花岗岩（Granite）

花岗岩类的基本概念~

1.花岗岩概念
花岗岩（granite）是一种分布很广的深成酸性火成岩，SiO2含量多在70%以上，颜色较浅，以灰白色、肉红色较为常见。主要由石英、长石及少量深色矿物组成。石英含量在20%以上。碱性长石常多于斜长石。斜长石主要为酸性，碱性长石为各种钾长石及钠长石。深色矿物以黑云母为主。具花岗结构或似斑状结构。
花岗岩依深色矿物种类可分为：黑云母花岗岩、白云母花岗岩、二云母花岗岩、角闪花岗岩等；依结构、构造可分为细粒花岗岩、中粒花岗岩、粗粒花岗岩、斑状花岗岩及片麻状花岗岩等。通常呈岩基、岩株、岩钟等产出。花岗岩在我国有广泛分布，各个地质时代都有出露。与它有关的矿产也极为丰富，主要有钨、锡、钼、铋、汞、锑、金、铜、铅、锌、铌、钽、铍等以及放射性元素等矿产。
狭义的花岗岩是指含石英20%～60%，碱性长石占长石总量65%～90%，具花岗结构的岩石。
2.花岗岩类概念
在野外，狭义的花岗岩常和含石英的中酸性深成岩伴生，并随石英含量减少，斜长石量增多，长石牌号增大而向石英闪长岩、闪长岩过渡，随石英含量减少，钾长石含量增多并向石英碱长正长岩、碱长正长岩过渡。花岗岩与这些含石英的过渡性岩石总称为花岗岩类。包括SiO2含量在60%以上的正长花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩、英云闪长岩、石英正长岩、石英二长岩、石英二长闪长岩、石英闪长岩、石英碱长正长岩、碱长正长岩等酸性、酸碱性和中酸性岩石，一般以含石英超过5%和具花岗岩外貌为特征。这些岩石类型，在成因上常有一定联系，在空间分布上关系也非常密切。但是，必须指出，在一定的地质构造环境条件下，其他一些中、基性岩类，如正长岩、闪长岩、二长岩和辉长岩等，它们的石英含量低于5%，SiO2含量低于60%，与上述岩石类型仍有密切的伴生和成因联系，因而在一定条件下亦可以列入花岗岩类岩石系列的研究范围之内，即花岗岩类（图3-1）。

一、概述
大理石、花岗石、板石（Slate）是饰面石材的商品分类，已有数百种商品品种，主要用于加工成各种饰面板材，石材的主要用途见表3-25-1。

表3-25-1　石材的主要用途

我国饰面石材资源丰富，蕴藏量大，品种丰富，位于世界前茅。能作饰面石材的岩石包括沉积岩、岩浆岩及变质岩三大类，各个地质时代都有产出，矿点遍布全国。大理石品种有400多种，其中如汉白玉、苍白玉、雪花白、桂林黑、墨玉、红皖螺、南江红、松香黄、丹东绿、莱阳绿等品种均属上乘。花岗石品种有100多种，其中芦山红、济南青、雪花青、磐石黑、米易绿、水芙蓉等品种畅销国外，深受用户欢迎。
二、我国大理石和花岗石的分类
1.大理石分类
依据大理石抛光面的基本颜色，大致可分为白、黄、绿、灰、红、咖啡、黑色七个系列，每个系列又依其抛光面的色彩和花纹特征又可分为若干亚类，见表3-25-2。

表3-25-2　我国大理石工艺分类表

2.花岗石分类
依据花岗石抛光面基本色调可以分为浅色、红色、黑色、稀有彩色四大系列。每个系列依其结构又分为细粒、中粒、粗粒、大花（大斑晶）等不同品种，见表3-25-3。

表3-25-3　我国花岗石工艺分类

三、大理石、花岗石的化学成分及物理性能
1.常见大理石、花岗石的化学成分
石材的化学成分对其能否利用一般不起主要作用，但能直接表明其岩性，并间接影响石材的物理化学性质。对加工性、抗风化耐腐蚀性的评价有一定意义。常见的大理石、花岗石的矿物组成见表3-25-4，化学成分见表3-25-5。

表3-25-4　部分常见石材的矿物组成及主要特征表


表3-25-5　常见石材的化学成分

2.常见大理石、花岗石的物理性能
石材的物理性能是判断石材可加工性的重要指标，也是其使用性能、使用范围的重要参考依据。常见大理石、花岗石的物理性能见表3-25-6。

表3-25-6　常见石材的物理性能

3.我国红色、绿色、黑色花岗石的性能
我国红色花岗石品种多，在1998年被评为“中国名特石材”中，红色花岗石达34个，占全部83个名特石材品种的41%。表3-25-7和表3-25-8分别列出我国红色花岗石的品种和优良品种的性能。

表3-25-7　我国红色花岗石品种统计


表3-25-8　我国红色花岗石的主要优良品种一览表


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注：①有“★”者，1998年被评为“中国名特石材品种”；②柳园红的放射性指标，为成品的天然放射性比活度。
尽管在1998年绿色花岗石只有3个品种被评为中国名特石材，但我国绿色花岗石的优良品种也较多。表3-25-9、表3-25-10、表3-25-11分别列出了绿色花岗石的品种、成因分类、优良品种的性能。

表3-25-9　我国各省（市、区）绿色花岗石品种统计


表3-25-10　成因分类及其代表性品种


表3-25-11　我国绿色花岗石的主要优良品种一览表


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注：有“★”者，1998年被评为“中国名特石材品种”。
我国出产的黑色花岗石在国际市场上享有较高的声誉。表3-25-12列出了我国黑色花岗石的品种。下面简要介绍几种主要的黑色花岗石。

表3-25-12　我国黑色花岗石品种统计

注：有★者，为“中国石材名特品种”。
丰镇黑、太白青和阜平黑　丰镇黑（国际编号G1510）矿区位于内蒙古丰镇市九龙湾乡、三义泉乡等地；太白青矿区位于山西省浑源县瓷窑乡；阜平黑矿位于河北省阜平县百亩田乡等地。这三种黑色花岗石的岩石类型主要有辉长辉绿岩、辉长玢岩、辉绿玢岩和辉绿岩。物化性能见表3-25-13。

表3-25-13　丰镇黑等石材的物化性能

福鼎黑　国际编号G3518，纯黑色，结构均匀，色质稳定，无气孔、杏仁，无色线、色斑，抗压、抗折强度和光泽度高。岩石为橄榄玄武岩。产于福建省福鼎市白琳镇大嶂山。
济南青　国际编号G3701，灰黑或黑色有白点，抗压强度237.13MPa、抗折强度36.67MPa，肖氏硬度80HS，光泽度95度。产于济南市华山一带，岩石属燕山期辉长岩。
翡翠黑、庐山黑　翡翠绿为绿-墨绿色，抗压强度217MPa、抗折强度36MPa，光泽度80度。产于江西省武宁县，岩石为辉绿岩。庐山黑为黑色，抗压强度223MPa、抗折强度18.7MPa、光泽度＞80度、肖氏硬度＞79HS。产于庐山市九江，岩石为辉绿岩。
嵊州墨玉　国际编号G3314，深灰-黑色，光泽度＞100度。产于浙江省嵊州市贵门乡，岩石为含橄榄石辉长岩。
康美黑　国际编号G3511，墨黑、墨绿色，被日本称为“中国奇石”。产于福建泉州，岩石为辉长辉绿岩。
4.花岗石的放射性指标
为了预防石材产品放射性对人体和环境的危害，应遵循以下两标准之规定。一是《天然石材产品放射防护分类控制标准》（JC518-93），规定：A类产品的镭当量浓度 ≤350Bq·kg-1，放射比活度cRa≤200Bq·kg-1，其使用范围不受限制；B类产品的 ≤700Bq·kg-1,cRa≤250Bq·kg-1，不可用于居室内饰面，可用于其他一切建筑物的内、外饰面；C类产品的 ≤1000Bq·kg-1，可用于一切建筑物的外饰面。二是《建筑材料放射性卫生标准》（GB6566-86），规定：用于建造住房和公共用房的建筑材料成品的镭-226（ARa）、钍-232（ATh）和钾-40（AK）比活度（Bq/kg），应同时满足：ARa/200≤1.0和ARa/350+ATh/260+AK/4000≤1.0。后一标准基本与前一标准A类产品的规定一致。
对石材块料是否应进行放射性比活度检测，应视其y照射量率大小判断：当γ照射量率≤5.2×10-3μC/kg·h时，不必检测；反之，则必须取样进行镭-226、钍-232和钾-40的放射性比活度分析测定。当扣除允许的宇宙辐射本底时，则5.2×10-3μC/kg·h相当于石材矿放射性评价规定的40γ照射量率。因此40γ对石材矿山具有参考价值。
在花岗石各品种中，一般红色品种的放射性指标偏高，而且愈红愈鲜艳放射性强度愈高。尽管如此，大部分红色花岗石的放射性强度都在规定指标内。在放射性超标的花岗石品种中，超标幅度大的是绿色花岗石，如杜鹃绿。部分绿色花岗石放射性指标见表3-25-14。

表3-25-14　部分绿色花岗石放射性指标

四、产品标准及质量要求
1.天然大理石的产品标准及质量要求
天然大理石的部颁标准《JC79-84》适用于天然大理石荒料经锯、磨、切等工序加工而成的板材，主要用于建筑工程室内外装饰。平板规格允许公差见表3-25-15，平度允许偏差见表3-25-16，角度允许偏差见表3-25-17，光泽度指标见表3-25-18。

表3-25-15　天然大理石平板规格允许公差


表3-25-16　天然大理石板材平度允许偏差


表3-25-17　天然大理石板材角度允许偏差


表3-25-18　天然大理石板材光泽度指标

注：表列品种石质显著变化时，其光泽度指标由设计、使用单位和生产厂共同选定品种的标准样板，以按本标准的检验方法所测定的光泽度作为指标。

表3-25-19　天然大理石板材棱角缺陷范围

天然大理石板材的外观技术要求见表3-25-19。
2.天然花岗石建筑板材标准
天然花岗石建筑板材部颁标准《JC20S-83》分别见表3-25-20、表3-25-21、表3-25-22、表3-25-23、表3-25-24。

表3-25-20　天然花岗石板材规格允许公差


表3-25-21　天然花岗石板材平度允许偏差


表3-25-22　天然花岗石板材角度允许偏差

注：①机刨板材机械切边者，角度允许偏差同粗磨和磨光板材；②手工凿边者，角度允许偏差同剁斧板材；③异型板材的角度只允许有负公差，偏差大小根据夹角边长，按表3-25-22规定。

表3-25-23　天然花岗石板材棱角缺陷允许范围

注：①周长不足1m超过0.5m者按1m计。②底面棱角缺陷深度不得超过板材厚度的1/3。

表3-25-24　天然花岗石板材色斑允许范围

注：面积小于15mm×15mm者不以色斑论。
五、我国饰材市场
我国开发利用石材的历史源远流长，历代用花岗石、大理石建造的建筑物不胜枚举。尤其是1978年以来，随着国内建筑市场和外贸的发展，对饰面石材的需求迅速增加，使大理石、花岗石的开发利用迅速发展。尤其是近几年，石材开采量骤增，从1993年约100万m3，至1998年达480万m3，五年内增加了4.8倍。导致石材产品供大于求，石材价格下滑，1999年的平均价格是1993年的30%～40%，为历史上最低点。例如黑色花岗石从平均250元/m2，降至目前的100元/m2左右，企业由高利润落到亏损边缘。目前石材价格呈现出见底走平趋势，有望回升。尽管市场价格走低，但高档品种价格仍居高不降，如高档丰镇黑的目前价格还达260～300元/m2。其他较畅销的品种有济南青（75元/m2）、蒙古黑（120元/m2）、福鼎黑（80元/m2）、夜里雪（130元/m2）等。绿色花岗石板材价格适中，多数在150～300元/m2之间，最高为380元/m2左右。
我国的石材业尽管有了很大发展，但与世界先进水平相比，无论是在石材加工设备方面（包括通用设备、大型设备、异型设备、专用设备），还是在产品的品种和工艺方面仍有较大差距。表3-25-25列出我国与日本石材工业主要机械设备的比较。我国大理石、花岗石资源丰富，高档品种多，要合理开发利用，从粗加工向精细加工发展，提高产品档次，增强市场竞争力。

表3-25-25　国内外石材工业主要机械设备概况比较

主要参考文献
[1]　《非金属矿工业手册》编辑委员会，非金属矿工业手册，冶金工业出版社，1992.12。
[2]　罗星民、浦勇，我国红色花岗石资源概述，非金属矿，2000.3期，P.43～45。
[3]　罗星民、浦勇，我国的绿色花岗石资源，非金属矿，2000.6期，P.40～42。
[4]　浦勇、罗星民，我国的黑色花岗石资源，非金属矿，2000.4期，P.38～40。
[5]　傅永华，日本国大阪地方石材工业印象，非金属矿，1999.2期，P.45～46。
[6]　赵来时等，浑源县“山西黑”花岗石矿资源特征及开发利用，非金属矿，2000.1期，P.45～47。

一、概述

按照岩石学的分类，狭义的花岗岩是指岩浆侵入作用形成的以石英（含量为20%～60%）、碱性长石和斜长石为主要矿物的酸性侵入岩。广义的花岗岩是指具有花岗岩外貌的一套中、酸性深成或浅成侵入岩岩石组合。

花岗岩是一种分布广泛的岩石，各个地质时代都有产出。形态多为岩基、岩株等。在成因方面，有人认为花岗岩是地壳深处的花岗岩浆经冷凝结晶或由玄武岩浆结晶分异而成的，也有人认为是深度变质和交代作用所引起的花岗岩化作用的结果。

二、矿物岩石学特征

SiO₂的含量多在70%以上。颜色较浅，以灰白色、肉红色者较常见。主要由石英、长石和少量黑云母等暗色矿物组成。石英含量为20%～60%。长石分为碱性长石和斜长石，碱性长石多于斜长石，占长石总量的2/3以上。碱性长石为各种钾长石和钠长石，斜长石主要为钠更长石或更长石。暗色矿物以黑云母为主，含少量角闪石。具花岗结构或似斑状结构。块状构造最常见，但也可见斑杂构造、晶洞构造、似片麻状构造等。

花岗岩类岩石具有很高的抗磨性和机械强度。新鲜花岗岩的抗压强度一般为（1000～2100）×10⁵Pa，最高达3000×10⁵Pa；抗折强度一般为（90～270）×10⁵Pa，密度在2.63～2.75g/cm³之间，容重在2.50～3.3g/cm³之间，孔隙率1.2%左右，吸水率在0.46%左右。

三、用途

花岗岩常与有色金属、稀有金属、放射性元素等内生金属矿床的成因关系密切，矿床种类繁多，是重要的建筑材料，具有高强度、高硬度、耐磨性、耐腐蚀性等优良的物理性能和装饰效果，带来了巨大的经济价值，因此其应用越来越受到重视。花岗岩在石材方面的应用范围不断扩大，不仅用于豪华的公共建筑物，而且也进入了家庭装饰。

花岗岩作为石材主要用于以下几个方面：建筑材料，艺术装饰，雕刻材料，铺路、水利工程、桥梁工程、港口堤坝、地面基础等工程用材料，化工、轻工制品，天文、地震、航空工业用测量仪器部件，另外还在生活用具、环境保护等方面得到了广泛的应用。

四、地质特征

中国花岗岩矿床类型复杂、种类繁多，已探明和已开发的花岗岩矿床总体上可以分为岩浆型花岗岩矿床和变质型花岗岩矿床两大类，为中国的花岗岩矿床提供了广阔的找矿前景。

（一）岩浆型花岗岩矿床

由高温岩浆侵入地壳的不同部位，经冷凝结晶而成，与围岩呈突变侵入关系，具有较典型高温熔融体冷凝而形成的结构特点。

此类矿床包括一系列超基性、基性、中性、酸性的侵入岩和火山岩类，全国各大地质构造单元均有分布，以褶皱带为主。形成时代可分为前寒武纪，加里东期、海西期、印支期、燕山期和喜马拉雅期等，代表性矿床有福建寿宁花岗岩矿区、北京密云前寒武纪角闪二辉岩、浙江缙云的凝灰岩、福建闽侯紫红色凝灰熔岩、福建永泰紫红色条带状流纹岩等矿床。

（二）变质型花岗岩矿床

变质型矿床或称交代型花岗岩矿床，是产于深变质岩系中的花岗岩矿床。花岗岩矿体是原岩在区域变质作用下经强烈的交代作用，岩石在成分、结构、构造上逐渐转变，形成的深变质岩类。其中混合岩、片麻岩、混合岩化花岗岩等可作为花岗岩加以利用。变质型花岗岩矿床多分布于华北地台区，成矿时代以太古宙为主，含矿岩系有太行山区的阜平群、鲁西的泰山群、嵩山的登封群、燕山的桑干群、辽东的鞍山群等。矿体出露面积大，成片成带分布，岩性多属酸性或偏碱性混合岩化或钾化花岗岩系列，常见片麻状构造，岩石红色、结构均匀或花纹美丽，可达名优石材的要求。代表性矿床有山西灵丘太古宙混合岩化片麻状花岗岩矿床、河南偃师太古宙混合岩化花岗岩矿床等。

五、矿床分布

中国的花岗岩分布很广，由于中国的地质条件复杂，地质构造运动期次多，岩浆活动频繁，从元古宙到新近纪各主要构造岩浆期均有产出。形成于地质历史上大陆板块与大洋板块敛合边界大陆一侧的弧后岩浆带，常沿造山带的拉张性深断裂发育。中国大陆地壳的形成经历了以十一个古老板块为核心，不断集合、镶接，大陆逐渐增生扩张的漫长历史过程。在这一过程中花岗岩浆多期活动，主要发育于板块俯冲带上盘大陆板块的褶皱造山带内，多受深断裂的控制，呈带状分布，并常呈大规模的岩基、岩株产出，形成大型山链的主体，通常分布在褶皱带和构造活动地区。一般华力西期和燕山期是中国花岗岩浆强烈活动的时期。中国北方的花岗岩以燕山期、加里东期、华力西期为主，华南以燕山期为主。

在我国东南沿海的浙江、福建、江西、广东，北方的燕山地区和西北的天山地区，都有大面积花岗岩出露。它们长达数百千米，宽亦可达数十千米，其产出与造山作用关系密切，并与很多金属矿床具有成因联系。

六、可供资源

花岗岩在我国分布很广，从元古宙到新近纪各主要构造岩浆期均有产出。主要分布于古板块边缘及其内侧，在东北、内蒙古、新疆，祁连山、秦岭、藏东北-滇西和华南东部沿海广泛发育，以华南花岗岩最为典型。

花岗岩矿资源丰富，在全国各地均有分布，尤其是东南地区，大面积裸露各类花岗岩体，可见其储量之大。据2005年国土资源部《全国矿产资源储量通报》，探明储量的矿区214余处，查明资源储量矿石大约20×10⁸t，地区分布上以山东、广西、北京为多，分别占全国资源储量的20.7%、12.2%和11.1%（表2-34-1）。

表2-34-1 中国花岗岩矿床查明资源储量的情况

（据国土资源部《全国矿产资源储量通报》，2005）

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