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礦物與岩石辨識入門 人類自古以來就對岩石和礦物等自然形成的無機物深深地著迷。 人類自古以來就對岩石和礦物等自然形成的無機物深深地著迷。無論是鑽研某個地區的歷史、為維持健康的身體而想學會辨認某些人體必需元素、蒐集色彩繽紛的石頭、還是決定哪些寶石可以作為傳家之寶，礦石自古在人類歷史上都扮演著非常重要且密不可分的角色。然而，對於不熟悉礦石的人們來說，不同礦石所擁有的不同特點，可能難以辨別。本文將一一分析岩石、礦物、打磨石三者的相異之處，各自凸顯三種礦石的特質。 岩石的分類 簡單來說，岩石是一種或多種礦物的固態集合體。每一種岩石都是由不同的礦物質，以不同比例，在溫度和壓力的變化之下所融合而成。由於岩石的組成成分不一，無法單靠外觀加以分類。因此學者是以該岩石藉何種自然現象形成來分類的。地質學家和其他地球科學學者以此方法將岩石分為三類，以下為讀者一一介紹。 第一類岩石稱為火成岩（igneous rocks），英文使用拉丁文字根「ignis」，意指「火」。火成岩通常是在火山內部或地殼、地函的深處等非常高溫的地方形成，硬度高。岩石的前身是岩漿，也就是熔岩。岩漿的密度較固態岩石小，因此會浮上地表。火成岩又可再分為噴出岩和侵入岩。當岩漿到達地表冷卻硬化，我們稱之為噴出岩，常見的噴出岩有：火山岩、黑曜岩和火山灰；侵入岩一般是在地底深處形成，液態的岩漿鑽入現有的岩層中，慢慢向地表延伸。花崗岩、玄武岩，都是侵入岩。 第二種類型的岩石稱為沉積岩（sedimentary rock），是最常見的岩石種類。沉積岩是河床沉積物經年累月壓縮聚集而成。多數的沉積岩最初是小顆的岩石或礦物，經風化作用粉碎成更細小的顆粒。因此典型的沉積岩外觀會有書頁般的層次。這些碎石在水底經膠結作用、壓縮作用，和再結晶作用，慢慢結合成一顆新的岩石。砂岩、石灰岩、頁岩等皆為沉積岩。 第三類，也是最後一類岩石，稱為變質岩（metamorphic rock）。英文「metamorphic」是來自希臘文，意為「型態轉變」。變質岩的前身為火成岩或沉積岩，經高溫高壓產生物理或化學質變後，成為新型態的岩石。由於需高溫高壓作用改變其組態，變質岩一般埋於地殼之中，硬度常比火成岩和沉積岩高。山脈常由變質岩組成；在丘陵及平地若見到變質岩，代表該處以前曾經是山脈，經侵蝕而成丘陵或平地。 形成變質岩的方式有三種：接觸變質、區域變質，和動力變質。接觸變質是指岩漿接觸到現有的岩石，使其溫度升高，產生不具葉理（non-foliated）變質岩，或外觀不具解理或層次的岩石。不具葉理變質岩的例子有：大理岩、角頁岩和石英岩。區域變質所產生的變質岩，是在承受龐大的物理壓力後，導致褶皺或斷裂的葉理岩（foliated rocks），如片麻岩和片岩。動力變質則是岩石同時承受高溫與高壓後，發生褶曲、對折、平整剪切的現象。 礦物的分類 礦物是自然中具有固定化學結構的無機固體。礦物可以只由一種元素構成，如金；或由多種元素結合而成，如鹽巴（由氯化鈉所組成）。岩石與礦物的差別在於礦物質的組成與科學上的分類方式不同。礦物具有特定的化學結構，因而能藉之分門別類，而同一塊岩石的整體結構則幾乎不會一致。地球上有超過2,000種礦物，但絕大多數的岩石只由其中30種組成。無獨有偶，地球上的天然元素有92種，而多數的礦物也只由其中八種所組成，這八種元素分別是：氧、矽、鋁、鐵、鈣、鈉、鉀和鎂。 礦物常被分為兩類：矽酸鹽與非矽酸鹽類。矽酸鹽，或含矽與氧的礦物，在地球的地殼中佔比超過90%。而不含這兩種元素的礦物，我們通稱為非矽酸鹽類，方解石、食鹽、 硫、銅等皆為此類。除此之外，還有依礦物的物理結構分類的方式。常見的礦物通常會是晶體結構，由原子、離子或分子以重複且間隙均勻的立體排列方式組合而成。結構排列沒有秩序、沒有結晶狀的礦物，我們稱之為非晶質固體。 科學家用一種特定的質地量表將礦物分級。所謂質地，可以是光澤、硬度、條脈、解理、比重（密度）和色澤，礦物學家和地質學家可依據以上幾個項目，辨認眼前的礦物。硬度、密度和色澤的意思並不難理解，但條脈、解理和光澤也許就不是那麼常聽到。光澤指的是礦物反射光線的能力；條脈是指礦物在粉末狀態時的色澤，可藉由在硬面上摩擦取得粉末；解理則是形容礦物碎成小塊時的型態，常見有小方塊或薄片。低解理或無解理的礦物通常易碎，或者在碎裂時，斷面是隨機的，而非一致的平面。 礦物質不僅是有機生命維持健康的必需元素，也促進了人類文明發展。人類將礦物在日常生活上的用途發揮得淋漓盡致。舉例來說，屬於非矽酸鹽類的銅，是人類現代生活中最重要的礦物。銅是一種天然導體，從烤土司機到汽車等電器，都少不了含銅的電線。硫，屬於單一元素礦物，是製作煙火和火柴時不可或缺的原料。石膏是石膏牆板的主要原料，因爲含水，可作為建築物失火時的第一層防護。 什麼是打磨石？ 岩石或礦物經研磨直到其表面光滑者，稱作打磨石。這種程序讓它們搖身一變成為形形色色、既明亮又鮮豔的漂亮寶貝。 打磨石頭的機器叫做「磨石機」，石頭在打磨機中的研磨面上加水滾動，直到表面變得光滑，需時數週。然後再以氧化鋁等拋光劑加工，使其表面閃閃發光。有些製作過程可能會更進一步以染料、油、蠟或加熱處理，這些程序可增強石頭原本的色澤、遮蓋瑕疵以提升美觀。 最適合製作打磨石的石塊，硬度應介於5至8之間。過硬的石頭可能無法研磨至光滑；過軟者則無法承受打磨的過程。常見作為打磨石的材料有瑪瑙、花岡岩，以及晶體石英類的礦物如石榴石、月長石等。有的人甚至會拿石化木作為打磨石材 。 打磨石無論是個人還是商業方面都是用途多多。對一位剛入門的收藏者來說，先從蒐集打磨石開始，可說是簡單又經濟實惠的選擇。自古以來，打磨石常被人類拿來作為冥想與靈修的器材；這些石子還有療癒水晶之稱，在溫泉浴場等處十分常見；某些替代療法認為它們有修復靈氣和脈輪的療效。較世俗一些的用途，則可作為家用裝飾品、製作珠寶等工藝材料。 結論 儘管礦石在地球上隨處可見，人類還是為了這種多采多姿的天然產物所深深著迷著。學會如何辨識分類岩石，讓我們得以一窺遠在人類成為世界主宰前的遠古地球樣貌；認識礦物有助於人們維持健康的身體，並促進生態系的完整。