答案：D

A、大理石的主要成分是碳酸钙，还含有一些杂质，属于混合物

B、钢铁是铁的合金，属于混合物；

C、水煤气中含有氢气和一氧化碳等物质，属于混合物

D、甲烷中只含有一种物质，均属于纯净物

故选D