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、鉀等鹼金屬含量高的鹼性花崗岩之晶洞花崗岩也顯現此類趨勢。一般而言，氣孔或氣泡在深成岩（花崗岩）中遠比在火山岩（玄武岩）中少。有的花崗岩有稀散不規則的空洞，稱之為晶洞花崗岩（圖5） 。晶洞有細小的石英、長石、電氣石、霓石、鈉質閃石或金紅石等之小礦物結晶。

　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、舟山群島等地。單個岩體一般以中小岩株產出，少數岩體為大於百餘平方公里的岩基。最大的岩體以福州的魁歧岩體為代表，達284平方公里。晶洞花崗岩地貌上，常發育有懸崖陡壁，山勢雄偉壯觀，如福州鼓山，山上有名勝古蹟，風景秀麗，為旅遊勝地（圖6） 。晶洞花崗岩較一般花崗岩鹼金屬含量高，以含鹼性長石、霓輝石、鈉鐵閃石、富鐵雲母、錳鋁榴石為特徵，並含具高揮發分、稀土、稀有元素的副礦物（如螢石、鋯石、獨居石） 。野外放射性強度普查發現其輻射背景強度高，且局部區域岩石表面劑量超過0.6微西弗／小時（相當人體每年的輻射安全劑量5毫西弗之上限） ，不適宜作為建築石材。晶洞花崗岩晶洞中常有煙水晶（圖5）之發現，亦可作為高輻射背景之指標。

　總而言之，火成岩類建材（尤其花崗岩石材） ，就岩石物理性質，如抗磨損強度、色澤、外觀與抗風化能力而論，為極佳之建材。中國自古以來，花崗岩即用於傳統的建築，如閩南廟宇、宏偉宅第古厝中；西方亦不乏例子，如埃及神殿、金字塔、尖碑石或人面獅身像。由輻射強度測量顯示，除少數來自地質構造特殊之產區，其輻射性高，不適宜當建材外，大多數花崗岩並無放射性之虞慮。此等高輻射背景之花崗岩石材，初步的篩選可由水晶之色澤透明度作為取捨判斷準則。含煙水晶具有潛在高放射性強度虞慮之花崗岩石材宜管制進口，以免造成輻射污染，危害國民健康。