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圖一、雅典帕德農神廟的列柱,是由巨石疊砌而成的。 |
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古今皆宜的建築石材 |
彎下腰去, 隨手拾起路邊一顆小石子,你能想像它的同伴對人類的偉大貢獻嗎? 從古至今, 人類文明史上的不朽建築,從中國的萬里長城,埃及的金字塔, 到希臘的神殿列柱(圖一),都是一塊塊巨石砌疊而成的。不談遠的,就拿我們熟悉的寶島來說,像臺北縣三峽鎮祖師廟的龍柱石獅, 高雄縣茂林鄉的原住民石板屋,或是鄉間任何一棟古樸的石頭屋子, 都是利用岩石作為建材的。經過了漫長的歲月,這些石造的建築物依舊屹立不搖, 石頭,真可說是老實可靠的建材。
石頭這麼硬, 要如何裁切成四四方方的石板呢?這得從深山裡的採石場談起,這石材礦場裡到處都是完整巨大的石頭, 工人們利用堅硬無比的切割工具,從岩石的裂縫將它劈開;或在岩石表面鑽孔,裝 入炸藥,把岩石炸成體積較小的碎塊(圖 二),都是常見的採石方法。 開採下來的岩塊, 會送到石材工廠裡進一步加工。工廠裡有特殊材質的鋸子, 可以把比冰箱還大的石材,鋸成一片片薄 薄的石板(圖三),這些石板再經過機器研磨之後,就可作為光亮平滑的地板或壁磚。 |
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圖二、採石場裡的大石塊留下被火藥爆破的痕跡。 |
圖三、石材工廠把堅硬的石頭切割成薄薄的石板。 |
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臺灣是個多山的島嶼, 自然也是岩石寶庫。不管是火山噴發,岩漿冷卻凝固形 成的火成岩;或由一層層泥沙沉積、膠結起來的沉積岩;還是受到板塊擠壓,重新變成的變質岩,都是質地優良的石材。
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圖四、 |
溢流到海邊的岩漿,冷卻凝固後 形成火成岩。(希臘-聖扥里尼島) |
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圖五、 |
色澤艷麗、結晶明顯的花崗岩,其中
的礦物彼此鑲嵌聚集在一起。 |
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岩漿冷卻而成的硬漢~火成岩 |
岩石是由礦物所組成的, 當岩石熔化成為岩漿,各種礦物也都呈現液體狀態。 在岩漿冷卻,形成岩石的過程中,熔點較高的礦物會先凝固、結晶,環境中有較多空間,所以晶體的形狀比較完整。熔點較低的礦物因為結晶的時間較晚,岩石中的空間所剩不多, 只好「夾縫中求生存」 囉,所以,各種火成岩的共同特徵,就是礦物會彼此鑲嵌聚集在一起(圖五)。 岩漿中所含「二氧化矽」的多寡, 會影響到它的黏稠度。我們可以利用蜂蜜和果汁來打個比方,把這兩種液體緩緩地倒在盤子上,觀察它們流動的情形:容易流動的果汁一下子就向四面八方散開,可是黏黏的蜂蜜卻會一邊堆高、一邊緩緩地流動。所以黏稠的「蜂蜜岩漿」有機會堆成錐形的火山,而容易流動的「果汁岩漿」 自然就形成地勢比較平坦的火山。 |
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以澎湖群島來說, 這個地區岩石中的二氧化矽成分較低,全身黝黑,外觀看不 出有什麼礦物,這就是鼎鼎大名的「玄武 岩」。玄武岩並非不含礦物,只因為岩漿 在噴發的過程中冷卻的很快,礦物來不及長大就冷卻結晶,所以形成非常細小的結 晶。得把玄武岩裁切成透明的薄片,在偏光顯微鏡下觀察,才能看清楚這些礦物的真面目。 玄武岩岩漿噴發出來, 在冷卻凝固的 過程中,體積也跟著收縮龜裂,形成美麗 的「柱狀節理」,這也正是澎湖群島最具特色的地形景觀(圖六、七)。此外,陽 明山國家公園的火成岩,二氧化矽含量較高,在火山噴發的年代裡,從火山口溢流出來的岩漿流動較為緩慢,也因此造就個 頭高大的錐狀火山。甚至,有些黏稠度更高的岩漿,還會塑造出像寺廟銅鐘一般形狀的火山呢(圖八)。
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圖九、 |
陽明山國家公園的安山岩,灰色的岩石表面佈滿了黑色礦物 (通常為角閃石或輝石) |
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圖十、 |
堅硬樸素的火成岩常用
來雕刻寺廟裡的石獅子。 |
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陽明山國家公園裡的火成岩, 絕大部分是「安山岩」,暗灰色的岩石上佈滿了形狀規則的黑色礦物(圖九)。玄武岩和安山岩因為顏色樸素、質地堅硬,經常做 為寺廟龍柱、石獅的石材(圖十)。 另一種色彩艷麗, 常用來做為地板或 壁磚的石材「花崗岩」,也是火成岩的一種,可是不知道大家有沒有注意到,花崗岩上各種礦物結晶可真是明顯,與玄武岩和安山岩截然不同。 為什麼花崗岩與玄武岩的礦物晶體大小差別這麼多呢?這是因為花崗岩岩漿並 沒有噴出地面,而是在地下緩慢冷卻。因為冷卻的時間變長了,岩漿中的礦物有機會聚集成較大的結晶, 因而形成色澤艷麗、結晶明顯的花崗岩。
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層層相疊的地層餅乾~沉積岩 |
地表的各種岩石, 長期受到風吹日曬雨淋,以及海浪拍打等作用,質地變得鬆軟,逐漸崩垮成較小的岩石碎屑。這些大部分的岩屑被沖刷到溪流之後,隨著河水流到比較低漥的湖泊、海邊濕地或大海的洋底堆積起來。這些剛堆積的泥沙碎屑還很鬆散, 而且泥沙顆粒與顆粒之間可能還充滿了地下水,一點也不像岩石(圖十一),得讓這些碎屑顆粒黏結在一起,才能變成堅硬的石頭。溶解在地下水中的礦物就是最好的 「接著劑」,隨著時間一久,礦物會逐漸 沉澱填滿孔隙,把泥沙碎屑膠結起來。 |