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花現石間─探索台灣礦物晶體

104/09/24 瀏覽次數 2805
礦物是大地孕育的瑰寶,刻記地球脈動的軌跡,也見證人類文明的發展。洪荒時期,人們便懂得利用燧石作為打獵或防衛的武器;晶彩絢麗的寶石自古即為縉紳富賈的雅玩和彰顯身分的配飾;五彩繽紛的礦物顏料是藝術家創作的重要媒材;曾被視為「白金」的鹽不僅可增添食物的風味,在化學工業和醫藥的用途也相當廣泛;而金屬礦產的開採和使用除了豐富器物的機能,在現代工業發展也扮演重要的角色。

礦物在我們的日常生活中無所不在,豐富的紋理記錄著大地變遷的歷程,科學家鑿開箇中奧秘,不斷為自然史和文化史書寫新頁。台灣雖為小島,但地質景觀卻精采多樣,值得我們細細領略,本展以成功大學地球科學系江威德教授研究團隊在台灣不同地區採集的礦物標本,介紹其形貌、生成原理和特性,希望讓您認識台灣的礦物,並欣賞其獨特與美麗,現在,就請您跟著他們的腳步,一起探看時間的結晶、石間的花朵。

無論在地表、地殼或地函環境,礦物的形成與性質經常與其物理、化學特性,以及流體作用有關,特別是在地表或淺部地殼的相對低溫環境,若無海水、天水(如雨、雪、霜、露、雹)、地層水、岩漿等流體的參與,許多礦物生成或轉變的反應將停滯或極為緩慢。在變質、風化、沉積、成岩和岩漿作用的過程中,流體可溶解或攜帶各種不同元素或物質,於地球系統中移動,隨著物理及化學環境的變化,形成各式各樣的礦物,由於其中保存著地質作用和旅程的紀錄,提供科學研究與礦產資源探勘的重要線索。

台灣位於地體構造運動極為活躍的地區,其地質演化史極富戲劇性,不論地質構造、岩石區塊和地形都有精采的轉折變化,多樣的礦物透過流體作用結晶、生成與轉變,巧妙之姿隱含著生成環境和年代的密碼,等待我們去發現和探索。

中央山脈、海岸山脈與澎湖
中央山脈東翼變質岩裂隙中生成的銳鈦礦、板鈦礦、鐵白雲石和石英晶體,隱含變質熱液性質的訊息;中央山脈東翼與東部海岸山脈基性(二氧化矽含量介於45%與52%)或超基性(二氧化矽含量小於45%)火成岩體中的鈣鋁榴石、方解石、符山石、綠簾石、綠泥石和斜黝簾石等礦物,皆可能是古代板塊隱沒作用帶來海洋地殼殘塊的熱液換質產物。另一方面,澎湖玄武岩氣孔中結晶的方解石則是冷卻中的岩石與海水或天水反應的產物。

金瓜石
金瓜石是世界知名的金、銅礦床,曾發生與岩漿分化相關的熱液礦化作用,產出硫砷銅礦、塊硫砷銅礦(呂宋礦)、自然金與黃鐵礦,以及可能與海水、天水混合產生低溫淺生的明礬石、重晶石、鋇毒鐵礦與橄欖銅礦

九份
九份礦體曝露於地表,透過天水,產生物理性風化、搬運與沉積作用,使我們可以在基隆河河床找到自然金砂粒。金瓜石的金、銅礦體和廢礦堆經過大氣與天水的化學風化作用,產生酸性礦山排水,在黃金瀑布和礦坑坑道氧化沉澱為針鐵礦與四方硫酸纖鐵礦。

本島西南部
沉積作用可累積埋藏深厚的沉積物與孔隙水,這些相對低溫的孔隙水也可因溫度、氧化還原或其他化學因素的變化而發生成岩作用,同時形成自生礦物,例如南部古亭坑層粉砂岩裂縫中沉澱的方解石,以及埔里礫岩孔隙中結晶的藍鐵礦,另外在西南海域賦存天然氣水合物的海底沉積物中,可見可能與甲烷反應相關的藍鐵礦結核粒,是低溫早成岩環境的產物。

北投、陽明山
溫泉原是源自地殼深處的熱液,可攜帶金屬離子,在相對低溫環境中沉澱礦物晶體,例如知名的北投石。此外,氣體昇華作用也可結晶生成礦物,例如陽明山火山噴氣孔形成的硫磺晶體。

礦物與我們的生活息息相關,隨著採礦技術的精進及科技的演進,以及運用層面日趨多元,人們對其需求量也日益殷切。然而,礦物是不可再生的資源,終有枯竭的一天,我們在了解礦物的生成歷程、驚艷於它巧奪天工的光燦時,也應省思如何節約開採,有效運用,讓大自然的珍寶和人類共存共榮,讓時間淬煉的美麗花朵常開石間。

展示圖文
花現石間

展映實景

企劃製作
監製:科技部
策展:國立成功大學地球科學系  江威德、黃克峻
視覺設計:頑石創意股份有限公司

文字審訂
國立成功大學地球科學系  江威德、黃克峻
 
著作權
攝影圖片及文字
©國立成功大學地球科學系江威德、黃克峻

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