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大理石是一种变质岩，当石灰岩受到变质的热量和压力时形成。启东大理石主要由矿物方解石组成，通常含有其他矿物质，如粘土矿物，云母，石英，黄铁矿，氧化铁和石墨。在变质作用的条件下，石灰岩中的方解石重结晶形成一块岩石，这是一块互锁的方解石晶体。当白云岩受到热和压力时，产生相关的岩石，白云石大理石。大多数大理石形成于会聚的板块边界，大面积的地壳暴露于区域变质作用。当热的岩浆体加热邻近的石灰岩或白云岩时，一些大理石也会通过接触变质形成。在变质作用之前，石灰岩中的方解石通常以岩化化石物质和生物碎片的形式存在。在变质作用期间，这种方解石重结晶，岩石的质地发生变化。在石灰岩 - 大理石转化的早期阶段，岩石中的方解石晶体比较小。在一个刚刚破损的手部标本中，当岩石在光线中播放时，它们可能只被认为是从它们微小的解理面反射出来的光闪闪发光。随着变质作用的进行，晶体变大，变得容易识别为方解石的互锁晶体。重结晶掩盖了原始化石和石灰岩的沉积结构。它也可以在没有形成叶片的情况下发生，叶片通常存在于由会聚板边界的定向压力改变的岩石中。
