第12章美丽的石头-南一书局.ppt

1、第 12 章 美麗的石頭,12-1組成岩石的物質 礦物12-2常見的寶石12-3岩石和建材,花岡岩,玄武岩,橄欖岩,什麼是礦物,礦物為構成岩石的基本構造單位，岩石是由一種或一種以上的礦物所組成。 礦物的定義：天然產出的均質固體（汞是唯一例外的液態礦物）。可以用一定的化學式表示。由無機作用所形成。具有固定的結晶構造。,晶 形,礦物內部原子排列規則，因此，在環境適合的情況下，可以形成有稜有角的結晶外形 。同一種礦物，其晶形可能有許多型式，如黃鐵礦（下圖）常見的晶形有正八面體、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,同質異像體,化學組成相同，但結晶構造迥異 。金剛石和石墨皆是

2、由碳元素所組成，但碳原子的排列方式不同，於是形成性質截然不同的兩種礦物。,金剛石,石墨,似礦物,有些自然物質沒有一定的化學組成，且沒有結晶構造，但看起來有點像礦物，而被稱為似礦物。 如蛋白石（下圖）、褐鐵礦、珍珠及琥珀（由生物作用形成）等。,礦物的物理性質,光線照射晶體產生的特徵：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。由嗅覺或味覺判別：臭味（硫黃）或鹹味（岩鹽）。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，可於其晶體兩端測得 電壓。放射性：以儀器量測含鈾礦物。,雙折射,產於墨西哥的方解石之雙折

3、射 ：將畫有橫線的白紙置於其下，可見兩條橫線。,燐光,墨西哥的方解石以紫外燈照射，移除光源後，可見藍色燐光現象。,黃玉的解理特性,石英的貝殼狀斷口,硫黃,產於加拿大的硫黃晶體，以鼻嗅之，可聞到硫黃味。,岩鹽,產於美國的岩鹽，試其味道，感覺鹹鹹的。,常見的造岩礦物,已知的礦物約三千多種，一般較常見的造岩礦物可分為八大族群。 石英長石雲母角閃石類輝石類橄欖石黏土礦物方解石,石英,物理性質：熔點較低，為火成岩中最後結晶的礦物，故多填充於其他礦物之間的空隙。因缺少成長空間，大多不具有晶形。硬度 7，無解理，敲破後常見貝殼狀斷口。結晶良好時稱為水晶，晶形常呈六角柱狀。用途：石英砂可作為玻璃和建材的原料，

4、水晶則可用於製造電晶體或振盪器。,長石,地殼中含量最多的礦物。花岡岩中，以正長石為主（肉紅色或灰白色）；安山岩及玄武岩中，以斜長石為主（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，風化後形成高嶺石。,產於美國的正長石晶體,雲 母,片狀礦物，常見於花岡岩中，多呈無色透明（白雲母）或黑色（黑雲母）。硬度約 23，有一組解理。用途：白雲母可耐高溫且不導電，所以常作為電熱器的絕緣材料。,產於巴西的雲母晶簇,角閃石類,常見於火成岩和變質岩中。多為長柱狀晶體，硬度為 56.5 間，有兩組解理。在安山岩中常可發現普通角閃石斑晶（下圖）。市面販售的軟玉主要組成礦物為透閃石，就是屬於角閃石類

5、的成員。,產於臺灣 陽明山的普通角閃石晶體,輝石類,常見於火成岩和變質岩中。多為短柱狀晶體，硬度於 57 間，也有兩組解理。在玄武岩中，常可發現普通輝石（下圖）。國人鍾愛的翡翠主要組成礦物為硬玉，就是屬於輝石類的成員。,產於美國的普通輝石晶體,橄欖石,顏色多呈橄欖綠而得名。常以不規則粒狀產出，晶形呈短柱狀，硬度 6.57，無解理。為組成上部地函的主要礦物，隕石和月球岩石中亦常見。,產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 m ，所以須藉由電子顯微鏡才能看見其美麗的晶形。高嶺石是最常見的黏土礦物，是高嶺土的主要組成礦物，中國很早就利用高嶺土作為陶瓷原料，歐 美各國則主要用於造

6、紙填料和塗層。,電子顯微鏡下的高嶺石晶體,方解石,常見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。透明無色者，雙折射性質明顯，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象 ，才能顯露鑽石耀眼奪目的光彩。 硬度高寶石的硬度須大於 7，才不會被石英塵埃所磨傷。 產量稀少物以稀為貴，鑽石的 80 因品質不佳，只能做工業用途，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切割 。,鑽石最佳切工示意圖,切割太淺的鑽石，將造成光

7、線從亭部下方洩走。,切割太深的鑽石，將造成光線從亭部側向洩走。,鑽石的4C,4C是鑽石分級的依據： 1. Color：顏色，由無色至黃褐色，以無色最佳。 2. Clarity：淨度，指鑽石內含物或天然瑕疪的多 寡，淨度愈高價值也愈高。 3. Cut：切工，鑽石切工是依據光學原理計算出來 的。唯有好的切工，才得以增強鑽石的火彩。 4. Carat：克拉，指鑽石的重量。1 克拉相當於0.2 公克。目前以人工方式合成鑽石的技術已趨成熟，其物理性質幾乎與天然鑽石無異，極難辨識。,寶 石,常見的寶石有四種，如下所示：鑽石祖母綠紅寶石藍寶石,鑽石,學名為金剛石。硬度 10，是自然界最硬的礦物。成分為碳，晶

8、形常呈正八面體或正六面體。在工業上，主要作為研磨材料、鑽頭等。,產於澳洲的金剛石晶體及飾品,祖母綠,俗稱為綠寶石。硬度 7.58，晶形常呈六角柱狀是提煉鈹元素的原料之一。,產於中國的祖母綠晶體及飾品,紅寶石,學名為剛玉。硬度 9，晶形常呈六角桶狀。品質較差的剛玉常用於研磨材料或精密機械。,產於越南的紅色剛玉晶體及飾品,藍寶石,藍寶石的英文名稱為Sapphire，源於拉丁文Spphins，意思是藍色。 自然界中的寶石級剛玉除紅色的稱紅寶石外，其餘各種顏色如藍色、淡藍色、綠色、黃色、灰色、無色等，均稱為藍寶石。,產於中國的藍色剛玉晶體及飾品。,半寶石,未達寶石層級的條件，只能稱其為半寶石。其產量較

9、大，硬度不一。常見的半寶石： 輝玉、閃玉、電氣石、橄欖石、蛋白石、黃玉、珊瑚、珍珠、紫水晶等。,輝玉（翡翠、硬玉）,硬度約 6.57，含鉻而成綠色。含高價鐵的部分呈暗綠至黑色。,閃玉（軟玉、臺灣玉）,硬度約 66.5。臺灣的軟玉，主要由透閃石和陽起石呈細小纖維狀交疊而成。,電氣石（碧璽）,有平行於柱面的條紋，顏色多樣。內紅外綠者稱為西瓜碧璽。,橄欖石,岩漿結晶時，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。多成無色至黃色。硬度 8，但因解理發達，較不易形成良好寶石。,蛋白石,為似礦物。硬度 5.56.5。高溫、乾燥環境下，易失去內部水分，產

10、生裂痕。,珊瑚,珊瑚蟲的骨骼，成分為碳酸鈣。飾品和汗水接觸過久，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）,水晶成長過程中，因亞鐵離子加入，而呈紫色。硬度 7。,火成岩的分類,依其形成的環境分為火山岩和深成岩兩大類。 依其二氧化矽含量的多寡則可分為以下四類：酸性（含量 66 ）中性（66 含量 52 ）基性（52 含量 45 ）超基性（含量 45 ）火成岩中常見的造岩礦物矽鋁質礦物：以矽、鋁為主，其熔點較低，比重較小，顏色較淺，石英和長石為其代表。鐵鎂質礦物：以鐵和鎂為主，其熔點較高，比重較大，顏色較深，角閃石、輝石和橄欖石為其代表。,主要火成岩分類表,花岡

11、岩（一）,酸性火成岩類，主要含有石英、長石及雲母等礦物。 屬深成岩類，具有礦物顆粒大、顏色多種、岩質堅硬耐磨蝕等特性，是構成大陸地殼的主要岩石，也是建築業最常使用的石材之一。金門島上常見花岡岩的露頭。,長石,石英,黑雲母,花岡岩（二）,花岡岩質地堅硬耐磨損，許多大樓都以其作為地磚或壁磚的石材。下圖拍攝於臺北捷運 忠孝復興站。,流紋岩,屬火山岩類，具有明顯的流紋構造，是岩漿流動所留下的紋路。亦屬酸性火成岩，以放大鏡觀察其組成顆粒，可看到和花岡岩相似的組織。金門島和澎湖縣 花嶼皆可找到流紋岩。,閃長岩,中性火成岩類，主要含有長石和角閃石等礦物。屬深成岩類，多呈灰黑色或帶深綠斑點的灰色，因具有美麗的

12、色紋而被用作外牆飾面。閃長岩刨光較為困難，所以多用以製作臺階或粗面地板。,黑色的角閃石,白色的斜長石,安山岩（一）,屬中性火山岩類。為南美洲 安地斯山脈最主要的岩石，因此取名為安山岩。臺灣北部大屯火山群、觀音山、基隆山及蘭嶼、綠島、龜山島、基隆嶼等離島，都以此類岩石為主，常作為建築的基石、圍牆或梁柱。,角閃石,安山岩（二）,臺北縣 三峽鄉祖師爺廟的梁柱是以安山岩為石材。,輝長岩（一）,基性火成岩類，主要含有輝石和斜長石等礦物。屬深成岩類，組成礦物中的長石，常具有深藍色澤的彩光，使其成為良好的建築材料。是構成海洋地殼深部的主要岩石。臺東縣 關山、虎頭山可發現輝長岩的蹤跡。,黑色輝石,藍色長石,輝

13、長岩（二）,輝長岩具有深藍色的變彩，使其成為建築物的外牆飾面。,玄武岩,基性火成岩類，屬火山岩，是構成海洋地殼的主要岩石。玄武岩常含有氣孔且被次生物質充填。岩漿冷卻收縮時，常形成柱狀構造，澎湖群島可見到許多柱狀玄武岩。,柱狀玄武岩,橄欖岩,超基性火成岩類，主要含有橄欖石和輝石等礦物。屬深成岩類，是構成上部地函的主要岩石，易變質成蛇紋岩及滑石等。澎湖縣 北寮及桃園縣 觀音鄉海岸邊有橄欖岩的包裹體。,玻基輝橄岩,超基性火成岩類，屬火山岩，多氣孔，和橄欖岩一樣，富含鐵鎂質礦物。類似玄武岩，但一般不含長石類的礦物。 玻基輝橄岩也常含氣孔且被其他物質充填。,黑曜岩,屬酸性玻璃質火山岩類，為岩漿快速冷卻而

14、形成。為質地緻密的天然玻璃；目前常用作半寶石飾品的材料。 美國 亞利桑納州的黑曜岩，別稱為阿帕契的眼淚。,浮岩,屬酸性玻璃質火山岩，亦稱為浮石，因其氣孔多，使得岩石比重小於水，可漂浮於水上。早期常被用來刷洗鍋子，俗稱為洗鍋石。現在多被用於去皮膚角質的磨石，或用作混凝土的原料。臺灣東部及東北角海岸，常可撿到浮岩。,沉積岩,沉積物和沉積岩在地表上的分布，是三種岩類中最廣泛的，約占地表面積的四分之三。 主要沉積岩分類表：碎屑沉積岩非碎屑沉積岩,碎屑沉積岩分類表,碎屑沉積岩,依主要組成顆粒的直徑大小，可分為礫岩、砂岩、粉砂岩、頁岩和泥岩等。在臺灣的分布地點：主要於西部麓山帶。為建築業和工程上不可或缺的

15、骨材。有些砂岩的顏色柔和，常被堆砌成房屋的外牆或用於室內的裝飾石材。,使用砂岩作為建築物的外牆，別具風味。,非碎屑沉積岩分類表,非碎屑沉積岩,化學或生物作用形成的沉積岩。石灰岩的成分為碳酸鈣，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，為古代的點火工具，俗稱打火石。鹽岩是由鹽湖或潟湖裡的水逐漸蒸發而沉積形成，可作為食用鹽的來源。,國家音樂廳和國家劇院的內牆及地板，是用石灰岩來鋪設的。,變質岩,葉理狀變質岩因板塊擠壓作用，使得變質岩內的片狀礦物在近乎垂直壓應力的方向上，產生了一組平行排列的紋路，稱為葉理，如板岩、片岩和片麻岩均屬之。非葉理狀變質岩若岩石內無片狀礦物或變質原

16、因為受高熱，則不會產生葉理。如大理岩、石英岩和蛇紋岩均屬之。,變質程度,沉積岩和具葉理構造變質岩的標本及其變質程度示意圖。白色虛線表示層理或葉理方向。,板岩,住在板岩堆砌成的石板屋，感覺可說是冬暖夏涼。,片麻岩,片麻岩外觀呈現美麗的平行紋路，使其成為大廈外牆壁磚。,大理岩,由石灰岩變質形成，因雲南 大理盛產此類岩石而得名。主要組成礦物為方解石，所以滴上稀鹽酸會有反應。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，或作為桌椅等家具，也是製造水泥的主要原料。花蓮縣 和平及太魯閣國家公園東部入口附近，可尋獲大理岩露頭。,臺北市 中正紀念堂的外牆，使用白色大理岩來鋪設。,石英岩,由砂岩變質形成，岩質堅硬，以鐵鎚敲擊，會迸出火花，是製造耐火磚或電晶體的原料。此類岩石可在中央山脈片岩區的夾層中出現。,蛇紋岩,由橄欖岩變質形成，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。花蓮縣 壽豐鄉至瑞穗鄉一帶，有多處蛇紋岩露頭。,