大理岩是一种颗粒状变质岩，源自灰岩或白云岩。大理岩形成于热力和压力作用下，由方解石或白云石颗粒互锁组成，后者叫做白云质大理岩。富含蛇纹石的大理岩叫做花蕊石(Ophicalcite)。
大理岩的形成有两种方式：一种是深埋在比较古老的地壳层中的灰岩，在上方厚厚的沉积岩层的热力和压力作用下形成；另一种在火成岩侵人岩的接触变质作用下形成。方解石是纯净的大理岩，原灰岩中的杂质常在变质过程中结晶，而使大理岩含杂质。最常见的杂质是石英、云母、石墨、氧化铁、小黄铁矿晶体。其他大理岩中也存在石灰或镁氧硅酸盐，包括透辉石、透闪石、拉长石、钠长石、钙长石、石榴石、维苏威石、尖晶石、黝帘石、绿帘石、电气石和榍石。杂质含量较高时，大理岩会具有不同的纹理和颜色。
纯大理岩呈白色。某些其他大理岩是根据其所含杂质或其颜色命名。因为杂质是夹在原灰岩中的薄层矿物质，所以它们有时会在灰岩中呈带状出现。如由蛇纹石、透闪石、水镁石和橄榄石所构成的杂质将使大理岩整体呈绿色。灰色大理岩通常由相对纯净的灰岩形成，所含矿物杂质很少。少量石墨会使灰色大理岩带色；某些黑色大理岩含有较高浓度的石墨。褐色大理岩含石榴石和维苏威石。脉纹和图案是大理岩在受到挤压或分裂的情况下形成的，填充碎屑缝隙中的矿物是方解石或其他矿物质。在未完全变质的大理岩中可见到原灰岩中的化石。意大利的卡拉拉和挪威卑尔根(Bergen)的大理岩皆属于此类。完全结晶的大理岩中不存在任何化石。
——浩宇石头行
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