礦物是組成各種巖石(建筑石材)的最基本單元，不同的巖石由不同比例、不同種類(lèi)及不同化學(xué)成分的組構(gòu)礦物所組合而成，這些礦物的聚合行為表現(xiàn)出石材的外觀及基本物化性質(zhì)，表1.2列舉數(shù)種常見(jiàn)的建筑石材與其巖石名稱及其礦物組成。
表一．2? 常見(jiàn)的建筑石材與其巖石名稱、礦物組成。

在變質(zhì)巖中，礦物的組構(gòu)、成分及種類(lèi)會(huì)因?yàn)橥庠诘臏貕簵l件、熱水溶液及氣體分壓作用影響下，由原來(lái)巖石中的礦物逐漸換質(zhì)／變質(zhì)(Metamorphism/Metasomatism)，再結(jié)晶而形成不同的礦物群，而礦物群的種類(lèi)、晶粒大小與組成結(jié)構(gòu)取決于原巖與圍巖種類(lèi)、變質(zhì)相程度、化學(xué)與熱水溶液等條件，再加以變質(zhì)作用的壓力因素，常導(dǎo)致礦物具有優(yōu)勢(shì)方向(Preferred Orientation)，具排列特性或是礦物分層，分帶現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致具褶皺(Folding)流動(dòng)性構(gòu)造。一般而言，變質(zhì)程度愈高，再結(jié)晶現(xiàn)象愈完全，礦物愈趨于高溫型礦物，顆粒晶形愈大愈完整。

整體而言，每一種礦物都具有一定的結(jié)晶構(gòu)造(晶系、習(xí)性、解理、雙晶特性)、化學(xué)組成、物理性質(zhì)(硬度、韌度、比重、比熱膨脹率、光電磁效應(yīng)、光澤、顏色)及其它性質(zhì)，因此在同一批相同的石材中，可以發(fā)現(xiàn)礦物的表現(xiàn)特征相似(可能擁有相同粒度，分布、形狀、顏色，或者同時(shí)具有相同的瑕疵(裂痕、不光亮、色差)等)。但另一方面，有時(shí)也會(huì)因?yàn)榈V物形成條件不同、機(jī)制不同，或其它外來(lái)元素、物質(zhì)的影響而導(dǎo)致礦物表征些許的差異。因此，相同礦物在不同石材中，其外觀不盡相同。綜合言之，由上述可了解結(jié)晶構(gòu)成石材的礦物特性及特質(zhì)，石材可呈現(xiàn)出石種本身的普遍性特質(zhì)，但另一方面石材受到外在其它因素之作用而可能出現(xiàn)普遍性中特殊的變化性(自然性)。

以下即基于礦物對(duì)石材質(zhì)量的重要性，分別針對(duì)花崗石最常見(jiàn)的礦物：各種長(zhǎng)石，石英及云母等，簡(jiǎn)述其基本性質(zhì)。
長(zhǎng)石類(lèi)礦物(Feldspar)
以鉀鈉為主的長(zhǎng)石可統(tǒng)稱為堿性長(zhǎng)石，以鈉鈣系列為主的長(zhǎng)石稱做斜長(zhǎng)石系列，除鉀長(zhǎng)石與部分高溫的透長(zhǎng)石為單斜晶系(Monoclinic System)外，其余皆為三斜晶系(Triclinic System)，以下就顏色、解理、微節(jié)理、風(fēng)化作用等方面逐一說(shuō)明。；
一、顏色(Color)
長(zhǎng)石類(lèi)顏色變化很大，一般而言含濃度鉀高的長(zhǎng)石(鉀長(zhǎng)石，呈紅色系表征)，因此，花崗石較易呈現(xiàn)各種深淡不同美麗鮮艷的紅色，如印度紅、貴妃紅、將軍紅等；而含鈉鈣量高的斜長(zhǎng)石為主的花崗石則為灰白系列，其表征使石材呈現(xiàn)深淺不同的灰白色、灰色。但值得注意的是部分長(zhǎng)石含有其它雜元素，則會(huì)改變其基本色調(diào)，如微斜長(zhǎng)石中含少量銣，會(huì)呈現(xiàn)天藍(lán)色等。因此在評(píng)量石材顏色時(shí)，應(yīng)要特別注意長(zhǎng)石顏色變化，甚至周?chē)L(zhǎng)石顏色的變化狀況(因?yàn)槌煞中┰S變化，則導(dǎo)致顏色變化)。另外值得一提的是，拉長(zhǎng)石在花崗石石材中的作用。拉長(zhǎng)石屬斜長(zhǎng)石系列，是一種鈣鈉長(zhǎng)石，主要產(chǎn)于基性巖中。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)含有拉長(zhǎng)石的石材時(shí)，拉長(zhǎng)石晶體在其特定方向上會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)、綠、紫、金黃等不同的多彩顏色，故礦物學(xué)上將拉長(zhǎng)石又稱之為月光石，如巴西藍(lán)、芬蘭藍(lán)、藍(lán)珍珠等，為名貴裝飾石材之一。

二、解理(Cleavage)
長(zhǎng)石是解理發(fā)達(dá)的礦物，解理愈發(fā)達(dá)，顯示長(zhǎng)石受風(fēng)化(熱脹冷縮)程度愈大，或是受外力(大地應(yīng)力)作用愈強(qiáng)。解理發(fā)達(dá)的結(jié)果會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)石發(fā)生片狀剝離、脫落或光澤度下降，且容易遭受水溶液浸染(鐵銹、高嶺土化、顏色色差)，嚴(yán)重影響建筑石材質(zhì)量。另外，解理極發(fā)達(dá)的石材，它代表著石材風(fēng)化的程度并嚴(yán)重降低機(jī)械性質(zhì)(抗壓，撓曲強(qiáng)度)；另一方面，若石板切割剖面平行于長(zhǎng)石解理面，則可能出現(xiàn)絹絲霧狀光澤性，在石材表面會(huì)呈現(xiàn)出不均質(zhì)的光澤現(xiàn)象，造成另一種瑕疵。

三、微節(jié)理(Microjoint)
微節(jié)理是肉眼或顯微鏡下可觀察到的微小不連續(xù)面(裂痕(Fracture))，微節(jié)理在石材中普遍可見(jiàn)，而且多以群體出現(xiàn)，尤以花崗巖中最常見(jiàn)到。一般的微節(jié)理多為主要的大不連續(xù)面(例如斷層)或大地應(yīng)力場(chǎng)的派生構(gòu)造，所以通常有一定方向性，或是具有多期、多組、多產(chǎn)狀的特性。另外，由于巖石風(fēng)化作用(熱脹冷縮循環(huán))或解壓作用，也會(huì)導(dǎo)致礦物局部受壓迫而產(chǎn)生微裂 (微節(jié)理)俗稱雞爪痕。微節(jié)理的形成對(duì)石材質(zhì)量及石材病變的發(fā)生具有嚴(yán)重性負(fù)面影響，因?yàn)槲⒐?jié)理影響石材表面美觀、降低光澤度、促進(jìn)風(fēng)化管道進(jìn)行及導(dǎo)致色差現(xiàn)象等，更甚者會(huì)造成石材表面剝離作用，形成凹洞。在花崗石類(lèi)的石材中，長(zhǎng)石通常為大顆粒脆性礦物，所以微節(jié)理的行為特別明顯。

四、風(fēng)化作用(Weathering)
長(zhǎng)石由于受到自然界的水解作用或碳酸化作用，往往風(fēng)化形成高嶺土：
4AlSi3O8+6H2O?Al4Si4O10(OH)8+8SiO2+4KOH
4AlSi3O8+4H2O+2CO2? l4Si4O10(OH)8+8SiO2+2K2CO3

風(fēng)化使得原本的長(zhǎng)石，變成土黃色、松散的黏土礦物，嚴(yán)重影響石材質(zhì)量，如改變色澤、降低光澤度、硬度、耐用性及美觀價(jià)值等。另外，受到花崗石其它鐵鎂礦物風(fēng)化氧化釋出Fe＋３的作用影響，長(zhǎng)石往往沿其解理，或節(jié)理遭受浸染銹化(石材病變—銹斑)，大大降低原本的色澤與美觀性，所以風(fēng)化行為嚴(yán)重破壞長(zhǎng)石基本的特質(zhì)，降低石材質(zhì)量。

石英(Quartz)
石英普遍存在于各種石礦中，主要由SiO2所組成，結(jié)構(gòu)為六方晶系(Hexagonal System)結(jié)構(gòu)的架狀為硅酸鹽類(lèi)，它具有高硬度、耐磨性及抗風(fēng)化性等特性，一般為透明或乳白色，或因各種雜元素污染而呈現(xiàn)多色性(灰或黑色)。石英一般無(wú)解理性質(zhì)，但由于脆性高，容易因外力作用而產(chǎn)生微破裂。茲針對(duì)一般石材中石英常見(jiàn)的瑕疵特性進(jìn)行討論：
一、透明度(Transparency)
一般而言，石英的透明度極高，但部分石英會(huì)因?yàn)榻Y(jié)晶缺陷(例如差排)，或含其它溶液或氣體，甚至和其它礦物(金紅石、針鐵礦等)產(chǎn)生共生包裹現(xiàn)象，而使石英的透明度下降，形成乳白色或雜染物現(xiàn)象。另外，由于石英脆性高，極易遭受應(yīng)力作用而導(dǎo)致微裂隙，成群的微裂隙會(huì)增加入射光的吸收，降低反射，也就導(dǎo)致石英的不透明性及低光澤度。因此，石英顆粒透明度是否均勻、雜染物是否一致及石英微裂縫分布程度等對(duì)石材的顏色有相當(dāng)?shù)挠绊懨妗Ａ硗?，石英透明度高，將?huì)使石材呈現(xiàn)立體感，增加美觀，但另一方面卻降低光澤度。

二、粒度(Grain Size)
石英大都以充填方式不規(guī)則存在早期結(jié)晶礦物中，但由于早期礦物的堆積排列并非整體一致，因此會(huì)導(dǎo)致石英顆粒大小的變化(主要賴于間隙大小)；另一方面，當(dāng)巖漿結(jié)晶分異作用進(jìn)行到最后時(shí)，與早期礦物不相溶的元素或氣體物質(zhì)(H2O、CO2)在殘留巖中的濃度相對(duì)提高，使得擴(kuò)散活動(dòng)增加，容易造成后期結(jié)晶礦物(石英、鉀長(zhǎng)石、云母)異常增大，形成斑晶團(tuán)簇，或者會(huì)因?yàn)閿U(kuò)散快所導(dǎo)致之蒸氣高壓，進(jìn)一步導(dǎo)入圍巖(或本身)的裂縫中，造成溫壓急速下降，形成細(xì)晶粒結(jié)晶充填脈。

三、微裂隙 (Microfracture)
由于大地應(yīng)力作用或風(fēng)化的進(jìn)行(熱脹冷縮)，將導(dǎo)致脆性的石英產(chǎn)生許多微型裂隙，微型裂隙不但降低石英的透明度并造成組織松散，另一方面也會(huì)增加污染物(風(fēng)化的鐵銹)侵入浸染的機(jī)率，更甚者會(huì)造成石材表面剝離脫落現(xiàn)象，因此造成建筑石材病變及施工質(zhì)量安全的問(wèn)題存在。另外可由原石表面觀察石英顆粒是否光亮或是產(chǎn)生類(lèi)似?；扑闋?，藉以評(píng)估原石風(fēng)化程度及受力作用狀況。

四、風(fēng)化染色(Weathering)
石英是抗風(fēng)化性極強(qiáng)的礦物，并不會(huì)因?yàn)轱L(fēng)化作用而分解，但由于風(fēng)化因素中之物理機(jī)械性的破壞(如冷縮熱脹所導(dǎo)致的擠壓應(yīng)力)，常使脆性性質(zhì)的石英產(chǎn)生成群的微裂縫，此些微裂縫提供風(fēng)化污染物良好的浸染管道，進(jìn)而造成石英污染，常見(jiàn)的即為鐵銹污染，選擇原石時(shí)必須特別留意此一現(xiàn)象，以免造成色差或危及石材強(qiáng)度。
云母類(lèi)礦物(Mica Minerals)
石材中常見(jiàn)的云母礦物，大都屬于白云母與黑云母，所占比例大都小于5%，雖然含量遠(yuǎn)低于長(zhǎng)石與石英，但由于其獨(dú)特的礦物性質(zhì)，對(duì)于石材質(zhì)量關(guān)系，有重要性的影響。另外，白云母與黑云母對(duì)石材而言是一種有害礦物，云母含量增多，則使石材難以磨光，研磨時(shí)會(huì)因云母解理面破裂而出現(xiàn)無(wú)光澤麻點(diǎn)，或因云母剝落形成凹洞，降低石材表面的美觀。黃鐵礦多賦存在黑色花崗巖中，研磨出來(lái)的光板呈閃光的金色質(zhì)點(diǎn)，極具美觀價(jià)值；但黃鐵礦在大氣中會(huì)氧化成氧化鐵，原來(lái)的金色質(zhì)點(diǎn)會(huì)病變成褐色斑點(diǎn)，若出現(xiàn)在白色花崗巖中，則形成難看的雀斑，失去了石材原有的價(jià)值。茲就云母類(lèi)礦物的特性逐一說(shuō)明：
一、順自排列(Preferred Orientation)
由于云母礦物的片狀組織，往往因外力作用或自然流動(dòng)堆積(剪力)行為，或是結(jié)晶方向取好而產(chǎn)生順向排列現(xiàn)象，順向排列容易造成規(guī)則性組織，并有固定的弱面方向。一般而言，火成巖類(lèi)的石材，其云母礦物由于形成時(shí)間晚，大都穿插在各早期礦物間生長(zhǎng)，所以較缺乏順向排列現(xiàn)象，如綠翡翠；但若早期礦物因受迫或自然沈降因素因而產(chǎn)生規(guī)則性堆積時(shí)，云母礦物則會(huì)順勢(shì)形成排列。順向排列的結(jié)果導(dǎo)致形成石材的方向性，降低石材強(qiáng)度(排列方向)及花紋組織的變化。因此觀察石材時(shí)，應(yīng)注意對(duì)排列性敏感的云母礦物進(jìn)行方向判斷，并沿方向性追蹤是否有弱面潛在的現(xiàn)象(線性發(fā)達(dá)狀況)。

二、風(fēng)化特性(Weathering)
云母礦物中的黑云母(K(Mg，F(xiàn)e)3(AlSi3O10)(OH)2)常遭水溶液作用而產(chǎn)生釋Fe+3作用，會(huì)因鐵銹污染其它礦物，產(chǎn)生嚴(yán)重銹斑。因此，觀察原石時(shí)，應(yīng)留意細(xì)小的云母礦物，檢查其是否有風(fēng)化傾向(片狀剝離嚴(yán)重)或是有銹斑出現(xiàn)(黑云母呈暗色，故常不易觀察銹斑現(xiàn)象)，以避免石材瑕疵。

其它鐵鎂礦物(暗色礦物)
大部分的石材(白色、灰色、紅色系列)中含鐵鎂礦物比例極低(小于5%)，但在黑色系列中的石材則往往含有50%以上的鐵鎂礦物，這些鐵鎂礦物大都為輝石系列、角閃石系列或橄欖石系列以及部份中、基性斜長(zhǎng)石系列的礦物組成，屬于含鐵鎂的鏈狀硅酸鹽類(lèi)。一般而言，角閃石與輝石大都為黑色、綠色系列為主，硬度6～7(莫氏硬度)，光澤度高，韌性強(qiáng)是屬于良好的石材組織礦物，但由于此類(lèi)礦物通常具有二組近垂直的解理，所以與長(zhǎng)石類(lèi)似，極易產(chǎn)生裂痕。此外，這些礦物通常較長(zhǎng)石或石英易風(fēng)化(綠泥石化或產(chǎn)生銹斑)，而產(chǎn)生松散組織或形成雜斑點(diǎn)，甚至凹洞。另一方面，暗色礦物群(團(tuán)疤)因粒度與致密度變化關(guān)系，而會(huì)產(chǎn)生似油疤現(xiàn)象，造成光澤度不均勻。

石材中酸性斜長(zhǎng)石越少越好，因?yàn)樗鼈儠?huì)在黑色的石材板面上產(chǎn)生很多的細(xì)小白點(diǎn)，降低石材本身的價(jià)值性，但是若淺色的斜長(zhǎng)石相對(duì)集中，晶體有序排列，可形成某些特殊花斑，形成名貴的黑色石材，如雪花青與菊花青?；谶@些鐵鎂礦物的基本性質(zhì)，必須留意下列幾點(diǎn)：
(1)是否含有雜質(zhì)、白點(diǎn)，其分布性是否均勻？
(2)是否遭受風(fēng)化，產(chǎn)生具方向性或其它的征裂縫，甚至出現(xiàn)表面松散化(綠泥石化)。
(3)解理是否發(fā)達(dá)？
(4)礦物排列是否具方向性？
(5)是否產(chǎn)生銹斑？
(6)礦物粒度是否均一？是否有油疤現(xiàn)象？

同綜合而言，礦物是構(gòu)成石材的最基本單元，不同的礦物，具有不同的物化特性及組構(gòu)行為，而不同的礦物集合體，也產(chǎn)生不同的排列組合狀況，構(gòu)成多變化的組織紋理與石材物化性；因此探討評(píng)量石材質(zhì)量或石材病變時(shí)，應(yīng)首先針對(duì)石材內(nèi)部的組成物質(zhì)(礦物)進(jìn)行討論，然后再推演至整體性考慮 (組構(gòu)、花紋、材質(zhì)、…)，如此一來(lái)才能踏實(shí)地，全面性地進(jìn)行評(píng)量工作，有效率地掌握自然界變化的因子。

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