒度大小及形状的不同， 从而构成了浅色系列中的不同 “亚系列”(小系列)。在浅色系列的花岗石类中，含铁镁成分的暗色矿物角闪石、 辉石很少，经常出现的是少量呈片状的黑云母，它对装饰石材是个不利因素。 在浅色系列花岗石类中，有时也会出现有某种特殊颜色的特殊矿物， 如，当有鲜绿色的矿物天河石出现时， 就形成了绿色系列；当有酱红色至紫红色的矿物锆石存在时，就会使红色系列更加红， 变成酱红或紫红色系列。 从以上清楚地看出，火成岩(花岗石类)类的颜色是由矿物的颜色决定的。但是水成的沉积——变质岩大理石类和板石类却是另一种情况。其中大理石类的颜色是由水下沉积过程中混有何种杂质的种类和数量决定的；而板石类的颜色则是由沉积时的水下化学环境决定的。大理石类的主要成分是方解石(碳酸钙CaCO3)和白云石[碳酸钙镁CaMg(CO3)2]这些矿物本来都是白色、乳白色和灰白色的。但是在自然界的江、河、湖、海洋中沉积方解石和白云石时不可能没有任何其他杂质混入。混入的杂质种类和数量就决定了大理石类的颜色。如，有铁(Fe)混入时，岩石出现红褐色、黄褐色等；有锰(Mn)混入时，岩石出现粉红色、玫瑰红色等；有碳(C)混入时，岩出现灰黑色、黑色等；有泥质混入时，岩石出现灰色、土黄色等；有带颜色的矿物，如绿色矿物(蛇纹石、绿帘石、绿泥石、阳起石等)混入时，岩石出现绿色等等。这些混入的物质在温度、压力和热水的作用下，均匀或比较均匀的分布在岩石中时岩石就成为比较均匀的某种颜色(如，粉红色、米黄色、豆绿色等等)；若相对集中到岩石的一定部位(如，岩石的原生裂隙、层理面等等)时，就形成了具有不同色彩的条带和花纹，有时可构成天然的特殊图案和美丽的风光图景。板石类的颜色又是由另外的原因造成的了：板石类都是水下沉积的泥质、粘土质岩石经过在一定的温度、压力条件下的“变质作用”而形成的。如果原泥质、粘土质是在水下还原环境(即，水较深、缺氧)中沉积的，生成的板石是灰色至灰黑色，或灰绿色至豆绿色；如果既是还原环境，同时泥质中又混入碳(C)时，生成的板石是黑色的；如果水下沉积时是氧化环境(即，水较浅、氧气较充足)，生成的板石是红色、砖红色、黄褐色等等的红色系列。 由上述可知，三大类(花岗石类、大理石类和板石类)装饰石材的颜色成因各不相同，并由此构成了各自不同的颜色系列。 (2)装饰石材的各种花纹、 结构构造都是怎样形成的？花纹或结构构造美观清晰是装饰石材的又一重要条件。花岗石类花纹或结构构造是由各种矿物形状和大小决定的。如，各种矿物的大小基本一致时，组成细等粒状或粗等粒状岩石； 矿物大小和形状相差较大时，组成斑状岩石；矿物颗粒都较大， 而且形状和颜色各有不同时，组成花斑岩石等等。但是大理石类和板石类的花纹和结构构造主要是由原沉积岩的不同成分特点和“变质”过程中受压力的情况决定的。如，原沉积的碳酸盐岩中混有泥质等杂质时，“变质”后的大理岩中出现条带状或不同的花纹构造；原来较古老的花岗岩类在 “变质” 过程中因受一定方向的强烈挤压力的作用而形成片麻状构造或板石类中的片理构造等等。 由此可知，火成岩(花岗石类)和水成沉积岩(大理石类及板石类)的花纹与结构构造的形成原因各有不同的特点。 (3)各类装饰石材为什么有不同的硬度和不同的物理性能特点？ 经久耐用、 防腐抗压等等； 是装饰石材的特点之一。但是这些特点在三大类(花岗石、 大理石和板石)岩石中是有很大差别的。这是为什么？是什么原因决定了三大类岩石的硬度和物理性质的差别？简单地说， 就是一句话， 即， 由于它们的物质成分不同。由于组成花岗石、大理石和板石的物质成分有很大差别，所以它们的硬度和物理性质特点也有很大差别。 为了使大家了解自然界各种固体物质的相对硬度情况，首先向石材业同仁介绍一种便于掌握和应用的“摩氏相对硬度计”。即，自然界固体物质从最软到最硬分为10级，以天然矿物为标准， 最软的是滑石、 硬度1，石膏硬度2，方解石硬度3， 萤石硬度4， 磷灰石硬度5，长石硬度6，石英硬度7，黄玉硬度8， 刚玉硬度9， 最硬的是金刚石，硬度10。在装饰石材的物理性能测定中。所测的硬度是工业用的“绝对硬度”(统称“肖氏硬度”或“维氏硬度” )，上述10级分类是日常工作和生活中常用的“相对硬度”。花岗石类的肖氏硬度(绝对硬度)一般在78116范围内；大理石类和板石类的肖氏硬度一般在3668范围内。 花岗石类的物质成分主要是硅(Si)、硅酸盐类和铝硅酸盐类，所以比较稳定，既耐酸、又耐碱、耐腐蚀；硅酸盐和铝硅酸盐的硅氧四面体(SiO4)骨干结构紧密，因此抗压、抗拉、抗剪切力强；同时吸水性小，所形成的矿物硬度都比较大，所以耐磨。其中的浅色花岗石类主要由石英(二氧化硅，SiO2)和各种长石(铝硅酸盐类)组成。石英的(相对)硬度是7，长石的硬度是6，所以浅色花岗石类的(相对)硬度为6-7(顺便说一句：如果有人说他生产或销售的花岗石硬度是“8”之类的话，那是不科学的假宣传！)。暗色花岗石类主要由角闪石、辉石和钙长石组成的。角闪石和辉石的硬度都是5.5左右，钙长石的硬度是6，所以暗色花岗石类的硬度为5.56，比浅色花岗石类的硬度稍低。应该注意的是，在装饰用花岗石类(特别是浅色系列)中，云母(主要是黑云母)的含量越少越好。因为云母的硬度只有2.53，而且由于云母呈薄片状很容易剥落掉，造成石材表面不平和失去光泽。 大理石类的物质成分是碳酸盐类，即碳酸钙方解石(CaCO3)和碳酸钙镁白云石[(CaMg(CO3)2)]。碳酸盐是弱酸，遇到强酸(硝酸、盐酸、硫酸等)就会发生变化、起化学反映，所以大理石是不耐酸、不耐碱的。在环境污染严重、酸雨普遍的情况下，不适合用大理石为原料进行室外露天雕塑。方解石的硬度是3，白云石的硬度是3.54，因此大理石的硬度较小(一般为34)，不耐磨。但如果有二氧化硅(SiO2)加入到大理石中时(地质上称为“硅化”)，它的硬度就会提高。硅化大理石的硬度可以达到花岗石类的硬度，从而既可以用来装修地面(没有“硅化”的大理石由于硬度小不耐磨，不适合装修地面)，也可以进行室外露天雕塑。那么如何区分未硅化的正常大理石和硅化大理石呢？最简单的方法就是用随身携带的指甲刀、小刀等物来刻划一下。小刀等铁物的硬度是5，如果大理石(板材)被小刀等铁物(包括铁钉)刻划出了一道擦(抹)不掉的白痕，说明大理石的硬度比小刀(或铁钉)小，是正常(没有硅化的)大理石，不能装修地面，也不能为做室外雕塑原料。相反，小刀在大理石上刻划的白印一擦就没有了，实际上是没有刻动，说明大理石的硬度大于5，是硅化大理石。其应用范围比正常大理石广。 板石的物质成分是铝硅酸盐类，由各种粘土类矿物(如，高岭石、多水高岭石等等)组成，同时含有较多的微细粒云母(主要是绢云母)和石英。所以板石的耐酸、耐碱性比大理石好。板石的硬度变化比较大，一般情况下由于板石的主要成分就是“粘土类”，因此其硬度仅有2.53.5。但是当含二氧化硅较多时，其硬度就会提高，达到暗色花岗石类的硬度。由于板石类成分就是粘土类，所以板石无法抛光，即使抛光也没有光泽度。如果希望增加板石的光泽度时，可在其表面涂一层保护膜。正是由于板石无光泽，保持了天然古朴典雅的特色，很适合装修外墙面和房屋顶盖，显示出与大自然更加和谐。加之板石的生产加工过程简单，价格便宜，所以今后在外墙面和房屋顶盖装饰装修中，国内外都会有广阔的前景。 从上述装饰石材的成因及其基本特点中可以清楚看出：无论是石材生产家，还是石材营销家或是石材广大用户(特别是建筑设计和装饰装修设计专家)，只有了解和认识了天然石材的一些基本特点，才能对自己的工作对象——石材，不但知其然，而且知其所以然。从而随时注意自觉地、有意识的以石材自身的基本特点为科学依据，正确的指导生产石材、营销石材和选用石材。只有这样，才能不但会取得事半功倍的良好的经济和社会效益，而且会使21世纪的中国石材业的发展走向知识化、科学化和高技术化的正确轨道。 为便于读者对天然装饰石材的分类、各类基本特点和装饰装修适用范围的全面了解，附表供参考使用。
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