獨居石Monazite

化學成分
　　（Ce, La, Y, Th）PO₄
物理性質
　　獨居石或稱磷鈰鑭礦。為單斜晶系之稀土磷酸鹽礦物，晶癖近於等軸形之顆粒狀多面體（圖5-15-1）。多呈蜜黃色或帶棕紅或綠色，在臺灣海砂中，則發現有黑色者。半透明至透明，玻璃至油脂光澤，硬度5～5.5，比重4.9～5.5。因含釷有放射性。光性：（＋）；α＝1.785～1.800，β＝1.787～1.801，γ＝1.840～1.850；2V＝10ｏ～20ｏ；X＝b，Z c＝2ｏ～6ｏ。

產地與產狀
A.西部砂礦之獨居石砂　
　　臺灣獨居石砂均含在各河川與海岸砂灘砂中（圖5-15-2a），分布地區以西部為主，北自桃園，南達臺南，是主要生產地段，重砂富集之產狀多在河川內灣之高水線附近與沿海砂灘砂之表層，以及在其底下古期沉積砂層中，更多富集在暴風浪堆積之高濱地帶。重砂或稱黑砂（black sand），因多含鐵礦物，顏色灰黑，常出現厚自數公厘以至十數公分之黑色重砂層，間夾於淺色之低品位砂層之中。在濁水溪以南沿海之岸外沙洲，算是重要之富集地帶。重砂之富集度富饒者可占全砂層重量之40～80％，稀薄者則在10％以下，在濃集之重砂中，獨居石含量多半在2％以下。
　　推斷重砂之來源主要出於島上第三紀砂岩層中所含之碎屑成分，在其碎散分解後，經過河水與海浪淘洗，使比重較大的礦物重新集中，二次富集造成礦層。重砂之中除獨居石外，更多的通常是磁鐵礦、鈦鐵礦、鋯石、石榴子石、金紅石以及其他較稀少礦物，一共有二、三十種。
　　重砂中之獨居石外形大多磨成圓球狀或橢圓形（圖5-15-2a），可能由於礦物硬度較低（硬度5），且經二次以上之漂流，但因比重較大（測定比重～5.1），故能集中沉積，顆粒粒徑多在細砂範圍。砂粒呈淺黃微帶綠色，有些因含有包裹物可呈朱紅、茶褐等色。在反光顯微鏡下表面呈油脂光澤，在顯微鏡下，因其折射率高（n＝1.79 ），常出現寬闊而顯暗色半透明之邊緣，但中心部分則出現鮮艷或高級之干涉色。因含少量釷，有微弱放射性（蓋氏計數器有反應），獨居石本身有弱磁性，可受電磁吸引。分析化學成分如下：
　　稀土元素60～64％，ThO₂ 4.52～6.79％，UO₂ 0.05％，P₂O₃ 25～28％。稀土元素以Ce、La為主，其次為Pr、Nd、Gd等，以及微量之其他稀土元素。陳培源（Chen, P. Y., 1960）與呂學俊（1967a）均曾分析過新第三紀地層中之重礦物，發現其中都含獨居石。
B.西南部砂礦中之黑色獨居石　
　　1957年間，黃時傑（1958）在臺南海岸一帶發現重砂中有一種類似獨居石，但顏色灰至灰黑，肉眼不透明，但在顯微鏡下呈半透明，硬度近于5，比重4～4.2，外形和黃色獨居石相似，都呈圓形至橢圓形，也有弱磁性，但放射性較弱。在重砂中，其數量比黃色者多數倍，稱為黑色獨居石。在顯微鏡下可見其內部有許多包裹體，以石英為最多。據XRD圖譜比較（圖5-15-3），二者反射峰無明顯不同，可認定是獨居石。在化學成分，黑色者的ThO₂含量較低（黃色者成分見前文），稀土元素種類比率也相似但比較富化。此種黑色變種究竟是黃色獨居石的轉變，或是在近代沉積環境中產生之自生性（authigenic）礦物，或由砂中的板岩屑吸取稀土成分而產生，在何種環境生成？迄今未明【宋國良，1970；魏稽生，2000】。
　　陳志賢等（1987）對本省釷及稀有金屬礦調查計劃之期末報告中（圖5-15-4），附有許多SEM（電子掃描顯微）相片，陳培源細察其中有許多幅（圖5-15-5）相信都含有伊來石類黏土，惟惜實驗未作EDX或電子探針之分析以探明化學成分，黏土之存在與獨居石砂之轉變很可能有密切關係。
C.金門島重砂中之獨居石
　　在金門島海灘之重砂中亦含有獨居石，其顏色比臺灣標本較為褐黃色，且都多少保持晶形之稜角，近於獨居石之粒狀晶癖（圖5-15-2b），應是由當地花岡片麻岩中直接分解脫落之顆粒為主（陳培源未發表資料）。
礦物資料
　　獨居石在臺灣亦為重砂中重要成分之一，因為獨居石是重要之稀土元素來源，並含有放射性釷，故被視為重要之國防資源之一。前行政院資源委員會為探明獨居石與鋯石之賦藏情形，曾於1951年（民國四十年）夏成立獨居石礦探勘處（李國鼎先生任處長），由陳培源參與地質探勘工作，是為臺灣光復後再度對放射性礦物探勘之開始。該處工作至1952年3月結束。其後續工作，多由經濟部鑛產測勘團及再後之能源與礦業研究所接手，繼續探勘與選礦工作，核能研究所也參與研究【陳培源，1953；魏稽生，1999】。