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| 変成岩 | |
 大理石 | |
| 構成 | |
|---|---|
| 主に方解石またはドロマイト | |
| 身体的特徴 | |
| ファブリック | 通常は葉がない |
| 人間関係 | |
| 原石 | 炭酸塩鉱物、石灰岩、ドロマイト |
大理石は、熱と圧力の影響で再結晶化した炭酸塩鉱物（最も一般的なのは方解石 （CaCO 3）またはドロマイト（CaMg(CO 3 ) 2 ））からなる変成岩です。 [ 1 ]結晶質の組織を持ち、例外はあるものの、通常は葉理（層状構造）はありません。
地質学では、大理石という用語は変成した石灰岩を指しますが、石工の分野では、変成していない石灰岩も広く使われます。[ 2 ]
純白の大理石は、非常に清浄な石灰岩またはドロマイト岩から生成されます。しかし、その特徴的な脈や渦巻き模様は、原岩に元々存在していた粘土、砂、酸化鉄、チャートなどの不純物によって生じます。マグネシウムを多く含む種類は、蛇紋岩のために緑色を帯びることがあります。これらの不純物は、変成作用中に再分配され、再結晶化されます。[ 1 ] 大理石は、その硬さ、耐久性、耐熱性から、彫刻や建築によく使用されます。[ 3 ]彫刻では、大理石は均一な粒状性、適度な硬度、表面下で光を散乱させる能力（表面下散乱）により、細かいディテールを表現するのに理想的であり、彫刻に生き生きとした蝋のような外観を与えます。[ 4 ]建築では、大理石は研磨可能な表面、硬度、耐摩耗性が高く評価されています。石工では、「大理石」は、真の地質学的大理石でなくても、同様の結晶質の岩石を広く含む場合があります。[ 5 ]
大理石の採掘は採石によって行われる。大理石の生産は中国、イタリア、インド、スペインの4カ国が中心で、世界の大理石および装飾石の生産量のほぼ半分を占めている。[ 6 ]
「大理石」という言葉は、古代ギリシャ語のμάρμαρον ( mármaron ) [ 7 ]に由来し、 μάρμαρος ( mármaros )「結晶質の岩、輝く石」[ 8 ] [ 9 ]から派生した可能性があり、動詞μαρμαίρω ( marmaírō )「きらめく、輝く、光る」[ 10 ]に由来する可能性がある。RSP Beekes は「ギリシャ語以前の起源である可能性が高い」と示唆している。[ 11 ]
この語幹は英語の「marmoreal」（大理石のような）の祖先でもある。 [ 12 ]英語の「marble」はフランス語の「marbre」に似ているが、他のほとんどのヨーロッパ言語（「marmoreal」のような単語がある）は、元の古代ギリシャ語により近い。[ 13 ]
大理石は、堆積炭酸塩岩（最も一般的には石灰岩またはドロマイト）の変成作用によって生じる岩石です。変成作用により、元の炭酸塩鉱物粒子が様々な程度で再結晶化します。結果として生じる大理石は、通常、炭酸塩結晶が絡み合ったモザイク状になっています。元の炭酸塩岩（原岩）の一次堆積組織と構造は、通常、変化または破壊されています。[ 14 ]
純白の大理石は、非常に純粋な（ケイ酸塩の少ない）石灰岩またはドロマイトの原岩が変成作用を受けた結果です。多くの色の大理石に見られる特徴的な渦巻き模様や脈状模様（縞模様と呼ばれることもあります）は、通常、石灰岩中に粒状または層状に存在していた粘土、シルト、砂、酸化鉄、チャートなどのさまざまな鉱物不純物によるものです。緑色は、もともとマグネシウムに富む石灰岩またはドロマイトにシリカ不純物が混入してできた蛇紋岩によることが多いです。これらのさまざまな不純物は、変成作用の強い圧力と熱によって移動し、再結晶化しました。[ 15 ]
酸は大理石中の炭酸カルシウムと反応し、炭酸（すぐにCO2とH2Oに分解する）やその他の可溶性塩を生成する ：[ 16 ]
屋外の大理石像、墓石、その他の大理石構造物は、酸性雨によって炭酸化、硫酸化、または「黒色皮膜」（硫酸カルシウム、硝酸塩、炭素粒子の蓄積）の形成により損傷を受けます。[ 16 ]大理石製品の洗浄には、酢やその他の酸性溶液の使用は避けるべきです。
結晶化とは、大理石の床（炭酸カルシウム）に光沢があり、より耐久性のある仕上げを施す方法を指します。この方法は、床研磨機に取り付けた酸性溶液とスチールウールパッドで表面を研磨することによって行われます。以下の化学反応は、フッ化ケイ酸マグネシウム（MgSiF₆）と塩酸（HCl）を用いた典型的なプロセスを示しています。
生成された六フッ化ケイ酸カルシウム（CaSiF₆ ）は、大理石の表面に結合している。これは、元の表面に比べて硬度が高く、光沢があり、汚れにも強い。
大理石の仕上げによく用いられるもう一つの方法は、有機酸であるシュウ酸（H₂C₂O₄）で研磨することです。その結果生じる反応は以下のとおりです。
この場合、反応で生成されたシュウ酸カルシウム（CaC 2 O 4）はスラリーとともに洗い流され、化学的に変化していない表面が残ります。[ 17 ]
好塩性アルカリ性メチロ栄養細菌Methylophaga murata は、クレムリンの劣化した大理石から分離された。[ 18 ]ミラノ大聖堂の大理石の 4 つのサンプルで細菌と真菌による劣化が検出され、黒色のCladosporium がメラニンを使用して乾燥したアクリル樹脂を攻撃した。[ 19 ] [ 20 ]
大理石は炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムからなる岩石で、主に白色とピンク色をしています。[ 1 ]一般的な大理石の種類は、粒状石灰岩またはドロマイトです。大理石の硬度は非常に高く、長期間の自然老化により岩石の内部構造が非常に均一になり、内部応力がなくなるため、温度変化による変形がなく、耐摩耗性も高いです。そのため、人気の建築材料となっています。
以下の表は、大理石の特徴をまとめたものです。[ 3 ]
白い大理石は、古典時代から彫刻に用いられる素材として高く評価されてきました[ 23 ]。この好みは、彫刻しやすい柔らかさ、比較的等方性で均質な性質、そして比較的割れにくい性質に関係しています。また、方解石の屈折率が低いため、光は石の内部に12.7～38ミリメートルまで浸透してから散乱し、大理石の彫刻に生命感のある光沢を与える特徴的な蝋のような外観を生み出します。そのため、多くの彫刻家が人間の形を彫刻するのに大理石を好んでおり、現在でも好んでいます[ 24 ] 。
建築用大理石は、方解石、ドロマイト、または蛇紋岩で構成され、研磨が可能な石です。 [ 25 ]より一般的には、建築、特に寸法石材取引において、大理石という用語は、建築石材として有用な結晶質の方解石岩（および一部の非方解石岩）に使用されます。たとえば、テネシー大理石は実際には、地質学者がホルストン層と呼ぶ、緻密な粒状の化石を含む灰色からピンク、または栗色のオルドビス紀の石灰岩です。
トルクメニスタンの首都アシガバートは、2013年のギネス世界記録に、世界で最も白い大理石の建物が集中している都市として記録された。 [ 26 ]
大理石の採掘は採石によって行われます。ほとんどの用途ではブロックが好まれ、掘削や爆破、ウォータージェットやウェッジ法など、さまざまな技術で製造できます。[ 27 ]石灰岩は商業的にも歴史的にも大理石と呼ばれることが多いですが、これは地質学的な定義とは異なります。
大理石の生産は、世界の大理石および装飾石の生産量のほぼ半分を占める4か国によって支配されていた。中国とイタリアが世界のリーダーであり、それぞれ世界の生産量の34％と19％を占め、インドとスペインがそれぞれ16％と13％を占めて続いた。[ 6 ]
2018年、トルコは世界の大理石輸出で首位となり、世界の大理石貿易の42%を占め、次いでイタリアが18%、ギリシャが10%でした。2018年の大理石輸入国は中国が64%で市場シェアを占め、次いでインドが11%、イタリアが5%でした。[ 28 ]
ローマ時代には、地中海盆地全体で白い大理石が広く利用されました。採掘センターは、イタリア半島、ギリシャ本土、エーゲ海諸島、小アジア、イベリア半島などの小規模な拠点に不均等に分布していました。この不均衡により大規模な貿易が必要となり、建築部材、彫刻、石棺などの大理石製品の広範な交換につながりました。紀元前1世紀後半から紀元後2世紀末にかけて、白い大理石の分布は著しく増加しました。紀元後3世紀には、分布の緩やかな減少が始まりました。[ 29 ]
米国地質調査所によると、2006年の米国国内の大理石生産量は46,400トンで、約1,810万ドル相当でした。これは、2005年の72,300トン、1,890万ドル相当と比較したものです。2006年の砕石大理石生産量（骨材および工業用途向け）は1,180万トンで、1億1,600万ドル相当でした。そのうち650万トンは微粉砕炭酸カルシウムで、残りは建設用骨材でした。比較のために、2005年の砕石大理石生産量は776万トンで、5,870万ドル相当でした。そのうち480万トンは微粉砕炭酸カルシウムで、残りは建設用骨材でした。米国の寸法大理石の需要は約130万トンです。 DSANの世界大理石需要指数（加工済み大理石）は、2000～2006年の期間で年率12%の成長を示しており、2000～2005年の期間の年率10.5%を上回っています。大理石の用途で最も大きいのはタイルです。
大理石製造業界では、粒子状大気汚染への曝露が高まっていることがわかっています。大理石の切断によって発生する粉塵への曝露は、作業員の肺機能障害や珪肺症などの肺疾患を引き起こす可能性があります。皮膚や目の問題も潜在的な危険です。粉塵フィルターや粉塵抑制などの軽減策が提案されていますが、安全対策の有効性については、さらに研究を行う必要があります。[ 30 ] [ 31 ]
米国では、労働安全衛生局（OSHA）が、職場での大理石への曝露に関する法的制限（許容曝露限界）を、 8時間労働日で総曝露15 mg/m 3、呼吸器曝露5 mg/m 3に設定しています。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）は、8時間労働日で総曝露10 mg/m 3、呼吸器曝露5 mg/m 3を推奨曝露限界（REL）として設定しています。[ 32 ]
大理石加工作業から発生する粉塵、破片、温度変化は、従業員の目の健康を危険にさらす可能性があります。 [ 33 ]大理石加工に携わるスタッフには、目の保護具を提供する必要があり、すべての労働者に対する職業上の健康リスクに関する教育を改善し、予防措置を強化することが推奨されます。[ 33 ]
ギリシャやローマの彫刻家や建築家にとって好まれた素材として（古典彫刻を参照）、大理石は伝統と洗練された趣味の文化的象徴となった。その極めて多様で色彩豊かな模様は、装飾材として人気が高い。[ 34 ]
この石にちなんで名付けられた場所には、マサチューセッツ州マーブルヘッド、オハイオ州マーブルヘッド、ロンドンのマーブルアーチ、マルマラ海、インドのマーブルロックス、ミネソタ州マーブル、コロラド州マーブル、テキサス州マーブルフォールズ、ニューヨーク州マンハッタンのマーブルヒルなどがある。
特に有名な大規模な大理石彫刻群としては、アテネのパルテノン神殿から出土したエルギン・マーブルがあり、現在は大英博物館に展示されている。[ 35 ]
2019年の世界の採石生産総量は約3億1600万トンでしたが、そのうち53%が採石廃棄物でした。 [ 33 ]大理石の採掘と加工の過程で、掘削された材料の約半分が廃棄物となり、これは床材や壁材の仕上げ材としてチップとして使用されることが多く、高カルシウム石灰岩が適した用途に使用されます。[ 1 ]
大理石[ 1 ]スラッジ廃棄物は、水性塗料の鉱物充填剤として使用できます。[ 36 ]塗料製造で充填剤として粉砕炭酸カルシウムを使用すると、塗料の明るさ、隠蔽力、塗布性能が向上し、二酸化チタンなどの高価な顔料の代替にもなります。[ 36 ]大理石廃棄物のリサイクルにより、大量の廃棄物が埋め立てられることがなくなり、環境汚染が軽減され、大理石の持続可能性が実現します。廃棄物を経済的収入を生み出し、劣化した土壌を回復させることで、環境を改善できます。
大理石は柔らかく多孔質なので、傷がつきやすく、色のついた液体で染みやすい。[ 37 ]
彫刻の製作に用いられることで珍重される白い大理石。
