方解石Calcite
化學成分
CaCO3
物理性質
方解石屬於六方晶系的菱面體亞系,晶癖多變,有許多形態,γ( )解理面發達,常破裂成規則的菱面體(圖5-1-1)。比重2.71,硬度為3,滴稀鹽酸會起泡,這是和乳白色石英區別的簡便方法,另一特徵是有明顯的雙屈折(雙折射),在透明晶體下可見雙影。
產地與產狀
方解石是一種很常見的礦物,在臺灣分布很廣,以下是臺灣含有方解石的幾種主要的岩層和地點:
A.方解石是構成石灰岩的主要成分,大部分的石灰岩碎屑物都是由方解石晶體膠結在一起,原初是霰石質的生物碎殼也可經成岩作用變成方解石。除石灰岩之外,也有許多砂岩的膠結物也是方解石。臺灣地區主要的石灰岩產地有下列幾處:
1.分佈在西部的石灰岩都曾經開採作燒製水泥的原料,新竹縣關西、馬福一帶的赤柯山石灰岩層(現有玉山石礦礦場在開採中),是西北部最大的一處,此處最大的厚度可達80公尺,延長約三公里。石灰岩所屬的地層位置尚有爭議,可能相當於南港層或石底層【林楳嶺(Lin, 1977)】。此地的石灰岩層中有許多溶蝕小洞穴和鐘乳石以及方解石脈,其中常有良好的方解石晶體出現。(圖5-1-2)
2.臺灣北部夾在木山層和大寮層之間有一層火山凝灰岩,稱為公館凝灰岩,當其沉積時,有一部分屬於淺海環境,因此其中常含有大型有孔蟲和珊瑚化石之石灰岩,在臺北縣境內零星分散。臺北市區的六張犁東南方,在莊敬隧道附近有一石灰岩層,厚數公尺,在其南邊軍功坑附近,從前建廟宇挖掘地基時,曾出現許多石灰岩巨塊,其中含有數條乳黃色的方解石脈,寬者有十餘公分,呈緊密塊狀之方解石脈,敲開後則破裂形成許多菱形塊體。
3.臺灣南部高雄境內有多座石灰岩的山丘,由隆起的早更新統珊瑚礁所形成,如半屏山、大崗山、小崗山等,也都開採為水泥原料,其中也常含有方解石脈,在大崗山西坡有溶蝕岩洞數處,內有鐘乳石、石筍等形成【鍾廣吉,1987】。
4.在海岸山脈大港口附近也有一層夾在都巒山層集塊岩中的雪白石灰岩,稱為港口(或大港口)石灰岩【陳文山和王源,1996】。
B.大理岩是由石灰岩變質而成,石灰岩中的方解石經過變質而發生再結晶作用,雖然再結晶後仍是方解石,但結晶程度變得更完全,方解石的粒度大部分也都增大【陳其瑞,1996】。臺灣的大理岩是重要的石材,都分布中央山脈東斜面,由花蓮至臺東的廣大山區。在大理岩中的方解石多是半自形至他形的顆粒,但都緊密的縫合在一起(圖5-1-3),有些方解石晶粒因變質作用中的壓力,而有拉長或壓扁(平行片理方向)的現象。臺灣大南澳群地層的大理岩雖然分布甚廣,但甚少有方解石脈的出現。
C.產金、銅礦的金瓜石和瑞芳兩礦區也有方解石脈和晶體的存在,多成犬牙狀的三方結晶(dog-tooth spar)(圖5-1-4)。
D.方解石也常見於玄武岩的氣孔中成杏仁狀,著名如澎湖群島所產的文石。在文石中大部分是方解石和霰石,以及其與菱鐵礦、瑪瑙等交替成圈紋或同心圓層次,文石中的方解石除了白色外,還有黃、褐等顏色。
E.由泉水或溫泉所沉澱的石灰華也是由微晶質的方解石聚集而成,呈皮殼或石筍狀堆積,例如在臺北的烏來溫泉、恆春的四重溪溫泉、瑞穗的紅葉溫泉,以及中央山脈許多泉水出口處,都曾有石灰華的堆積。在中橫公路曾見多處石灰華,在金馬隧道附近曾探到豆狀石灰華,天祥附近有乳房狀鐘乳石(圖5-1-5)。
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圖5-1-1
圖5-1-2
圖5-1-3
圖5-1-4
圖5-1-5
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