明矾石Alunite

明矾石Alunite

化学成分：KAl3(SO4)2(OH)6物理性质：三方晶系，{0001}解理不完全。硬度3.5～4，比重2.6～2.9，折射率ω＝1.572，ε＝1.593。晶体呈玻璃光泽至珍珠光泽，块状者则呈土状光泽。颜色为白、灰或带红色，透明到半透明。 ：明矾石属含氢氧基（硷基）之无水硫酸盐矿物，其成分中之钾可被钠离子替代，若钠含量超过钾含量，则称为钠明矾石。若其中Al为Fe所替代，则成黄钾铁矾（ 5-27黄钾铁矾 ），故三者在矿物构造上是类质同像（isomorphous）矿物。三方晶系呈菱面体状，多呈緻密块状或土状，但金瓜石金铜矿却产出罕见的粗大晶体。硬度4，比重2.6～2.8。 产地与产状：产明矾石之主要地区有二，即金瓜石金铜矿区和大屯火山群地带，此外，在东部海岸山脉和北部有些小型产地。 A.金瓜石矿区 ：金瓜石硫砷铜矿及其换质围岩中都常有明矾石存在，尤以东边之长仁系和粗石山矿床为主要产地。明矾石之产生多与硫化物氧化有关，由其所产生之硫酸气或硫盐水溶液，与安山岩或黏土化岩石所释出之铝和钾相结合，造成明矾石。因此，在金瓜石多见于矿体上部氧化带。万献铭（1978）认为在地下浅部多钠明矾石，在较深部多钾明矾石。此或与金矿化和铜矿化也有相关。 ：金瓜石明矾石的产状有两种，一是在矿体围岩中发生的明矾石化，多在矿体和安山岩接触边缘。明矾石替代部分安山岩矿物，多与黏土（狄克石）、细晶石英及黄铁矿或硫黄混合一起。另一种是緻密状的明矾石脉（图5-25-1），脉宽自数公厘以至数公分，贯穿矿体（铜矿与黄铁矿）以及蚀变之围岩中，其产状又有几种：一是白色细晶组成緻密状矿脉；另一种是由几公厘大小之鳞片以至两三公分宽板状晶片，以其边缘（菱面体（）面）附着而竖立于脉壁岩面上，群集成矿脉，是独特产状（图5-25-2a）。还有一种脉体，由长叶状薄晶片紧密重叠或块状。经陈培源作XRD鉴定为钠明矾石。在三坑中也曾有明矾石在角砾岩带中，与破碎之硫砷铜矿互相胶结成块体，因明矾石含有钾，余炳盛（1993）利用此种角砾岩中的明矾石作钾–氩定年的测试，测知其生成年代距今约95万年前，这也代表硫砷铜矿生成的近似年代。 ：金瓜石之明矾石薄板状晶体略近六边形（三方晶系），有宽大（0001）面和窄小菱面体之（1011）面（图5-25-2b）。明矾石有白色、灰色、淡红等色，受铁质沾染者，则成浅黄色。一般透明至半透明，在五坑有粗晶明矾石脉，明矾石因坑内矿水中之褐铁矿沉积在表面，甚或替代其内部造成褐色假晶。有些褐铁矿仅如薄膜般披覆在明矾石表面，因此引起光之干涉作用，产生彩虹般之彩色（图5-25-3）。矿山工作者张阿海先生收藏有一大块彩色明矾石，据称采自三坑。明矾石生长有世界上颇不常见的粗大晶体是一特色，而有七彩色泽更是偶然。 B.大屯火山区 ：本区发现之明矾石多与白土化之安山岩或其碎屑岩相关，主要产地散布于七星山东北坡，沿北投至金山公路两侧，以七股为中心，包含焿子坪、大油坑、小油坑、三重桥冷水坑等地。这些地区附近多有火山爆裂口或喷气孔或温泉存在过，也常和黑色硫化铁矿相毗邻，七股硫化铁矿块（体）之底磐即属明矾石化之安山岩。本地区明矾石常不规则的散布在 白土化 安山岩中，或成团块，晶体微细，肉眼不易辨识，一般含氧化铝成份比金瓜石的低（Al2O3＜20％）。其成因亦由于硫气或黄铁矿氧化所产生之含SO3水溶液，在蚀变黏土化安山岩孔隙中，化合成明矾石，常与高岭石、硫黄、微晶石英等共生。 C.其他地区　 ：在台东北源村当地之安山岩与火山碎屑岩沿一断层有受热水换质现象，生成白色黏土，包含高岭石、狄克石与混层黏土。万献铭（1978）亦在该地带中发现明矾石。 矿物资料：矿物之鉴别：钠明矾石与钾明矾石，肉眼不易分别，而且单纯的明矾石或钠明矾石也都很少，须靠XRD分析或化学分析来分别（图5-25-4）。据万献铭（1978）与黄春江和张裕华（Huang & Chang, 1982）研究，所作化学分析上述地区明矾石，大部分是钾明矾石（含K2O 6～10％），较少数是钠明矾石（含Na2O 3～6％）。万献铭、黄春江两位均认为其中有明矾石和钠明矾石共存之现象，表示二者有不稳定之范围或不混溶（unmixed）相之共存现象，如图5-25-4。又如图5-25-5显示明矾石之（006）反射峰格子间距随钠含量之增加，由2.886Å渐变为2.89Å（万献铭，1978）。明矾石不溶于水，但可受硫酸溶解。表5-25-1是简缩万献铭、黄春江二人之化学分析表，以示各元素含量之分布情形。

表5-25-1　明矾石之化学成分简表

万献铭（1978）

黄春江和张裕华 （Huang & Chang, 1982）

理论成分（％）

A

B

A

B

K2O

11.4

6.1～9.3

0.5～3.8

7～10

0.5～1.9

Na2O

0.6～3.6

3.0～4.1

0.3～1.6

5.3～5.9

Al2O3

37.0

30～40

26～38

35～41

38.2～38.7

SO3

38.6

34～39

29～39

37～38

38～39

H2O

13.0

13～14

8～11

12.6～13.9

13.3～13.5

A–明矾石，B–钠明矾石。其中万献铭（1978）标本包含金瓜石与大屯火山带两地区，黄春江和张裕华（Huang & Chang, 1982）只有金瓜石矿区。