陳俊廷、陳炯勳、陳璿智、李鎮宏
岩石是天然產出的具一定結構構造的礦物集合體，是構成地殼和上地幔的物質基礎。按成因分為岩漿岩、沉積岩和變質岩。其中岩漿岩是由高溫熔融的岩漿在地表或地下冷凝所形成的岩石，也稱火成岩；沉積岩是在地表條件下由風化作用、生物作用和火山作用的產物經水、空氣和冰川等外力的搬運、沉積和成岩固結而形成的岩石；變質岩是由先成的岩漿岩、沉積岩或變質岩，由於其所處地質環境的改變經變質作用而形成的岩石。地殼深處和上地幔的上部主要由火成岩和變質岩組成。從地表向下 16 公里範圍內火成岩和變質岩的體積占 95%。地殼表面以沉積岩為主，它們約占大陸面積的 75%，洋底幾乎全部為沉積物所覆蓋。 岩石學主要研究岩石的物質成分、結構、構造、分類命名、形成條件、分佈規律、成因、成礦關係以及岩石的演化過程等。它屬地質科學中的重要的基礎學科。十八世紀末岩石學從礦物學中脫胎出來而發展成一門獨立的學科。在岩石學發展的初期，主要研究的是火成岩，到了十九世紀中葉才開始系統地研究變質岩，而沉積岩直到二十世紀初才引起人們的注意。目前岩石學正沿著岩漿岩石學、沉積岩石學和變質岩石學三個主要的分支方向發展。 p.1封面p.2目錄p.3p.10岩石的三大類p.11p.12大理石p.13p.17砂岩p.18p.20.石灰岩p.21花崗岩p.22頁岩p.23礫岩p.24.資料來源p.25.封底沉積岩的形成沉積岩的形成1.風化侵蝕：在河流上的大石頭，經年累月被侵蝕風化，逐漸崩解成小 的沙泥、碎屑。2.搬運：這些碎屑被水流從上游搬運到下游。3.堆積：下游流速減緩，搬運力減小，岩石碎屑便沉積下來。4.壓密：新的沉積物壓在舊的沉積物上，時間久了，底下的沉積物被壓 得較緊實。5.膠結：地下水經過沉積物的孔隙，帶來的礦物質填滿孔隙，使岩石碎 屑顆粒緊緊膠結在一起，形成沉積岩。6.露出：堆積在海底的沉積岩層在板塊運動的推擠下拱出海面，露出地 表。常見的沉積岩常見的沉積岩依照沈積物顆粒的大小，沉積岩可以分為為礫岩、砂岩、頁岩與石灰岩礫岩特徵沈積物顆粒>2mm 的稱為礫岩，顆粒 非常粗，要流速很大的水流才能搬動， 因此可推測礫岩的沈積環境大都是洪 水期，用肉眼就可觀察到岩層中一粒 粒的卵石。採集地常見地形花東海岸礫岩非常堅硬，常形成突出的山嶺， 台灣許多景觀優美的山就是由礫岩構 成，如霧峰的九九峰、六龜的十八羅 漢山、苗栗的火炎山。“白浪茫茫與海連，平沙浩浩四無邊。暮去朝來淘不住，遂令東海變桑田。”白居易的詩形象地描寫了滄桑之變。“滄海變桑田”的例證是自然界沉積作用的最好說明。自然界中存在的岩石，在陽光雨水的長期作用下，必然發生風化分解，直至變成砂粒和泥土，這些風化產物通過流水、風和冰川等沉積介質搬運到山麓、沙漠、湖濱、河岸、三角洲和海灘等適當的場所沉積下來，最終形成沉積岩。“高山石中猶有螺蚌殼，或以為桑田所變。”含古生物化石是沉積岩的特點之一。古代的生物死亡以後，其遺體被埋藏在沉積物中保存下來逐漸固結成岩，就形成了化石；沉積岩都是層狀產出的，具有明顯的成層構造。許多沉積岩的層面和層內都保存了其形成時風、流水、海浪作用形成的層理、波痕、泥裂和生物遺跡等；含有典型的沉積物質。自生礦物是在沉積作用過程中，母岩風化分解的化學物質沉積而成的鹽類礦物、碳酸鹽礦物以及粘土礦物。如粘土礦物、有機質、碳酸鹽礦物等都是在沉積環境中形成的新礦物。 沉積岩是在地殼表層條件下，由風化作用、生物作用和某種火山作用所形成的產物經過搬運、沉積和成岩等一系列地質作用而形成的岩 石。它是地殼表層分佈最廣的岩石。沉積岩中蘊藏有大量的礦產資源。 據統計，世界資源總儲量的 80%是沉積成因的。此外，研究沉積岩還具 有重大的理論意義，因為沉積岩在地質歷史中延續時間長，它是研究地 球的發展和演變、生命起源和進化的寶貴資料。砂岩特徵沈積物的顆粒大小在 1/2562mm， 用手觸摸時有沙粒感，肉眼可以看 見一粒粒微小的礦物顆粒。砂岩的 礦物成份大都以石英為主，因為石 英不易被風化，所以很容易保存在 自然界的環境中。砂岩大部分是白色，而風化後因氧 化作用產生氧化鐵而變成黃色或紅 色。 採集地地形鼻頭角砂岩中因為含有大量的石英，質地 較為堅硬，露出地表較不易受侵蝕 風化，因此地形上經常形成山嶺、 峭壁、單面山、海岬等較為突出的 地形景觀。頁岩特徵沉積物的顆粒<1/256mm，礦物 顆粒非常細小，所以肉眼無法辨 識，觸摸時沒有粒感。頁岩的顏色一般為青灰色到黑色。採集地地形萊萊頁岩比較脆弱，容易崩解或被侵 蝕風化，經常形成凹穀、河流、 海灣。頁岩中時常可以發現化石 的蹤跡，由於頁岩的顆粒非常細 不易透水，生物遺骸容易保存形 成化石。石灰岩成因海洋中生物的骨骼或殼中含有 碳酸鈣，生物死後殼體堆積在 海床中形成石灰岩，所以石灰 岩主要成分就是碳酸鈣。常見的造礁生物有珊瑚、貝類 或藻類等。最主要的是珊瑚。常見地形用途碳酸鈣非常容易溶於水中，水中所含的 碳酸鈣過飽合時，碳酸鈣就會析出沈澱 形成特殊石灰岩地形，例如碳酸質溫泉 的四周經常沈澱形成石灰華，石灰岩洞 中的石鐘乳、石筍、石柱、石簾等都是 化學作用形成的石灰岩地形。 1.石灰岩最主要的用途是製造水 泥，碳酸鈣加熱燃燒時會變成 氧化鈣與二氧化碳氣體，就是 用氧化鈣來製成水泥。 2.石灰岩的另一種用途是做為建 材，如地磚或牆壁的石板。早 期人們建造房屋經常取石灰岩 或珊瑚礁石當建材；因為石灰 岩多孔隙較輕且堅硬，稱為咕 咾石，澎湖地區最廣泛使用。 火成岩火成岩地球上所見到的雖然千姿百態，五彩繽紛，但根據它們自身的特點、 形成條件不同，可分為火成岩、沉積岩和變質岩三大類，其中以火成岩 最多，它主要構成了深部地殼和上地幔，約占整個地殼的 65%。通過對 火成岩的研究，可探討地球的形成、演化、地殼運動等一些重要作用。變質作用（metamorphism）這一詞是 Boue（1820）第一個使用。但變質作用的定義是 Lyell（1833）比較系統地提出的。變質作用是指與地殼形成和發展密切相關的一種地質作用，是在地殼形成和演化地過程中，由於地球內力的變化，使已存在的地殼岩石在基本保持固態的條件下，原岩的總體化學保持不變，形成新礦物組合和結構構造。變質作用和沉積作用、岩漿作用之間存在一定的區別和聯繫。變質作用與岩漿作用之間比較容易區別，它們之間的界線是熔融，而和沉積成岩作用之間的重要標誌是礦物組合的變化，一般認為以濁沸石開始出現為標誌。沉積岩分類的依據是岩石的成因、成分、結構、構造等。由於它的多樣性，一般是以沉積物的來源作為基本類型的劃分準則，而以沉積作用方式、成分、結構、成岩作用強度等作為進一步劃分的依據。應該特別強調，各類沉積岩都有各自的成因特徵，成分上差別也較大。所以，沉積岩的分類著重於各大類岩石的劃分，如砂岩的分類、碳酸鹽岩的分類等。各類岩石經風化作用的破碎而形成碎屑。大塊的岩石由於溫度的變化、晶體生長、重力作用、植物生長、流水、冰川及風的破壞作用而崩解，形成大小不同的碎屑。構成沈積岩形成的主要物質來源。除了母岩風化作用的產物外，生物遺體也是沈積岩的主要造岩組分。生物通過新陳代謝，在其生命過程中不斷從周圍介質中吸取成分，分泌出碳酸鈣、二氧化矽、磷酸鈣等礦物質骨骼。當生物死亡後，這些骨骼可直接堆積成岩。煤則是植物遺體在生物化學作用下，發生分解形成泥炭，然後被埋藏，在地質因素影響下發生泥炭化作用而形成的。火山活動為沉積作用所提供的主要物質是火山碎屑物。1883 年印尼克拉卡托島的火山爆發中，火山灰雲升至80km 高空，飄至幾千公里之外。兩千多公里外的船上記錄了噴發三天後落於甲板上的火山灰塵，細小的火山灰塵佈滿大氣圈上部達一個月之久。在我國的許多地方誌中都記載了這次爆發飄來的火山灰在大氣中懸浮所引起的異常天象。地下水的活動也會源源不斷地將地下物質帶入地表。據統計，世界上河流每年攜帶 49 億噸溶解物質進入海洋，其中大部分溶解物質來源於地下水。近年來，人們還發現能攜帶大量礦物質的熱鹵水。1961 年在美國加里福尼亞南部的薩爾頓湖附近，在地下 1600m 深處發現溫度高達攝氏 360 度的地下熱水,每月可沉積富含金屬的水垢 2-3 噸，其沉積速度相當快。隕石是小天體進入地球軌道後經過大氣層燒蝕後的殘體。大部分物質在燒蝕過程中呈細塵狀彌散於大氣之中。它們和一些其他宇宙質點最終都要進入地表，有人估計，每年約有五百萬噸隕塵落到地表。近年來在海相沉積物中也發現了為量不少的宇宙塵埃，很多地層中也有類似物被發現，這些細小的宇宙物質落入地表的現象是很普遍的。 由碳酸鹽岩經區域變質作用或接觸變質作用形成的變質岩稱為大理岩，又稱大結晶石灰石 Crystalline Limestone六方晶系CaCO3大理石為商業名詞，是建築石材的一種，由大陸雲南大理點蒼山所產具有絢麗花紋的石材而得名。其結晶顆粒由細粒至粗粒均有之，顏色為白色、白地黑紋、灰色、黑色等，或因含有色物質，呈斑駁狀、潑墨狀、雲霧狀、脈紋狀。礦物成分以方解石為主，硬度 3，遇酸則發泡起反應。產於變質岩之岩層間，因地殼經過劇烈變動並有岩漿侵入富含化石的石灰岩很容易變成結晶質。台灣東部蘊藏豐富為最具開發潛力的礦產資源，其岩層屬先第三紀之大南澳結晶片岩系。大理石之用途頗廣，諸如建材、工藝品、煉鋼、水泥原料、玻璃、造紙、製糖、製鹼、肥料、電石、石灰及化工原料等，與國防及民生息息相關。用於石材之要件為：節理柔軟易於切材，無龜裂者，岩質粗密均一，以及色調斑紋美觀，研磨後富光澤者。分佈於中央山脈東翼，北起宜蘭縣蘇澳鎮西方，南至台東縣知本溪一帶綿延二百餘公里。理石（marble）。大理石主要由方解石和白雲石組成，有時含矽灰石、滑石、透閃石、透輝石、斜長石、石英、方鎂石等，具粒狀變晶結構、塊狀構造。因原岩不同可形成不同類型的大理石。如純鈣鎂碳酸鹽岩變質後可形成方解石大理岩和白雲石大理岩；矽質灰岩變質後可形成石英大理岩、矽灰石大理岩；碳質灰岩變質後可形成石墨大理岩等。還可根據結構構造、顏色進一步劃分為白色大理岩、灰色大理岩、粉紅色大理岩、細粒大理岩、粗粒大理岩、條帶狀大理岩等。通常白色和灰色大理岩居多。其中質地均勻、細粒、白色者稱漢白玉。一般認為，大理岩可形成于不同的溫壓條件下，如透閃石大理岩形成于低中溫條件下，透灰石大理岩、鎂橄欖石大理岩則形成於中高溫變質條件下。大理岩分佈廣泛，我國的山東、雲南、北京房山等地均產大理岩。 許多有色金屬、稀有金屬、貴金屬和非金屬礦產在成因上都與大理岩有關。其本身也是優良的建築材料和美術工藝品原料。大理岩硬度不大，屬於中硬度石材，易於開採加工。板材磨光後呈現出裝飾性圖案或色彩紋理，非常美觀，可作室內外裝飾材料。開採和加工中的廢料，可製成工藝品或經軋碎作生產水磨石、水刷石等的優質集料，少數高度緻密均質的可供藝術雕刻和裝飾用。由於大理石基本是由純的碳酸鈣或碳酸鎂構成，因而對被酸污染的空氣的溶解作用極其敏感，城市大氣中通常存在由二氧化碳分離出來的碳酸以及從煙塵中生成的硫酸，它們不斷與大理石接觸，使大理石用品受到不同程度的影響。不管怎樣，在建築裝修和雕刻中，大理石仍是較為理想的材料。 資源狀況資源狀況我國大理石礦產資源極其豐富，儲量大、品種多，總儲量居世界前列。 據不完全統計，初步查明國產大理石有近 400 餘個品種，其中花色品種比較 名貴的有如下幾種。 純白色的有：北京房山漢白玉；安徽懷甯和貴池白大理石；河北曲陽和淶 源白大理石；四川寶興蜀白玉；江蘇贛榆白大理石；雲南大理蒼山白大理石； 山東平度和掖縣雪花白等。 純黑色的有：廣西桂林的桂林黑；湖南邵陽黑大理石；山東蒼山墨玉、金 星王；河南安陽墨豫黑等； 紅色的有：
