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2016年3月5日 星期六

北投石(Hokutolite或Anglesobarite)

北投石(Hokutolite或Anglesobarite)
唯一以臺灣地名命名的礦物
  產於北投溪的北投石,是世界上四千多種礦物中,唯一以臺灣地名命名的稀有礦石,為一種具有放射性的含鉛重晶石。這種因「青磺泉」而產生的硫酸鉛鋇礦物,全世界只有在台灣的北投和日本發現。北投石形成的原因是因為地熱谷的高溫溫泉水含有硫酸鉛、鋇、鐳等礦物元素,當溫泉水流下逐漸冷卻後,長期在河床岩塊裂縫沉澱結晶形成礦石。
北投石的發現者:岡本要八郎
  北投石最初是日人岡本要八郎(Okamoto, Y.)於1905(明治三十八年)在現今臺北市北投區新北投公園之北投溪河床上發現,經過多人做化學分析後,認為是硫酸鋇與硫酸鉛的化合物。1908年岡本要八郎和春原三壽吉(Sunokara)助教授得到東京帝大物理學教師之協助,證實此礦物具有放射性,因此引起日本和歐美學者之注意與研究。其後東京大學教授神保小虎(Kotora Jimbo)博專程來臺調查採樣作研究,並於1912年十一月二十日在俄召開之國除礦物研討會議上提出審查申請,命名為anglerobarite,岡本稱其為北投石。岡本於1915年發表了《北投石調查報告文》,由臺灣總督府殖產局出版(岡本時任礦務課技手)作詳細說明。至今所知,全世界北投石的產地只有兩處,即北投溪與日本秋田縣玉川溫泉。
攝於福岡縣福岡局區內荒木町家中
北投石的礦物結晶特性
  北投石(硫酸鉛鋇)與重晶石(硫酸鋇)或硫酸鉛礦都屬斜方晶系礦物,其物理性質也介於兩者之間。晶體外觀呈現蜜黃色至黃褐色,小部分呈灰白色,肉眼可見之晶體自略小於一公厘至五六公厘左右。晶癖呈平行底面厚板狀之菱形六面體,由(001)底面和(110)柱面組成之簡單晶形,小數也具有(111)錐面。常見晶體叢生在礫石表面,密集成皮殼狀,有數公厘至一公分的厚度。晶體之稜線多不甚筆直,晶面也有些微彎曲,常有數個晶體平行連成一小單位。此連晶之基部緊密相接而較窄,往上面增厚並散開成扇狀,且頂部各個個體常高低不一,參差似雞冠狀。推估這種不均勻的外形可能是因其內部包含有小晶體不整齊的組合在一起之故。
北投石的產出地點及生成機制
  地熱谷的溫泉水從西南方的缺口排出,形成一溫泉小溪,即為北投溪。北投溪河床寬者十餘公尺,窄的地方不過四、五公尺,河床上布滿安山岩與少數砂岩礫塊。河床自出口以下到約六百公尺處共有五道小瀑布(瀧),其落差數十公分至一、二公尺。北投石之出現約在出口以下一百五十公尺處開始,往下游增多,以至第一瀧附近為止,分布長度約近四百公尺。以第三瀧附近出產最豐。由第一瀧再往下至新北投之七星橋,多泥沙質溪底,罕見礫塊,已無北投石的出現。
北投溪上的溪瀧
北投石如何生成,有關生成機制,物理控制因素與環境等都還存有相當多的問題待研究,可以推估的相關因子包括泉源的水質、溫度的變化、流量的速率、溪水酸度、固形物含量,以至環境因素如河床性質等等。過去討論這問題常多未提及的就是北投石和黃鉀鐵礬共生的關係。北投石主要生長在安山岩礫表面,但很少直接附著在多少已受風化的安山岩表面,絕大多數在北投石基部都有一層土黃至褐黃色的黃鉀鐵礬,介於安山岩礫或固結之 泥沙與北投石晶簇間。黃鉀鐵礬的生成和北投石的結晶有一定先後的共生次序,可能有觸媒的作用。
北投溫泉博物館館藏珍寶
  青磺泉及它所產生的北投石,含有微量放射性物質「鐳」,具有療養、美容、復健的功效。日本當地溫泉業者為強調北投石的功效,會將北投石塊綁在小袋裏,供泡湯客使用。李遠哲博士曾經警告民眾,北投石不可放在密閉空間裏,因為它會釋放出危害人體健康的有毒氣體「氡」。展示在北投溫泉博物館裏的北投石中,有顆重達八百公斤,是目前全世界發現最大的北投石。
  有時已有北投石晶體附著的礫石會在河床裏滾動而遭受磨損,北投石結晶的外形消失不見而磨成皮殼狀附著在礫石的表面。
重達八百公斤的外覆北投石的石塊
 
北投石的保育
  北投溪的北投石多年來被人採取搜刮,加上水源又受到污染,已見不到新生成的礦物,殘餘的也是少之又少。最近成立北投石保護區,期能對北投石的復育做一番努力。

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