变质岩种类.docx
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变质岩种类.docx
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变质岩种类
變質岩家族
板岩(Slate)
∙原岩-頁岩、泥岩、細粒凝灰岩
∙生成環境-低溫、低壓
∙新鮮的顏色-黑色、深灰色
∙風化後的顏色-黃褐色、灰色
∙礦物顆粒大小-極細粒,肉眼難以分辨
∙主要礦物-黏土礦物、石英、雲母、長石
∙說明-由於含有雲母一類的片狀礦物,板岩的葉理十分發達,甚至於很容易裂開形成平行的板狀裂片,故特稱為「劈理」構造。
原住民傳統建築的石板屋就是以板岩為主要建材。
另一種變質岩「千枚岩」與板岩很像,但變質度稍高。
因含絹雲母較多,表面較板岩光滑有光澤,顏色通常較淺。
∙到哪裡觀察-中央山脈西翼非常常見,北部濱海公路龍洞以東、北橫公路及新中橫公路沿線、中橫及南橫的西段都很容易觀察到。
片岩(Schist)
∙原岩-頁岩、泥岩、玄武岩
∙生成環境-中低溫、中壓
∙新鮮的顏色-黑色片岩(泥質片岩)為黑色,矽質片岩為灰色,綠色片岩為深綠或暗綠色
∙風化後的顏色-黃褐色、灰色
∙礦物顆粒大小-中粒
∙主要礦物-石英、雲母、長石,黑色片岩常含石墨,綠色片岩則含一半以上的綠泥石
∙說明-片岩的變質程度較板岩更高,其中的礦物顆粒很大,可以肉眼辨視部分礦物的種類,其葉理面略帶曲度,特稱為「片理」構造。
∙到哪裡觀察-在中央山脈東翼變質雜岩區隨處可見,各種片岩及薄層大理岩常呈互層交雜。
片麻岩(Gneiss)
∙原岩-火成岩、矽酸鹽質的沈積岩
∙生成環境-高溫、高壓
∙新鮮的顏色-黑白花紋相間
∙風化後的顏色-黃褐色、灰色
∙礦物顆粒大小-中粒、粗粒至偉晶
∙主要礦物-長石、石英、雲母
∙說明-片麻岩中的礦物因受過巨大壓力作用,各類礦物種類清晰可見,其中雲母一類的片狀礦物都呈平行排列,而深色與淺色礦物常排成帶狀或凸鏡狀,此特稱為「片麻狀組織」。
片麻岩常和花岡岩伴生,甚至有時兩者之間很難有一清楚界限,一般認為大陸地殼深處的主要岩石即為花岡岩質的片麻岩。
∙到哪裡觀察-中央山脈東翼變質雜岩帶的北段有不少片麻岩體,如宜蘭的東澳、南澳,花蓮的和平、和仁及太魯閣峽谷內等地均有。
石英岩(Metaguartzite)
∙原岩-富含石英的砂岩
∙生成環境-高溫、低壓
∙新鮮的顏色-灰白色
∙風化後的顏色-黃褐色
∙礦物顆粒大小-中粒至粗粒
∙主要礦物-幾乎全都是石英
∙說明-石英岩中的石英顆粒之間以矽質膠結物熔接,其結構極其均勻。
若將石英岩打破時,並不是僅破壞膠結物的膠結力,而是同時打破了其中的石英顆粒。
∙到哪裡觀察-中央山脈西翼板岩系中有不少變質砂岩區,尤其是在西北部的雪山山脈段,如東北角龍洞,北橫公路四稜、中橫公路宜蘭支線沿線、中橫公路天冷、谷關至梨山一帶、霧社附近等。
蛇紋岩(Serpentinite)
∙原岩-橄欖岩
∙生成環境-高溫、高壓
∙新鮮的顏色-墨綠色、暗綠色、黑色
∙風化後的顏色-黑灰色
∙礦物顆粒大小-中粒至粗粒
∙主要礦物-蛇紋石、柘榴子石、輝石、角閃石
∙說明-蛇紋岩是一種緻密狀,並常帶有條紋的岩石,通常由纖維狀的蛇紋石形成紋脈。
為台灣主要的變質岩石材之一。
∙到哪裡觀察-中央山脈東翼變質雜岩區有許多變質基性及超基性岩體,多已開發為採石場,如花蓮的壽豐、萬榮、瑞穗、卓溪、宜蘭的南澳等地。
大理岩(Marble)
∙原岩-石灰岩
∙生成環境-高溫、低壓
∙新鮮的顏色-白色至灰色,也有黑色
∙風化後的顏色-黃褐色、灰色
∙礦物顆粒大小-細粒至粗粒
∙主要礦物-方解石,可能有白雲石
∙說明-大理岩又名變質石灰岩或結晶石灰岩,因其組成礦物方解石的成分為碳酸鈣,因此滴以稀鹽酸會冒氣泡。
顏色通常很淡,但也常夾有深色條紋,多係其它礦物形成的紋路,如石墨。
為台灣主要的變質岩石材之一,也是東部水泥廠的原料來源。
若礦物成分改以白雲石為主則稱為白雲岩,滴稀鹽酸不會冒泡。
∙到哪裡觀察-中央山脈東翼變質雜岩區的西側太魯閣帶中有很多,可呈厚層分布,也可能與各類片岩呈薄層互層,最佳觀察地點為太魯閣峽谷中橫公路燕子口至慈母橋間、蘇花公路和平至祟德間的清水斷崖段。
變質岩家族譜系
變質岩是由已有的岩石,在深埋地底的高溫、高壓環境下,使得它雖然仍然在固態的情況,岩石的成分及組織構造都發生了變化,生成特殊的礦物以及特殊的變質構造而成。
形成變質岩的整個作用就是變質作用。
岩石隨所處的溫度與壓力環境不同,而受不同的作用。
大體而言,溫度低於200℃左右就屬於沈積岩成岩作用的發生環境;550℃至800℃之間,在一些特定的壓力範圍內,是融熔成岩漿的環境;除此以外,可說都是變質作用有機會發生的溫壓環境(參考下圖)。
(圖修改自太魯閣峽谷之變質岩,王執明,民80)
變質作用依成因可以粗分為接觸變質與區域變質兩大類。
接觸變質作用是因岩漿侵入地層時,圍岩受到岩漿的熱影響而變質,它的規模很小,只環繞在侵入岩脈的四周,一般僅有數公尺至數百公尺範圍而已。
區域變質作用則是由於聚合性板塊作用、造山運動等地殼變動的過程中,在地殼深處產生的高熱或高壓所引起,規模非常大,範圍常達數千平方公里。
產生變質作用的營力主要就是「熱」和「壓力」。
岩石受熱可以形成新的礦物,或產生再結晶的作用;壓力則會使岩石中礦物間的空隙減小,產生原子排列更緊密的新礦物,或者促成再結晶作用,也會使礦物間產生排列,形成葉理構造。
此外,當變質作用發生時,常有一些岩石本身孔隙中的液體或氣體,會在固態岩石礦物間充當取代反應的介質,促進變質作用的化學反應;有時這些流體還可以提供一些新的成分,因而影響了變質岩的化學成分。
在變質作用中產生的新礦物往往是在高溫或高壓環境下才能生成的礦物,與一般造岩礦物往往有很大的不同。
例如地表的沈積岩原富含石英及鋁質,經深埋變質後,其中矽酸鋁的成分(Al2SiO5)常可出現三種不同的礦物(也就是化學上的同分異構物),分別是代表相對低溫、低壓環境的紅柱石,代表高壓環境的藍晶石,以及代表高溫環境的矽線石,這三種礦物的化學成分相同,但內部原子排列方式不同,生成的礦物就有了截然不同的特性(參考右圖),當然,其所屬的變質岩也就各不相同了。
(圖修改自高中基礎地球科學課本,民73年版)
而變質岩中的葉理構造,則是由於岩石中原有或新生成的片狀礦物(如雲母)或柱狀礦物(如角閃石)受壓力而平行排列的結果(參考下圖)。
然而,並不是所有礦物排列起來就會形成明顯的葉理,如果岩石中含片狀或柱狀礦物很少,而多為塊狀礦物(如石英、方解石),則葉理就不發達。
(圖修改自高中基礎地球科學課本,民73年版)
在熱、壓力以及流體的綜合影響下,岩石或生成各種新礦物,或發生再結晶作用,或形成了葉理。
這些變質作用變化萬千,因而造就出變質岩複雜而多變的樣貌,真是令人目炫神迷!
變質岩依結構可區分為具有葉理的葉片狀變質岩,以及葉理不發達的非葉片狀變質岩,常見的變質岩依此分類如下表。
分 類
葉片狀變質岩
非葉片狀變質岩
變質岩名稱
板 岩
片 岩
花岡片麻岩
石英岩
大理岩
蛇紋岩
原岩名稱
頁 岩
頁岩或
玄武岩
花岡岩
砂 岩
石灰岩
橄欖岩
接下來在家族分布篇,你會找到變質岩在台灣的分布概況;在家族群像篇中有台灣常見變質岩的個別介紹;而在學習園地篇則有變質岩的一些學習資源。
台灣變質岩的分布
台灣有一大片變質岩,中央山脈除了西部的丘陵地區(麓山帶)之外,全部都是變質岩的天下。
請參考右方的台灣地質簡圖與地質年代對照表。
中央山脈變質岩區西以屈尺-潮州斷層與西部麓山帶沈積岩區為界,東隔花東縱谷與海岸山脈遙望,佔全島面積約二分之一。
又可粗分為西翼的板岩系區與東翼的變質雜岩區。
中央山脈西翼板岩系主要是由泥質與砂質沈積岩變質而成,變質程度由最西側的極輕度變質向東漸增為輕度變質。
推側沈積年代在新生代第三紀始新世至中新世之間,與西部麓山帶應為同一連續時期的沈積;至於變質與抬升作用則與上新-更新世的造山運動有關,這就是著名的「蓬萊造山運動」,這個造山運動是導因於菲律賓海板塊與歐亞大陸板塊的碰撞作用。
同一個作用也使得位於菲律賓海板塊上的海岸山脈火山島弧最終得與台灣本島接合在一起。
中央山脈東翼變質雜岩區則是完全不同的另一個天地。
在這個早期以「大南澳片岩」為名的變質岩區內,都是各式片岩、片麻岩、大理岩等變質度較高的岩石,且變質程度仍是由西向東漸增。
這一區的變質岩都經過多次的變質作用,又被各種地質構造撓曲或切斷,複雜萬端,再加上位處祟山峻嶺,所以我們對它的瞭解相當有限,常是在橫貫公路沿線及採礦區才有較詳細的地質調查。
目前已知此區岩石最初形成的年代至少是中生代的白堊紀及侏羅紀,甚至可溯至古生代的二疊紀之前,這些都是上古時期的岩層!
之後歷經各種地質作用,滄海桑田,最後在蓬萊造山運動中再度受到變質作用,並抬升成為中央山脈的東翼。
以下各頁將配合分區地質圖,簡單描述各變質岩區的概況,點選其中各照片縮圖即可得原尺寸影像。
此外,你也可以回到變質岩家族譜系篇再深入瞭解變質岩的形成原因及分類,或是進入家族群像篇瀏覽台灣常見變質岩的個別介紹,而在學習園地篇則有變質岩的一些學習資源。
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