花崗岩石材輻射強度簡易判識 | 全台避難所資訊
中國晶洞花崗岩分布於福建東部中生代火山岩區內濱海地帶,大小岩體近百個,岩帶呈北北東走向,寬約60~90公里,長達500餘公里,向北延伸至浙江東南的平陽、溫州、舟山群島等 ...
花崗岩石材輻射強度簡易判識
文.圖/莊文星
台灣自產大理岩並進口許多建築石材,花蓮地區石材加工業鼎盛,素有石材王國的雅號。但由於市場的競爭,大理岩與花崗岩石材的爭議傳聞頗多。先天上花崗岩外觀、色澤、強度、抗酸雨腐蝕絕不下於大理岩。市場曾散播花崗岩具放射性,易放出氡氣造成輻射傷害。岩石之輻射強度往往因襲且取決於石材源地之地質背景。欲瞭解石材之優劣,除靠專家並利用科學儀器設備鑑定外,能否有簡便的方法作為取捨的準則?石英為花崗岩之主要組成礦物,一般花崗岩的石英,肉眼已易於鑑別。能否以石英作為判斷指標呢?
石英(SiO2)或水晶(圖1)在輻射作用下矽(Si)轉變成鋁(Al) ,使Si-O結構四面體中心產生缺陷。由於結晶格子之瑕疵,導致光不易穿透而被吸收。因此當Al取代Si增加時,石英的顏色加深,而成煙黃色、暗褐色至黑色煙水晶,或稱茶晶(黑色者又稱墨晶,圖2)。
在岩漿結晶演化流程中,鈷、鉻、鎳與重稀土元素等稱為相容元素,易於早期結晶的礦物中存在,因此容易在鎂鐵質礦物較高的玄武岩中富集。而涉及放射性元素(如鈾、釷、鐳與鉀等)之大離子半徑的元素,其離子大小與電價和組成地函的礦物(鎂鐵質礦物,如橄欖石、輝石等)的主要組成元素差異大,不容易納入早期結晶的礦物中,稱為不共容元素。不共容元素,在岩漿結晶的初期階段,不為早期結晶的鎂鐵質礦物所容納,因此大多存留在液相岩漿中,如銣、鋯、鋇、釷、鈾、鉭、鈮與輕稀土元素等。因此這些不相容的元素大都保留集中於岩漿結晶晚期的矽鋁含量較高而鐵鎂成分較低的淺色花崗岩類岩石中。尤其在水蒸氣、CO2、SO2、Cl2、CO、H2、N2等稱為揮發分的火山氣體(瓦斯)等催化作用影響下,岩漿中不相容元素的富集大為提升。在岩漿後期形成的花崗岩中,揮發分更為富集,因而在岩石中形成許多稀有、稀土、放射性礦物,如鋯石、獨居石、綠簾石等,尤其於粗粒或巨粒脈狀的偉晶花崗岩脈(圖3) 。常與偉晶岩伴生的礦產有稀有元素、稀土元素、白雲母、水晶、長石等。部分偉晶岩含有鈾、釷等之放射性礦物,因而總體之輻射背景值高,天然輻射常導致石英有煙水晶化的傾向(圖4) 。除偉晶岩外,有些鈉、鉀等鹼金...
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