第12章美麗的石頭-南一書(shū)局

1、第 12 章 美麗的石頭,12-1　組成巖石的物質(zhì) —— 礦物12-2　常見(jiàn)的寶石12-3　巖石和建材,花岡巖,玄武巖,橄欖巖,,什麼是礦物,礦物為構(gòu)成巖石的基本構(gòu)造單位，巖石是由一種或一種以上的礦物所組成。 礦物的定義：天然產(chǎn)出的均質(zhì)固體（汞是唯一例外的液態(tài)礦物）。可以用一定的化學(xué)式表示。由無(wú)機(jī)作用所形成。具有固定的結(jié)晶構(gòu)造。,,晶 形,礦物內(nèi)部原子排列規(guī)則，因此，在環(huán)境適合的情況下，可以形成有稜有角的結(jié)晶外

2、形 。同一種礦物，其晶形可能有許多型式，如黃鐵礦（下圖）常見(jiàn)的晶形有正八面體、正六面體及五角十二面體等 。,正八面體,正六面體,五角十二面體,,同質(zhì)異像體,化學(xué)組成相同，但結(jié)晶構(gòu)造迥異 。金剛石和石墨皆是由碳元素所組成，但碳原子的排列方式不同，於是形成性質(zhì)截然不同的兩種礦物。,金剛石,石墨,,似礦物,有些自然物質(zhì)沒(méi)有一定的化學(xué)組成，且沒(méi)有結(jié)晶構(gòu)造，但看起來(lái)有點(diǎn)像礦物，而被稱為「似礦物」。 如蛋白石（下圖）、褐鐵礦、珍珠及琥珀（由生

3、物作用形成）等。,,礦物的物理性質(zhì),光線照射晶體產(chǎn)生的特徵：顏色、條痕、光澤、多色性、雙折射、螢光和燐光等。原子排列方式造成的特徵：解理、斷口、硬度和晶形等。由嗅覺(jué)或味覺(jué)判別：臭味（硫黃）或鹹味（巖鹽）。其他：比重：方鉛礦、重晶石的比重較大。磁性：磁鐵礦具有磁性。電性：電氣石加熱或加壓時(shí)，可於其晶體兩端測(cè)得 電壓。放射性：以儀器量測(cè)含鈾礦物。,,,雙折射,產(chǎn)於墨西哥的方解石之雙折射 ：將畫(huà)有橫線的

4、白紙置於其下，可見(jiàn)兩條橫線。,,,燐光,墨西哥的方解石以紫外燈照射，移除光源後，可見(jiàn)藍(lán)色燐光現(xiàn)象。,,,黃玉的解理特性,,,,石英的貝殼狀斷口,,,,,硫黃,產(chǎn)於加拿大的硫黃晶體，以鼻嗅之，可聞到硫黃味。,,,巖鹽,產(chǎn)於美國(guó)的巖鹽，試其味道，感覺(jué)鹹鹹的。,,,常見(jiàn)的造巖礦物,已知的礦物約三千多種，一般較常見(jiàn)的造巖礦物可分為八大族群。 石英長(zhǎng)石雲(yún)母角閃石類輝石類橄欖石黏土礦物方解石,,,石英,物理性質(zhì)：熔點(diǎn)較低，為火成巖

5、中最後結(jié)晶的礦物，故多填充於其他礦物之間的空隙。因缺少成長(zhǎng)空間，大多不具有晶形。硬度 7，無(wú)解理，敲破後常見(jiàn)貝殼狀斷口。結(jié)晶良好時(shí)稱為水晶，晶形常呈六角柱狀。用途：石英砂可作為玻璃和建材的原料，水晶則可用於製造電晶體或振盪器。,,,長(zhǎng)石,地殼中含量最多的礦物。花岡巖中，以正長(zhǎng)石為主（肉紅色或灰白色）；安山巖及玄武巖中，以斜長(zhǎng)石為主（白色至深綠色或深黑色）。硬度 6，有兩組解理。用途：可作為釉料，風(fēng)化後形成高嶺石。,產(chǎn)於美國(guó)的

6、正長(zhǎng)石晶體,,,雲(yún) 母,片狀礦物，常見(jiàn)於花岡巖中，多呈無(wú)色透明（白雲(yún)母）或黑色（黑雲(yún)母）。硬度約 2～3，有一組解理。用途：白雲(yún)母可耐高溫且不導(dǎo)電，所以常作為電熱器的絕緣材料。,產(chǎn)於巴西的雲(yún)母晶簇,,,角閃石類,常見(jiàn)於火成巖和變質(zhì)巖中。多為長(zhǎng)柱狀晶體，硬度為 5～6.5 間，有兩組解理。在安山巖中?？砂l(fā)現(xiàn)普通角閃石斑晶（下圖）。市面販?zhǔn)鄣能浻裰饕M成礦物為透閃石，就是屬於角閃石類的成員。,產(chǎn)於臺(tái)灣 陽(yáng)明山的普通角閃石晶體,,

7、,輝石類,常見(jiàn)於火成巖和變質(zhì)巖中。多為短柱狀晶體，硬度於 5～7 間，也有兩組解理。在玄武巖中，?？砂l(fā)現(xiàn)普通輝石（下圖）。國(guó)人鍾愛(ài)的翡翠主要組成礦物為硬玉，就是屬於輝石類的成員。,產(chǎn)於美國(guó)的普通輝石晶體,,,橄欖石,顏色多呈橄欖綠而得名。常以不規(guī)則粒狀產(chǎn)出，晶形呈短柱狀，硬度 6.5～7，無(wú)解理。為組成上部地函的主要礦物，隕石和月球巖石中亦常見(jiàn)。,產(chǎn)於巴基斯坦的橄欖石晶體,,,黏土礦物,有多種，晶體一般小於 2 μm ，所以須

8、藉由電子顯微鏡才能看見(jiàn)其美麗的晶形。高嶺石是最常見(jiàn)的黏土礦物，是高嶺土的主要組成礦物，中國(guó)很早就利用高嶺土作為陶瓷原料，歐 美各國(guó)則主要用於造紙?zhí)盍虾蛪T層。,電子顯微鏡下的高嶺石晶體,,,方解石,常見(jiàn)晶形之一為菱面體型。硬度 3，有三組解理。成分為碳酸鈣，所以易和稀鹽酸反應(yīng)。透明無(wú)色者，雙折射性質(zhì)明顯，可作為偏光鏡的材料。,,,寶石礦物具備的條件,顏色鮮豔折射率大折射率大的寶石容易造成較明顯的色散現(xiàn)象 ，才能顯露鑽石耀眼奪目

9、的光彩。 硬度高寶石的硬度須大於 7，才不會(huì)被石英塵埃所磨傷。 產(chǎn)量稀少物以稀為貴，鑽石的 80 ％因品質(zhì)不佳，只能做工業(yè)用途，其餘約 20 ％才具有雕琢成鑽石的條件。,,色散,為了獲得最好的色散效果，使寶石看起來(lái)更耀眼，即使是具有高折射率的鑽石，也要按照一定的比例和角度來(lái)切割 。,鑽石最佳切工示意圖,切割太淺的鑽石，將造成光線從亭部下方?jīng)摺?切割太深的鑽石，將造成光線從亭部側(cè)向洩走。,,鑽石的4C,「4C」是鑽石分級(jí)的依據(jù)：

10、 1. Color：顏色，由無(wú)色至黃褐色，以無(wú)色最佳。 2. Clarity：淨(jìng)度，指鑽石內(nèi)含物或天然瑕疪的多 寡，淨(jìng)度愈高價(jià)值也愈高。 3. Cut：切工，鑽石切工是依據(jù)光學(xué)原理計(jì)算出來(lái) 的。唯有好的切工，才得以增強(qiáng)鑽石的火彩。 4. Carat：克拉，指鑽石的重量。1 克拉相當(dāng)於0.2 公克。目前以人工方式合成鑽石的技術(shù)已趨成熟，其物理性質(zhì)幾乎與天然鑽石無(wú)異，極難辨識(shí)。,,

11、寶 石,常見(jiàn)的寶石有四種，如下所示：鑽石祖母綠紅寶石藍(lán)寶石,,,鑽石,學(xué)名為金剛石。硬度 10，是自然界最硬的礦物。成分為碳，晶形常呈正八面體或正六面體。在工業(yè)上，主要作為研磨材料、鑽頭等。,產(chǎn)於澳洲的金剛石晶體及飾品,,,祖母綠,俗稱為綠寶石。硬度 7.5～8，晶形常呈六角柱狀是提煉鈹元素的原料之一。,產(chǎn)於中國(guó)的祖母綠晶體及飾品,,,紅寶石,學(xué)名為剛玉。硬度 9，晶形常呈六角桶狀。品質(zhì)較差的剛玉常用於研磨材料或

12、精密機(jī)械。,產(chǎn)於越南的紅色剛玉晶體及飾品,,,藍(lán)寶石,藍(lán)寶石的英文名稱為Sapphire，源於拉丁文Spphins，意思是藍(lán)色。 自然界中的寶石級(jí)剛玉除紅色的稱紅寶石外，其餘各種顏色如藍(lán)色、淡藍(lán)色、綠色、黃色、灰色、無(wú)色等，均稱為藍(lán)寶石。,產(chǎn)於中國(guó)的藍(lán)色剛玉晶體及飾品。,,,半寶石,未達(dá)寶石層級(jí)的條件，只能稱其為半寶石。其產(chǎn)量較大，硬度不一。常見(jiàn)的半寶石： 輝玉、閃玉、電氣石、橄欖石、蛋白石、黃玉、珊瑚、珍珠、紫水晶等

13、。,,輝玉（翡翠、硬玉）,硬度約 6.5～7，含鉻而成綠色。含高價(jià)鐵的部分呈暗綠至黑色。,,,閃玉（軟玉、臺(tái)灣玉）,硬度約 6～6.5。臺(tái)灣的軟玉，主要由透閃石和陽(yáng)起石呈細(xì)小纖維狀交疊而成。,,,電氣石（碧璽）,有平行於柱面的條紋，顏色多樣。內(nèi)紅外綠者稱為西瓜碧璽。,,,橄欖石,巖漿結(jié)晶時(shí)，最早形成的礦物。硬度小於 7，較不易形成良好寶石。,,,黃玉（拓帕石）,晶面上有許多平行於柱面的條紋。多成無(wú)色至黃色。硬度 8，但因解理

14、發(fā)達(dá)，較不易形成良好寶石。,,,蛋白石,為似礦物。硬度 5.5～6.5。高溫、乾燥環(huán)境下，易失去內(nèi)部水分，產(chǎn)生裂痕。,,,珊瑚,珊瑚蟲(chóng)的骨骼，成分為碳酸鈣。飾品和汗水接觸過(guò)久，易因酸蝕而失去光澤。,,,珍珠,成分為碳酸鈣，怕酸蝕，硬度約 3。,,,紫水晶（紫晶）,水晶成長(zhǎng)過(guò)程中，因亞鐵離子加入，而呈紫色。硬度 7。,,,火成巖的分類,依其形成的環(huán)境分為火山巖和深成巖兩大類。 依其二氧化矽含量的多寡則可分為以下四類：酸性（含量

15、 ＞ 66 ％）中性（66 ％ ＞ 含量 ＞ 52 ％）基性（52 ％ ＞ 含量 ＞ 45 ％）超基性（含量 ＜ 45 ％）火成巖中常見(jiàn)的造巖礦物矽鋁質(zhì)礦物：以矽、鋁為主，其熔點(diǎn)較低，比重較小，顏色較淺，石英和長(zhǎng)石為其代表。鐵鎂質(zhì)礦物：以鐵和鎂為主，其熔點(diǎn)較高，比重較大，顏色較深，角閃石、輝石和橄欖石為其代表。,,主要火成巖分類表,,花岡巖（一）,酸性火成巖類，主要含有石英、長(zhǎng)石及雲(yún)母等礦物。 屬深成巖類，具有礦物顆粒大

16、、顏色多種、巖質(zhì)堅(jiān)硬耐磨蝕等特性，是構(gòu)成大陸地殼的主要巖石，也是建築業(yè)最常使用的石材之一。金門島上常見(jiàn)花岡巖的露頭。,長(zhǎng)石,石英,黑雲(yún)母,,,,花岡巖（二）,花岡巖質(zhì)地堅(jiān)硬耐磨損，許多大樓都以其作為地磚或壁磚的石材。下圖拍攝於臺(tái)北捷運(yùn) 忠孝復(fù)興站。,,,流紋巖,屬火山巖類，具有明顯的流紋構(gòu)造，是巖漿流動(dòng)所留下的紋路。亦屬酸性火成巖，以放大鏡觀察其組成顆粒，可看到和花岡巖相似的組織。金門島和澎湖縣 花嶼皆可找到流紋巖。,,,閃長(zhǎng)巖,

17、中性火成巖類，主要含有長(zhǎng)石和角閃石等礦物。屬深成巖類，多呈灰黑色或帶深綠斑點(diǎn)的灰色，因具有美麗的色紋而被用作外牆飾面。閃長(zhǎng)巖刨光較為困難，所以多用以製作臺(tái)階或粗面地板。,,黑色的角閃石,白色的斜長(zhǎng)石,,安山巖（一）,屬中性火山巖類。為南美洲 安地斯山脈最主要的巖石，因此取名為安山巖。臺(tái)灣北部大屯火山群、觀音山、基隆山及蘭嶼、綠島、龜山島、基隆嶼等離島，都以此類巖石為主，常作為建築的基石、圍牆或梁柱。,角閃石,,,,安山巖（二）,

18、臺(tái)北縣 三峽鄉(xiāng)祖師爺廟的梁柱是以安山巖為石材。,,,輝長(zhǎng)巖（一）,基性火成巖類，主要含有輝石和斜長(zhǎng)石等礦物。屬深成巖類，組成礦物中的長(zhǎng)石，常具有深藍(lán)色澤的彩光，使其成為良好的建築材料。是構(gòu)成海洋地殼深部的主要巖石。臺(tái)東縣 關(guān)山、虎頭山可發(fā)現(xiàn)輝長(zhǎng)巖的蹤跡。,黑色輝石,藍(lán)色長(zhǎng)石,,,,輝長(zhǎng)巖（二）,輝長(zhǎng)巖具有深藍(lán)色的變彩，使其成為建築物的外牆飾面。,,,玄武巖,基性火成巖類，屬火山巖，是構(gòu)成海洋地殼的主要巖石。玄武巖常含有氣孔且被次生

19、物質(zhì)充填。巖漿冷卻收縮時(shí)，常形成柱狀構(gòu)造，澎湖群島可見(jiàn)到許多柱狀玄武巖。,,,,柱狀玄武巖,,,,橄欖巖,超基性火成巖類，主要含有橄欖石和輝石等礦物。屬深成巖類，是構(gòu)成上部地函的主要巖石，易變質(zhì)成蛇紋巖及滑石等。澎湖縣 北寮及桃園縣 觀音鄉(xiāng)海岸邊有橄欖巖的包裹體。,,,?；x橄巖,超基性火成巖類，屬火山巖，多氣孔，和橄欖巖一樣，富含鐵鎂質(zhì)礦物。類似玄武巖，但一般不含長(zhǎng)石類的礦物。 ?；x橄巖也常含氣孔且被其他物質(zhì)充填。,,,黑

20、曜巖,屬酸性玻璃質(zhì)火山巖類，為巖漿快速冷卻而形成。為質(zhì)地緻密的天然玻璃；目前常用作半寶石飾品的材料。 美國(guó) 亞利桑納州的黑曜巖，別稱為「阿帕契的眼淚」。,,,浮巖,屬酸性玻璃質(zhì)火山巖，亦稱為浮石，因其氣孔多，使得巖石比重小於水，可漂浮於水上。早期常被用來(lái)刷洗鍋?zhàn)樱追Q為「洗鍋石」?，F(xiàn)在多被用於去皮膚角質(zhì)的磨石，或用作混凝土的原料。臺(tái)灣東部及東北角海岸，?？蓳斓礁r。,,,沉積巖,沉積物和沉積巖在地表上的分布，是三種巖類中最廣泛的

21、，約占地表面積的四分之三。 主要沉積巖分類表：碎屑沉積巖非碎屑沉積巖,,碎屑沉積巖分類表,,碎屑沉積巖,依主要組成顆粒的直徑大小，可分為礫巖、砂巖、粉砂巖、頁(yè)巖和泥巖等。在臺(tái)灣的分布地點(diǎn)：主要於西部麓山帶。為建築業(yè)和工程上不可或缺的骨材。有些砂巖的顏色柔和，常被堆砌成房屋的外牆或用於室內(nèi)的裝飾石材。,使用砂巖作為建築物的外牆，別具風(fēng)味。,,非碎屑沉積巖分類表,,非碎屑沉積巖,化學(xué)或生物作用形成的沉積巖。石灰?guī)r的成分為碳酸鈣，

22、是製造水泥的原料，也可作為建材。燧石的成分為二氧化矽，硬度大且緻密，為古代的點(diǎn)火工具，俗稱「打火石」。鹽巖是由鹽湖或潟湖裡的水逐漸蒸發(fā)而沉積形成，可作為食用鹽的來(lái)源。,國(guó)家音樂(lè)廳和國(guó)家劇院的內(nèi)牆及地板，是用石灰?guī)r來(lái)鋪設(shè)的。,,變質(zhì)巖,葉理狀變質(zhì)巖因板塊擠壓作用，使得變質(zhì)巖內(nèi)的片狀礦物在近乎垂直壓應(yīng)力的方向上，產(chǎn)生了一組平行排列的紋路，稱為葉理，如板巖、片巖和片麻巖均屬之。非葉理狀變質(zhì)巖若巖石內(nèi)無(wú)片狀礦物或變質(zhì)原因?yàn)槭芨?/p>

23、熱，則不會(huì)產(chǎn)生葉理。如大理巖、石英巖和蛇紋巖均屬之。,,變質(zhì)程度,沉積巖和具葉理構(gòu)造變質(zhì)巖的標(biāo)本及其變質(zhì)程度示意圖。白色虛線表示層理或葉理方向。,,板巖,住在板巖堆砌成的石板屋，感覺(jué)可說(shuō)是冬暖夏涼。,,片麻巖,片麻巖外觀呈現(xiàn)美麗的平行紋路，使其成為大廈外牆壁磚。,,大理巖,由石灰?guī)r變質(zhì)形成，因雲(yún)南 大理盛產(chǎn)此類巖石而得名。主要組成礦物為方解石，所以滴上稀鹽酸會(huì)有反應(yīng)。雖較易磨損，但因有美麗的紋路而常被用於建築物外牆的壁面及地磚，或作為

24、桌椅等家具，也是製造水泥的主要原料?；ㄉ徔h 和平及太魯閣國(guó)家公園東部入口附近，可尋獲大理巖露頭。,臺(tái)北市 中正紀(jì)念堂的外牆，使用白色大理巖來(lái)鋪設(shè)。,,石英巖,由砂巖變質(zhì)形成，巖質(zhì)堅(jiān)硬，以鐵鎚敲擊，會(huì)迸出火花，是製造耐火磚或電晶體的原料。此類巖石可在中央山脈片巖區(qū)的夾層中出現(xiàn)。,,蛇紋巖,由橄欖巖變質(zhì)形成，通常呈暗綠色至綠色，因其紋路似蛇皮而得名。常被用於建築物外牆的壁面或地磚，或作為桌椅家具及飾品等?；ㄉ徔h 壽豐鄉(xiāng)至瑞穗鄉(xiāng)一帶，