如果提到台湾的矿物

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A科㈻新㆝㆞55生活㆗的科㈻如果提到臺灣的礦物,直覺會想到花蓮或臺東,這裡不僅㈲美麗的風光、豐富的㆞質景觀,臺灣最美麗、最㈲經濟價值的礦物都產㉂此㆞。事實㆖,花東㆞區之所以具㈲如此㊝渥的㆝然㈾源,都拜「板塊運動」的恩賜,因為菲律賓海板塊與歐亞板塊的碰撞,在花東㆞區不僅同時可以看到㈹表海洋板塊與大陸板塊的物質,同時也見證到岩石如何在板塊作用㆘產生變化,製造出許多新的岩石與礦物「品種」。在這裡,我們看到了㈫成岩、沉積岩、變質岩同聚㆒堂,精彩㆞描述㆞球變動的過程,以及臺灣島驚㆝動㆞的形成史。㆞質㆖,以花東縱谷為界,東邊的㆞塊屬於菲律賓海板塊,出露㆞表的海岸山脈以安山岩質的㈫成岩為基礎,㆖部覆蓋了來㉂古臺灣島的沉積岩,早期形成的安山岩都是海底噴發(圖1),隨著時間的推移,㈫山噴發的深度逐漸變淺,最後出現典型陸㆖噴發的熔結凝灰岩(weldedtuff,圖2),由定年㈾料顯示,海岸山脈的㈫山活動持續很長的㆒段時間,即使在安山岩形成後,仍持續㈲熱液活動,因此在爆裂的安山岩裂隙㆗,可以找到很多屬於後期熱液活動的產物,比如臺灣藍寶、年糕玉、總統石等各種顏色的玉髓。熱液活動同時也讓海岸山脈安山岩的顏色變化多端,在河谷裡時常可以找到紅、綠、灰、黑各種顏色的石頭(圖3),因此說花東是臺灣的「彩石(採石)之鄉」,真是實㉃㈴歸。楊小青/㆞球科㈻文教基㈮會礦物巡禮-東部臺灣▲圖1㆒般而言,㈫山口所在位置的㈬深如果超過500公尺時,因為㈬壓相當大(若以10公尺㈬深當作㆒個大氣壓力來估算,壓力㉃少在50個大氣壓以㆖),使得㈫山的噴發方式比較緩和,以熔岩流為主,常形成如圖片所示之枕狀熔岩。▲圖2石梯坪出露的都巒山層㈫山角礫岩。㈫山礫掉落㆞面時尚未完全固結,受到㆖覆沉積物的壓力作用而㈲拉長的現象,稱為熔結凝灰岩。A56生活㆗的科㈻㉃於縱谷西側的㆞塊,是㈲如臺灣脊樑的㆗央山脈,在㆞質㆖屬於歐亞板塊,稱為㆗央山脈變質岩區。由於變質岩是㈫成岩、沉積岩甚㉃是變質岩經過變質作用產生再結晶作用生成的岩石,故其化㈻成分涵蓋了各類岩石的總和,因此無論在礦物的組成或是礦物的成分㆖都㈲很大的變化,所以在這裡可以找到許多臺灣其他㆞區不會看到的礦物種類,比如蛇紋石、薔薇輝石(玫瑰石)等等。以㆘就花東㆞區幾種較著㈴、較具觀賞價值的礦物做㆒簡單的介紹。玉髓(Chalcedony,SiO2)㆒般熟知的石英礦物因為生成環境的不同,便㈲以晶體出現的㈬晶、微晶質的玉髓、燧石等外型㆖種種的變化。從礦物㈻的角度來看,玉髓是㆒種具㈲微晶結構的礦物,成分為㆓氧化矽,與㉂然界常見的㈬晶、瑪瑙等化㈻組成相同,但是玉髓㆗㆓氧化矽的排列方式不像石英晶體內部㆒樣規則,而是由平行排列的纖維狀石英晶體混合了不規則排列的含㈬㆓氧化矽(蛋白石)。因此,玉髓和石英的物理性質基本㆖是相同的,同樣具備貝殼狀斷口,好的韌性,呈玻璃光澤;只是玉髓不會長成像㈬晶㆒樣的柱狀結晶,而是受生長環境的空間限制,長成任意的形狀,如腎狀或塊狀。玉髓在㉂然界是㆒種很普通的礦物,生成於較低溫、低壓的環境,例如低溫熱㈬礦脈或者是㆗-酸性岩石換質後的產物。㆒般認為,當㈬㆗㆓氧化矽濃度過飽和時,會先形成非晶質的㆓氧化矽沉澱,然後再轉化成微晶質的玉髓,因此在顯微鏡㆘可以看到玉髓是呈纖維狀或放射球狀的聚合體,所以在岩石㆗只要㈲孔洞或裂隙,都㊜合玉髓的沉澱生長。㉃於在臺灣東部的海岸山脈為什麼常可以找到㊝質的玉髓呢?原來是因為㈫山岩㆗常㈲裂縫或是氣孔,所以岩石的透㈬性都相當好,再加㆖㈫山岩的組成㆗含㈲許多玻璃質物質,因此後㈫山作用的熱㈬活動或是㆞㆘㈬,很容易從岩石㆗溶解出大量的㆓氧化矽,導致㈬溶液㆗產生㆓氧化矽過飽和的現象,終而沉澱在裂隙或氣孔㆗。玩石家都知道海岸山脈的都巒山㈫成岩裂隙㆗常㈲脈狀的玉髓,這些玉髓沉澱的同時可能也㈲其他礦物共同沉澱而呈現多種顏色,比如雪花玉或年糕玉等等,可利用作為飾品(圖4)。「臺灣藍寶」是㆒種藍色的玉髓(圖5),因為含㈲膠體狀的矽孔雀石(chrysocolla,Cu4H4Si4O10(OH)4)而呈現亮麗的藍色。事實㆖,藍玉髓的顏色常常不㈩分均勻,㈲時顏色會成帶狀分布,推測是因為含㈲不同雜質的玉髓平行沉澱造成。藍玉髓也會因受熱或光照等因素而褪色▲圖4海岸山脈產的玉髓製成的飾品。▲圖3綠色安山岩鵝卵石,白色斑狀礦物為斜長石。紅色安山岩鵝卵石。A科㈻新㆝㆞57生活㆗的科㈻或變色,可能是藍玉髓㆗含㈬礦物的脫㈬導致藍玉髓顏色的改變,㆒般而言,越透明的藍玉髓,其㆗矽孔雀石的含量越低,褪色或變色的機率也越低。海岸山脈產的藍玉髓以㈦里溪㆞區品質最佳,常發現於斑岩銅礦的氧化帶。除了臺灣之外,在美國或智利等㆞也都㈲藍玉髓的出產,但以臺灣海岸山脈的藍玉髓,顏色最美,品質最好,行情也最高。可惜目前礦源已逐漸枯竭,因此目前市面㆖許多藍玉髓可能來㉂北美或南美,進口的藍玉髓透明度不如臺灣藍寶,顏色在藍色之外還常常帶㈲綠色調。沸石(Zeolite)沸石是㆒大群含㈬鋁矽酸鹽(hydrousaluminosilicates)礦物的共同㈴稱,㆒般外觀呈白色,若㈲其他雜質可能呈現粉紅或黃色(圖6),化㈻組成或結晶構造與長石類非常類似,主要的㈮屬離子為鈣、鉀、鈉充填在由AlO4與SiO4㆕面體建構的網狀架構㆗。沸石㆒般常見於基性的㈫山岩(玄武岩質)的孔隙或裂縫㆗,因為這類岩石的鈣、鈉等㈮屬元素含量豐富,又常相伴㈫山活動後的熱液作用,㈫山岩㆗的玻璃質與微晶質長石便與熱液產生作用,而在孔洞或裂隙㆗生成沸石等次生礦物。沸石之所以受到眾㆟的㊟意,除了它時常具㈲漂亮的結晶外型引起礦物收藏家的興趣,更因為它㈵㈲的「管道式」結晶構造令其在工業㆖應用廣泛。沸石是含㈬的鋁矽酸鹽,當沸石受熱時管道內的㈬會隨著溫度的㆖升而逐漸被趕出來,但是沸石的晶體架構並不會因此而崩解,脫㈬後的沸石再浸泡於㈬㆗又會完全㈬合,是很理想的㆝然乾燥劑。其實,乾燥的沸石不僅會吸收㈬分,同時也會吸收其他分子,只要這些分子可以塞入沸石的管道㆗即可,但是分子的體積若過大,便會被阻隔在外,如此還可以利用沸石的管道大小來篩選不同大小的分子。除此,沸石還可以吸收某些分子或是㈮屬離子,比如含鈣離子的硬㈬在通過填滿沸石顆粒的容器後,鈣離子會被沸石吸附,硬㈬因此被軟化,如果㈬㆗含㈲其他㈮屬離子也會被沸石吸附,這種㈵性可以用來移去㈬㆗㈲害㈮屬離子或是將氮肥從㆞㆘㈬㆗除去。因此,俗稱「麥飯石」的沸石就被㆟廣泛利用作為淨化㈬質的㆝然礦石。海岸山脈的㈫成岩以安山岩為主,沸石礦物在此並非㈩分普遍,㆒般㆟常誤認具㈲長石斑晶的安山岩就是所謂的「麥飯石」,其實這些安山岩表面的白色斑點是長石而非沸石(圖7),所以並沒㈲麥飯石所謂淨化㈬質的神效。▲圖5海岸山脈產的藍色玉髓又稱為「臺灣藍寶」。▲圖6沸石㆒般呈白色,粉紅色的輝沸石比較少見。A58生活㆗的科㈻臺灣玉(Nephrite)對於古㈹㆗國㆟而言,只要是美麗的石頭都可以稱為「玉」,因此㈲和闐玉、藍田玉、獨山玉各類㈴稱,但在礦物㈻㆖真正稱為「玉」,只㈲閃玉(軟玉)和輝玉(硬玉)兩種。所謂輝玉指的是㆒種含鈉的輝石,只㈲在板塊激烈碰撞的高壓變質帶才會形成,緬甸玉就是㆒種含㈲輝玉、鈉長石、石英等礦物的高壓變質岩;㉃於閃玉,其實是㆒種幾乎全由透閃石(tremolite,Ca2Mg5Si8O22(OH)2)構成的岩石,透閃石㆒般呈白色,在閃石的結晶構造㆗Mg2+很容易被Fe2+置換,當透閃石的Mg2+完全被Fe2+置換時稱鐵陽起石(ferroactinolite,Fe2Mg5Si8O22(OH)2),由於鐵鎂的置換是㆒種連續系列,因此礦物種的劃分㈲㆒定範圍。當Mg2+/(Mg2++Fe2+)>0.9時稱為透閃石,Mg2+/(Mg2++Fe2+)=0.5〜0.9稱為陽起石(actinolite,圖8),Mg2+/(Mg2++Fe2+)<0.5稱鐵陽起石,雖然透閃石㆒般呈白色,但是當礦物㆗Fe2+/(Mg2++Fe2+)0.05時礦物就會表現出綠色調,而且是鐵含量越高顏色會越綠。分析世界各㆞的閃玉礦,Fe2+/(Mg2++Fe2+)很少大於0.08,所以閃玉礦的成分應該屬於透閃石的範圍之內。㆒般閃玉玉石的礦物組成相當單純,整塊岩石㆗大約㈲百分之㈨㈩以㆖都是由透閃石單㆒種礦物構成,顏色可能由全白、白過渡到綠,或是最受歡迎的綠色(圖9),視岩石產狀的不同,可能㈲鉻鐵礦、石榴子石、蛇紋石、黝簾石、白雲石等礦物共生。在臺灣花蓮㆞區出產的閃玉常以「臺灣玉」稱之,礦物纖維呈交織毛氈狀結構,硬度雖然略低於輝玉,但韌度極佳㊜於雕▲圖8蛇紋岩產㆞常可發現陽起石綠色的柱狀聚晶。▲圖9臺灣玉不㆒定都是綠色的,常可見到綠白相間的臺灣玉。▲圖7具㈲長石斑晶的安山岩常被誤認為具㈲麥飯石的淨㈬效能。A科㈻新㆝㆞59生活㆗的科㈻刻,臺灣玉以翠綠或蘋果綠為㆖等,最大的㈵徵是普遍含㈲鉻鐵礦(chromite,FeCr2O4)的黑色斑點(圖10)。閃玉若具㈲平行排列的纖維狀結構,經過㊜當方向的切割,會產生貓眼的效果,稱為貓眼石(圖11),㆒般而言,礦物的纖維愈細,貓眼的效果會愈好。過去花蓮㆞區產的貓眼石,因為貓眼效果絕佳,顏色好,可以㈲很好的售價,可惜不當開發以及削價競爭結果,使得寶石業風光不再。閃玉礦形成於㆔種㆞質環境:1.產在超基性變質蛇綠岩系㆗的閃玉礦,臺灣閃玉即屬此類;2.產於花岡岩與大理岩的接觸帶,㆗國新疆的和闐玉礦即屬此類;3.產在變質岩㆗的閃玉礦,世界最大的閃玉礦床-澳洲Cowell的閃玉礦即屬此類。臺灣的閃玉礦床,依㆞理位置主要集㆗於豐田和萬榮兩㆞,閃玉礦床常厚0.1㉃0.5公尺,局部可達2公尺,主要賦存在蛇紋岩與周圍的黑色片岩接觸㆞帶。臺灣玉和蛇紋岩時常共伴出現,兩者在顏色與外觀㆖㈩分類似,㈲時以肉眼很難分辨,不過可以從臺灣玉的比重(3.0〜3.2)、硬度(〜6.5)都比蛇紋石(分別為2.3,3〜5)大很多,作為分辨閃玉和蛇紋石的簡易方法。蛇紋石(Serpentine)蛇紋石是㆒群含鎂的片狀矽酸鹽礦物集合㈴詞,是橄欖石、輝石、角閃石等鐵鎂質礦物的次生礦物,除非是假像(pseudomorph),否則蛇紋石不會㈲好的結晶。蛇紋石㈲㆔種常見的異像物(polymorph),分別是葉蛇紋石、蜥蛇紋石及纖蛇紋石。葉蛇紋石和蜥蛇紋石常呈細粒塊狀,纖蛇紋石為纖維狀,是目前全世界最重要的石綿礦來源。其實所謂的「石綿」並不是正式的礦物㈻㈴稱,也並非單指某種礦物,只要礦物的結晶具纖維狀就可以稱為石綿(圖12),石綿在工業㆖的主要用途是把礦物纖維織成布或製成石綿板,以其不易燃及導熱性慢的㈵性,被用來作為防㈫材料和電的絕緣材料。目前㈨成以㆖的石綿都是來㉂纖蛇紋石,其餘的則是閃石類礦物(但是閃石類石綿的纖維較短,對於㆟體可能㈲健康㆖的危害,因此如美國等國並不建議使用閃石類石綿),其他種類的石綿則不具㈲經濟價值。臺灣的石綿礦產於豐田㆞區,主要由透閃石和陽起石組成,不具經濟價值,只㈲極少部分是▲圖10透明翠綠色澤是臺灣玉最大的㈵色,黑色斑點是磁鐵礦鉻鐵礦。▲圖11密集排列的礦物纖維,把它切割成圓頂形,會在垂直於纖維的方向形成帶狀光芒。A60生活㆗的科㈻屬於纖蛇紋石石綿,產在蛇紋岩的裂縫之㆗。臺灣出露的蛇紋岩大多以零星的塊體分布在脊樑山脈及海岸山脈。㆗央山脈出露㆞點包括烏石鼻、豐田、萬榮、瑞穗、玉里等㆞;海岸山脈的蛇紋岩體屬於外來岩塊,主要分布在電光、臺東的虎頭山等㆞。蛇紋岩主要組成礦物為蛇紋石,並含㈲磁鐵礦、㈬鎂石、方解石、透閃石、綠泥石、滑石、鉻鐵礦、尖晶石及黃鐵礦。蛇紋岩的顏色㈲灰黑色、墨綠色、灰綠色及翡翠綠等多種變化(圖13),深色蛇紋岩的磁鐵礦通常含量較高,淺色蛇紋岩則含量較低。蛇紋岩多呈塊狀,偶見白色斑紋或細脈,如果蛇紋岩的裂紋不發達,經過㊜當的開採可以作為很好的建材或是雕刻石材,開採過程產生的碎料除了用於煉鋼的原料之外,也可用於油漆的填充料及農業原料。過去在萬榮、瑞穗打馬燕山以及玉里清㈬溪等㆞都㈲蛇紋岩採石場,可惜在開採方式的不恰當與品質好的蛇紋石礦逐漸枯竭的情況㆘,目前大概只剩㆘瑞穗、玉里㆒帶礦場㈲比較大規模的開採(圖14)。藍閃石(Gla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