石材之家讯：矿物是组成各种岩石(建筑石材)的最基本单元，不同的岩石由不同比例、不同种类及不同化学成分的组构矿物所组合而成，这些矿物的聚合行为表现出石材的外观及基本物化性质，表1.2列举数种常见的建筑石材与其岩石名称及其矿物组成。

表一．2 常见的建筑石材与其岩石名称、矿物组成。 　　在变质岩中，矿物的组构、成分及种类会因为外在的温压条件、热水溶液及气体分压作用影响下，由原来岩石中的矿物逐渐换质／变质(metamorphism/metasomatism)，再结晶而形成不同的矿物群，而矿物群的种类、晶粒大小与组成结构取决于原岩与围岩种类、变质相程度、化学与热水溶液等条件，再加以变质作用的压力因素，常导致矿物具有优势方向(Preferred Orientation)，具排列特性或是矿物分层，分带现象，甚至导致具褶皱(Folding)流动性构造。一般而言，变质程度愈高，再结晶现象愈完全，矿物愈趋于高温型矿物，颗粒晶形愈大愈完整。　　整体而言，每一种矿物都具有一定的结晶构造(晶系、习性、解理、双晶特性)、化学组成、物理性质(硬度、韧度、比重、比热膨胀率、光电磁效应、光泽、颜色)及其它性质，因此在同一批相同的石材中，可以发现矿物的表现特征相似(可能拥有相同粒度，分布、形状、颜色，或者同时具有相同的瑕疵(裂痕、不光亮、色差)等)。但另一方面，有时也会因为矿物形成条件不同、机制不同，或其它外来元素、物质的影响而导致矿物表征些许的差异。因此，相同矿物在不同石材中，其外观不尽相同。综合言之，由上述可了解结晶构成石材的矿物特性及特质，石材可呈现出石种本身的普遍性特质，但另一方面石材受到外在其它因素之作用而可能出现普遍性中特殊的变化性(自然性)。　　以下即基于矿物对石材质量的重要性，分别针对花岗石最常见的矿物：各种长石，石英及云母等，简述其基本性质。

　　长石类矿物(Feldspar)

　　以钾钠为主的长石可统称为碱性长石，以钠钙系列为主的长石称做斜长石系列，除钾长石与部分高温的透长石为单斜晶系(Monoclinic System)外，其余皆为三斜晶系(Triclinic System)，以下就颜色、解理、微节理、风化作用等方面逐一说明。；
　　一、颜色(Color)
　　长石类颜色变化很大，一般而言含浓度钾高的长石(钾长石，呈红色系表征)，因此，花岗石较易呈现各种深淡不同美丽鲜艳的红色，如印度红、贵妃红、将军红等；而含钠钙量高的斜长石为主的花岗石则为灰白系列，其表征使石材呈现深浅不同的灰白色、灰色。但值得注意的是部分长石含有其它杂元素，则会改变其基本色调，如微斜长石中含少量铷，会呈现天蓝色等。因此在评量石材颜色时，应要特别注意长石颜色变化，甚至周围长石颜色的变化状况(因为成分些许变化，则导致颜色变化)。另外值得一提的是，拉长石在花岗石石材中的作用。拉长石属斜长石系列，是一种钙钠长石，主要产于基性岩中。当转动含有拉长石的石材时，拉长石晶体在其特定方向上会呈现蓝、绿、紫、金黄等不同的多彩颜色，故矿物学上将拉长石又称之为月光石，如巴西蓝、芬兰蓝、蓝珍珠等，为名贵装饰石材之一。　　二、解理(Cleavage)
　　长石是解理发达的矿物，解理愈发达，显示长石受风化(热胀冷缩)程度愈大，或是受外力(大地应力)作用愈强。解理发达的结果会导致长石发生片状剥离、脱落或光泽度下降，且容易遭受水溶液浸染(铁锈、高岭土化、颜色色差)，严重影响建筑石材质量。另外，解理极发达的石材，它代表着石材风化的程度并严重降低机械性质(抗压，挠曲强度)；另一方面，若石板切割剖面平行于长石解理面，则可能出现绢丝雾状光泽性，在石材表面会呈现出不均质的光泽现象，造成另一种瑕疵。　　三、微节理(Microjoint)
　　微节理是肉眼或显微镜下可观察到的微小不连续面(裂痕(Fracture))，微节理在石材中普遍可见，而且多以群体出现，尤以花岗岩中最常见到。一般的微节理多为主要的大不连续面(例如断层)或大地应力场的派生构造，所以通常有一定方向性，或是具有多期、多组、多产状的特性。另外，由于岩石风化作用(热胀冷缩循环)或解压作用，也会导致矿物局部受压迫而产生微裂 (微节理)俗称鸡爪痕。微节理的形成对石材质量及石材病变的发生具有严重性负面影响，因为微节理影响石材表面美观、降低光泽度、促进风化管道进行及导致色差现象等，更甚者会造成石材表面剥离作用，形成凹洞。在花岗石类的石材中，长石通常为大颗粒脆性矿物，所以微节理的行为特别明显。　　四、风化作用(Weathering)
　　长石由于受到自然界的水解作用或碳酸化作用，往往风化形成高岭土：
　　4AlSi3O8+6H2OAl4Si4O10(OH)8+8SiO2+4KOH
　　4AlSi3O8+4H2O+2CO2 l4Si4O10(OH)8+8SiO2+2K2CO3　　风化使得原本的长石，变成土黄色、松散的黏土矿物，严重影响石材质量，如改变色泽、降低光泽度、硬度、耐用性及美观价值等。另外，受到花岗石其它铁镁矿物风化氧化释出Fe＋３的作用影响，长石往往沿其解理，或节理遭受浸染锈化(石材病变—锈斑)，大大降低原本的色泽与美观性，所以风化行为严重破坏长石基本的特质，降低石材质量。　　石英(Quartz)
　　石英普遍存在于各种石矿中，主要由SiO2所组成，结构为六方晶系(Hexagonal System)结构的架状为硅酸盐类，它具有高硬度、耐磨性及抗风化性等特性，一般为透明或乳白色，或因各种杂元素污染而呈现多色性(灰或黑色)。石英一般无解理性质，但由于脆性高，容易因外力作用而产生微破裂。兹针对一般石材中石英常见的瑕疵特性进行讨论：

　　一、透明度(Transparency)
　　一般而言，石英的透明度极高，但部分石英会因为结晶缺陷(例如差排)，或含其它溶液或气体，甚至和其它矿物(金红石、针铁矿等)产生共生包裹现象，而使石英的透明度下降，形成乳白色或杂染物现象。另外，由于石英脆性高，极易遭受应力作用而导致微裂隙，成群的微裂隙会增加入射光的吸收，降低反射，也就导致石英的不透明性及低光泽度。因此，石英颗粒透明度是否均匀、杂染物是否一致及石英微裂缝分布程度等对石材的颜色有相当的影响面。另外，石英透明度高，将会使石材呈现立体感，增加美观，但另一方面却降低光泽度。　　二、粒度(Grain Size)
　　石英大都以充填方式不规则存在早期结晶矿物中，但由于早期矿物的堆积排列并非整体一致，因此会导致石英颗粒大小的变化(主要赖于间隙大小)；另一方面，当岩浆结晶分异作用进行到最后时，与早期矿物不相溶的元素或气体物质(H2O、CO2)在残留岩中的浓度相对提高，使得扩散活动增加，容易造成后期结晶矿物(石英、钾长石、云母)异常增大，形成斑晶团簇，或者会因为扩散快所导致之蒸气高压，进一步导入围岩(或本身)的裂缝中，造成温压急速下降，形成细晶粒结晶充填脉。　　三、微裂隙 (Microfracture)
　　由于大地应力作用或风化的进行(热胀冷缩)，将导致脆性的石英产生许多微型裂隙，微型裂隙不但降低石英的透明度并造成组织松散，另一方面也会增加污染物(风化的铁锈)侵入浸染的机率，更甚者会造成石材表面剥离脱落现象，因此造成建筑石材病变及施工质量安全的问题存在。另外可由原石表面观察石英颗粒是否光亮或是产生类似玻化破碎状，藉以评估原石风化程度及受力作用状况。　　四、风化染色(Weathering)
　　石英是抗风化性极强的矿物，并不会因为风化作用而分解，但由于风化因素中之物理机械性的破坏(如冷缩热胀所导致的挤压应力)，常使脆性性质的石英产生成群的微裂缝，此些微裂缝提供风化污染物良好的浸染管道，进而造成石英污染，常见的即为铁锈污染，选择原石时必须特别留意此一现象，以免造成色差或危及石材强度。

　　云母类矿物(Mica Minerals)
　　石材中常见的云母矿物，大都属于白云母与黑云母，所占比例大都小于5%，虽然含量远低于长石与石英，但由于其独特的矿物性质，对于石材质量关系，有重要性的影响。另外，白云母与黑云母对石材而言是一种有害矿物，云母含量增多，则使石材难以磨光，研磨时会因云母解理面破裂而出现无光泽麻点，或因云母剥落形成凹洞，降低石材表面的美观。黄铁矿多赋存在黑色花岗岩中，研磨出来的光板呈闪光的金色质点，极具美观价值；但黄铁矿在大气中会氧化成氧化铁，原来的金色质点会病变成褐色斑点，若出现在白色花岗岩中，则形成难看的雀斑，失去了石材原有的价值。兹就云母类矿物的特性逐一说明：

　　一、顺自排列(Preferred Orientation)
　　由于云母矿物的片状组织，往往因外力作用或自然流动堆积(剪力)行为，或是结晶方向取好而产生顺向排列现象，顺向排列容易造成规则性组织，并有固定的弱面方向。一般而言，火成岩类的石材，其云母矿物由于形成时间晚，大都穿插在各早期矿物间生长，所以较缺乏顺向排列现象，如绿翡翠；但若早期矿物因受迫或自然沈降因素因而产生规则性堆积时，云母矿物则会顺势形成排列。顺向排列的结果导致形成石材的方向性，降低石材强度(排列方向)及花纹组织的变化。因此观察石材时，应注意对排列性敏感的云母矿物进行方向判断，并沿方向性追踪是否有弱面潜在的现象(线性发达状况)。　　二、风化特性(Weathering)
　　云母矿物中的黑云母(K(Mg，Fe)3(AlSi3O10)(OH)2)常遭水溶液作用而产生释Fe+3作用，会因铁锈污染其它矿物，产生严重锈斑。因此，观察原石时，应留意细小的云母矿物，检查其是否有风化倾向(片状剥离严重)或是有锈斑出现(黑云母呈暗色，故常不易观察锈斑现象)，以避免石材瑕疵。　　其它铁镁矿物(暗色矿物)
　　大部分的石材(白色、灰色、红色系列)中含铁镁矿物比例极低(小于5%)，但在黑色系列中的石材则往往含有50%以上的铁镁矿物，这些铁镁矿物大都为辉石系列、角闪石系列或橄榄石系列以及部份中、基性斜长石系列的矿物组成，属于含铁镁的链状硅酸盐类。一般而言，角闪石与辉石大都为黑色、绿色系列为主，硬度6～7(莫氏硬度)，光泽度高，韧性强是属于良好的石材组织矿物，但由于此类矿物通常具有二组近垂直的解理，所以与长石类似，极易产生裂痕。此外，这些矿物通常较长石或石英易风化(绿泥石化或产生锈斑)，而产生松散组织或形成杂斑点，甚至凹洞。另一方面，暗色矿物群(团疤)因粒度与致密度变化关系，而会产生似油疤现象，造成光泽度不均匀。　　石材中酸性斜长石越少越好，因为它们会在黑色的石材板面上产生很多的细小白点，降低石材本身的价值性，但是若浅色的斜长石相对集中，晶体有序排列，可形成某些特殊花斑，形成名贵的黑色石材，如雪花青与菊花青。基于这些铁镁矿物的基本性质，必须留意下列几点：
(1)是否含有杂质、白点，其分布性是否均匀？
(2)是否遭受风化，产生具方向性或其它的征裂缝，甚至出现表面松散化(绿泥石化)。
(3)解理是否发达？
(4)矿物排列是否具方向性？
(5)是否产生锈斑？
(6)矿物粒度是否均一？是否有油疤现象？　　同综合而言，矿物是构成石材的最基本单元，不同的矿物，具有不同的物化特性及组构行为，而不同的矿物集合体，也产生不同的排列组合状况，构成多变化的组织纹理与石材物化性；因此探讨评量石材质量或石材病变时，应首先针对石材内部的组成物质(矿物)进行讨论，然后再推演至整体性考虑 (组构、花纹、材质、…)，如此一来才能踏实地，全面性地进行评量工作，有效率地掌握自然界变化的因子。
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