明礬石Alunite

化學成分
　　KA_l3(SO₄)₂(OH)₆
物理性質
　　三方晶系，{0001}解理不完全。硬度3.5～4，比重2.6～2.9，折射率ω＝1.572，ε＝1.593。晶體呈玻璃光澤至珍珠光澤，塊狀者則呈土狀光澤。顏色為白、灰或帶紅色，透明到半透明。
　　明礬石屬含氫氧基（鹼基）之無水硫酸鹽礦物，其成分中之鉀可被鈉離子替代，若鈉含量超過鉀含量，則稱為鈉明礬石。若其中Al為Fe所替代，則成黃鉀鐵礬（「5-27黃鉀鐵礬」），故三者在礦物構造上是類質同像（isomorphous）礦物。三方晶系呈菱面體狀，多呈緻密塊狀或土狀，但金瓜石金銅礦卻產出罕見的粗大晶體。硬度4，比重2.6～2.8。
產地與產狀
　　臺灣產明礬石之主要地區有二，即金瓜石金銅礦區和大屯火山群地帶，此外，在東部海岸山脈和北部有些小型產地。
A.金瓜石礦區
　　金瓜石硫砷銅礦及其換質圍岩中都常有明礬石存在，尤以東邊之長仁系和粗石山礦床為主要產地。明礬石之產生多與硫化物氧化有關，由其所產生之硫酸氣或硫鹽水溶液，與安山岩或黏土化岩石所釋出之鋁和鉀相結合，造成明礬石。因此，在金瓜石多見於礦體上部氧化帶。萬獻銘（1978）認為在地下淺部多鈉明礬石，在較深部多鉀明礬石。此或與金礦化和銅礦化也有相關。
　　金瓜石明礬石的產狀有兩種，一是在礦體圍岩中發生的明礬石化，多在礦體和安山岩接觸邊緣。明礬石替代部分安山岩礦物，多與黏土（狄克石）、細晶石英及黃鐵礦或硫黃混合一起。另一種是緻密狀的明礬石脈（圖5-25-1），脈寬自數公厘以至數公分，貫穿礦體（銅礦與黃鐵礦）以及蝕變之圍岩中，其產狀又有幾種：一是白色細晶組成緻密狀礦脈；另一種是由幾公厘大小之鱗片以至兩三公分寬板狀晶片，以其邊緣（菱面體（）面）附著而豎立於脈壁岩面上，群集成礦脈，是臺灣獨特產狀（圖5-25-2a）。還有一種脈體，由長葉狀薄晶片緊密重疊或塊狀。經陳培源作XRD鑑定為鈉明礬石。在三坑中也曾有明礬石在角礫岩帶中，與破碎之硫砷銅礦互相膠結成塊體【岡本要八郎，1911a】，因明礬石含有鉀，余炳盛（1993）利用此種角礫岩中的明礬石作鉀–氬定年的測試，測知其生成年代距今約95萬年前，這也代表硫砷銅礦生成的近似年代。
　　金瓜石之明礬石薄板狀晶體略近六邊形（三方晶系），有寬大（0001）面和窄小菱面體之（1011）面（圖5-25-2b）。明礬石有白色、灰色、淡紅等色，受鐵質沾染者，則成淺黃色。一般透明至半透明，在五坑有粗晶明礬石脈，明礬石因坑內礦水中之褐鐵礦沉積在表面，甚或替代其內部造成褐色假晶。有些褐鐵礦僅如薄膜般披覆在明礬石表面，因此引起光之干涉作用，產生彩虹般之彩色（圖5-25-3）。礦山工作者張阿海先生收藏有一大塊彩色明礬石，據稱採自三坑。臺灣明礬石生長有世界上頗不常見的粗大晶體是一特色，而有七彩色澤更是偶然。
B.大屯火山區
　　本區發現之明礬石多與白土化之安山岩或其碎屑岩相關，主要產地散布於七星山東北坡，沿北投至金山公路兩側，以七股為中心，包含焿子坪、大油坑、小油坑、三重橋冷水坑等地【林迺信，1958；顏滄波（Yen, 1959a）】。這些地區附近多有火山爆裂口或噴氣孔或溫泉存在過，也常和黑色硫化鐵礦相毗鄰，七股硫化鐵礦塊（體）之底磐即屬明礬石化之安山岩【林迺信，1958】。本地區明礬石常不規則的散布在「白土化」安山岩中【陳培源（Chen, P. Y., 1961b、1969b）】，或成團塊，晶體微細，肉眼不易辨識，一般含氧化鋁成份比金瓜石的低（Al₂O₃＜20％）。其成因亦由於硫氣或黃鐵礦氧化所產生之含SO₃水溶液，在蝕變黏土化安山岩孔隙中，化合成明礬石，常與高嶺石、硫黃、微晶石英等共生。
C.其他地區　
　　在臺東北源村當地之安山岩與火山碎屑岩沿一斷層有受熱水換質現象，生成白色黏土，包含高嶺石、狄克石與混層黏土【陳培源（Chen, P. Y., 1972）】。萬獻銘（1978）亦在該地帶中發現明礬石。
礦物資料
　　礦物之鑑別：鈉明礬石與鉀明礬石，肉眼不易分別，而且單純的明礬石或鈉明礬石也都很少，須靠XRD分析或化學分析來分別（圖5-25-4）。據萬獻銘（1978）與黃春江和張裕華（Huang & Chang, 1982）研究，所作化學分析上述地區明礬石，大部分是鉀明礬石（含K₂O 6～10％），較少數是鈉明礬石（含Na₂O 3～6％）。萬獻銘、黃春江兩位均認為其中有明礬石和鈉明礬石共存之現象，表示二者有不穩定之範圍或不混溶（unmixed）相之共存現象，如圖5-25-4。又如圖5-25-5顯示明礬石之（006）反射峰格子間距隨鈉含量之增加，由2.886Å漸變為2.89Å（萬獻銘，1978）。明礬石不溶於水，但可受硫酸溶解。表5-25-1是簡縮萬獻銘、黃春江二人之化學分析表，以示各元素含量之分布情形。

表5-25-1　臺灣明礬石之化學成分簡表

A–明礬石，B–鈉明礬石。其中萬獻銘（1978）標本包含金瓜石與大屯火山帶兩地區，黃春江和張裕華（Huang & Chang, 1982）只有金瓜石礦區。