3-1 岩相學觀察
本研究分別在臺灣三個地區及中國九個地區共搜集 20 個樣本，每個地點 各挑選數件製成光薄片，用肉眼觀察標本的顏色、外形等，再利用偏光顯微鏡觀 察更細微礦物的種類、組織及生長情形等。
3-1-1 野外標本觀察
臺灣墨玉是由超基性或橄欖岩中的橄欖石與輝石和水作用之後所產生的蛇 紋石類礦物，產在蛇紋岩和黑色片岩的接觸帶中(Tan et al., 1978)，在野外可以看 到呈凸鏡體或薄層狀(圖 3-1、圖 3-2)出現，臺灣墨玉具有溫潤光澤及半透明度(圖 3-2)，與蛇紋岩(圖 3-3)作區別。
臺灣墨玉與臺灣蛇紋岩在野外最大的區別在透明度，灑上水的臺灣墨玉透 明度及溫潤光澤都比蛇紋岩好，將臺灣墨玉切割至約 2 mm 厚度以下，在聚光燈 照射下可有半透明的現象(圖 3-4)。
21
圖 3-1 薄層狀臺灣墨玉(藍色噴漆範圍內)
圖 3-2 臺灣墨玉凸鏡體岩塊
黑色片岩
臺灣墨玉及 臺灣玉共生
蛇紋岩
臺灣墨玉
22
圖 3-3 臺灣石聯礦場的蛇紋岩
圖 3-4 臺灣墨玉於聚光燈照射下呈半透明(厚度約 2mm)
蛇紋岩
黑色片岩
23
3-1-2 偏光顯微鏡觀察
本研究磨製了 11 個地區的 18 個光薄片，利用偏光顯鏡觀察偏光下及反射光 下臺灣墨玉之生長情形及光學性質。一般組成臺灣墨玉的礦物以葉蛇紋石（圖 3-5(a)）及磁鐵礦為主，葉蛇紋石顯晶質及微晶質都很常見，顯晶質具有特殊的 葉片狀組織（圖 3-5(b)），最長結晶大於 1 mm，呈平行消光且浮影低；微晶質顆 粒小於 0.1 mm，臺灣墨玉中除了葉蛇紋石外，不透光礦物磁鐵礦也是常見礦物
（圖 3-6），磁鐵礦於反射光下呈黑色金屬光澤，部份含有少量鉻鐵礦（圖 3-7）
及鎂橄欖石（圖 3-8）。
在 T2 系列蛇紋岩標本的偏光顯微鏡觀察，一般組成礦物也以葉蛇紋石為主
（圖 3-9），不透光礦物磁鐵礦其次，可發現一些與其臺灣墨玉不同的礦物，如:
白雲石（圖 3-10）、綠泥石（圖 3-11）。
在 C 系列岫玉標本的偏光顯微鏡觀察，大多為質地均勻的微晶質葉蛇紋石 礦物組成，如:C1-1、C1-2 岫岩玉（圖 3-12）、C1-4 營口玉（圖 3-13），礦物顆粒 皆小於 0.1mm，少數由纖蛇紋石組成為主的，如:C1-5 小寺溝玉（圖 3-14）、C1-7 丹東玉（圖 3-15）；還有以蜥蛇紋石為主的，如:C3-1 信宜玉（圖 3-16）；其中也 有與臺灣墨玉組成礦物相同的，如:C1-3 武山玉（圖 3-17）、C1-6 泰山玉（圖 3-18）、
C3-2 酒泉玉（圖 3-19）具有大量不透光礦物。
24
a. b.
c.
圖 3-5 臺灣墨玉中的葉蛇紋石(圖片寬 13mm，a-平行光，b-交叉偏光；圖片寬 6.5mm ，c-葉片狀組織)
a. b.
圖 3-6 臺灣墨玉中斑狀磁鐵礦。Mag:Manetite,Atg:Antigorite (圖片寬 13mm，
a-平行光，b-交叉偏光 )
25
a. b.
圖 3-7 臺灣墨玉中的鉻鐵礦。Chr:Chromite,Atg:Antigorite (圖片寬 13mm，
a-平行光，b-交叉偏光)
a. b.
圖 3-8 臺灣墨玉中的鎂橄欖石。Mag:Magnetite,Fo:Forsterite (圖片寬 13mm，
a-平行光，b-交叉偏光)
a. b.
圖 3-9 蛇紋岩中的葉蛇紋石。Mag:Magnetite,Atg:antigorite (圖片寬 13mm，
a-平行光，b-交叉偏光)
26
a. b.
圖 3-10 蛇紋岩中的脈狀白雲石。 Dol:Dolomite,Atg:Antigorite (圖片寬 13mm
，a-平行光，b-交叉偏光)
a. b.
圖 3-11 蛇紋岩中的綠泥石。Chl:Chlorite,Atg:antigorite (圖片寬 13mm，a-平 行光，b-交叉偏光)
a. b.
圖 3-12 岫岩玉中的葉蛇紋石(圖片寬 13mm，a-平行光，b-交叉偏光)
27
a. b.
圖 3-13 營口玉中的葉蛇紋石(圖片寬 13mm，a-平行光，b-交叉偏光)
a. b.
圖 3-14 小寺溝玉中的纖蛇紋石(圖片寬 13mm，a-平行光，b-交叉偏光)
a. b.
圖 3-15 丹東玉中的脈狀纖蛇紋石。 Atg:Antigorite,Ctl:Crysotile (圖片寬 13mm
，a-平行光，b-交叉偏光)
28
a. b.
圖 3-16 信宜玉中的蜥蛇紋石。 Atg:Antigorite,Lz:Lizardite (圖片寬 13mm，a-平行光，b-交叉偏光)
a. b.
圖 3-17 武山玉中的葉蛇紋石。 Mag:Magnetite,Atg:Antigortite (圖片寬 13mm，
a-平行光，b-交叉偏光)
a. b.
圖 3-18 泰山玉中的葉蛇紋石。 Atg:Antigorite,Chr:Chromite (圖片寬 13mm，
a-平行光，b-交叉偏光)
29
a. b.
圖 3-19 酒泉玉中的葉蛇紋石(圖片寬 13mm，a-平行光，b-交叉偏光)
30
3-2 礦物相
3-2-1 X 光粉末繞射分析結果
本研究利用 X 光粉末繞射儀（XRD）進行十個地點共 14 件樣品分析包含中 國岫玉、臺灣墨玉、臺灣蛇紋岩樣本，檢測礦物相。X 光粉末繞射儀(XRD)數據 作圖於附錄中。
本實驗所鑑定出之礦物共有五種，分別為葉蛇紋石(Antigorite)、陽起石 (Actinolite)、白雲石(Dolomite)、鎂橄欖石(Forsterite)、蜥蛇紋石(Lizardite)，
其中葉蛇紋石佔多數，結果整理如表 3-2，峰值比對採用 RRUFF 資料庫。
31
表 3-2 X 光粉末繞射分析結果
樣本編號 礦物種類 樣本編號 礦物種類
T1-1 葉蛇紋石 C1-2 葉蛇紋石
T1-2 葉蛇紋石 C1-3 葉蛇紋石
T2-1 葉蛇紋石、白雲石 C1-4 葉蛇紋石
T2-2 葉蛇紋石 C1-5 纖蛇紋石、白雲石
T2-3 葉蛇紋石、白雲石 C1-6 葉蛇紋石
T2-4 葉蛇紋石、白雲石 C1-7 纖蛇紋石、白雲石、鎂橄欖
石
T2-5 葉蛇紋石、白雲石 C3-1 蜥蛇紋石、白雲石
T3-1 葉蛇紋石、鎂橄欖石 C3-2 葉蛇紋石
C3-3 葉蛇紋石
32
3-2-2 拉曼光譜分析結果
本研究利用拉曼光譜儀分析鑑定臺灣及中國 13 個地區共 20 件標本，量測待 測點之拉曼頻譜範圍在 100-1200 cm-1，平均測量約 40 點，藉由分析標本的拉曼 光譜波峰頻譜位置，來鑑定其礦物種類。
本研究三種蛇紋石為同質異構物，雖光譜波峰位置相當類似，仍可利用前人 文獻(Caterina and Daniela, 2003)及(Chiara et al., 2006)對比出礦物的不同，如表 3-3。
拉曼光譜分析結果顯示臺灣墨玉檢測所得礦物相共有七種，包括葉蛇紋石、
纖蛇紋石、磁鐵礦、赤鐵礦、鉻鐵礦、鎂橄欖石及白雲石，其拉曼光譜峰值整理 如表 3-4；臺灣蛇紋岩檢測所得礦物相共有七種，包括葉蛇紋石、蜥蛇紋石、纖 蛇紋石、磁鐵礦、赤鐵礦、綠泥石及白雲石，其拉曼光譜峰值整理如表 3-5；中 國各地岫玉檢測所得礦物共有八種，包括葉蛇紋石、蜥蛇紋石、纖蛇紋石、磁鐵 礦、赤鐵礦、鉻鐵礦、磷灰石及白雲石，其拉曼光譜峰值整理如表 3-6。
本研究利用拉曼光譜儀分析鑑定臺灣及中國 13 個地區共 20 件標本，臺灣樣 本平均分散打點測量約 40 點，中國樣本平均分散打點測量約 10 點，藉由分析標 本的拉曼光譜波峰頻譜位置，來鑑定其礦物種類，樣本分析位置、結果及光譜圖 例，如圖 3-20 至圖 3-25、表 3-7 至表 3-9，實驗結果整理如表 3-10、表 3-11。
33
表 3-3 前人研究中蛇紋石拉曼光譜頻譜峰值(單位 cm-1) (Kloprogge et al., 1999)
Chrysotile Kloprogge et
al. (1999)
Chrysotile Antigorite Caterina et
m: medium; s: strong; sh: shoulder; vs: very strong; w: weak
34
m: medium; s: strong; sh: shoulder; vs: very strong; w: weak 表 3-5 臺灣蛇紋岩拉曼光譜分析波峰數值 m: medium; s: strong; sh: shoulder; vs: very strong; w: weak
35
圖 3-20 T1-3 拉曼光譜分析位置 表 3-7 T1-3 拉曼光譜分析結果
Site Mineral Site Mineral Site Mineral Site Mineral
1
Antigorite11
Antigorite21
Antigorite31
Magnetite2
Antigorite12
Crysotile22
Antigorite32
Antigorite3
Antigorite13
Antigorite23
Antigorite33
Magnetite4
Antigorite14
Magnetite24
Antigorite34
Antigorite5
Hematite15
Magnetite25
Magnetite35
Antigorite6
Antigorite16
Chromite26
Antigorite36
Magnetite7
Antigorite17
Antigorite27
Antigorite37
Antigorite8
Antigorite18
Antigorite28
Antigorite38
Antigorite9
Hematite19
Antigorite29
Antigorite39
Antigorite10
Antigorite20
Antigorite30
Antigorite40
Antigorite36
圖 3-21 T1-3 組成礦物相拉曼光譜圖
37
圖 3-22 T2-5 拉曼光譜分析位置 表 3-8 T2-5 拉曼光譜分析結果
Site Mineral Site Mineral Site Mineral Site Mineral
1
Antigorite11
Antigorite21
Hematite31
Antigorite2
Antigorite12
Magnetite22
Antigorite32
Antigorite3
Dolomite13
Antigorite23
Antigorite33
Dolomite4
Lizardite14
Antigorite24
Antigorite34
Antigorite5
Antigorite15
Antigorite25
Antigorite35
Antigorite6
Antigorite16
Antigorite26
Antigorite36
Antigorite7
Magnetite17
Magnetite27
Antigorite37
Antigorite8
Chrysotile18
Dolomite28
Antigorite38
Antigorite9
Magnetite19
Antigorite29
Antigorite39
Magnetite10
Antigorite20
Antigorite30
Antigorite40
Antigorite38
圖 3-23 T2-5 組成礦物相拉曼光譜圖
39
圖 3-24 C1-1 拉曼光譜分析位置 表 3-9 C1-1 拉曼光譜分析結果
Site Mineral Site Mineral 1
Antigorite 6 Antigorite2
Antigorite 7 Antigorite3
Antigorite 8 Antigorite4
Antigorite 9 Antigorite5
Apatite 10 Antigorite圖 3-25 C1-1 組成礦物相拉曼光譜圖
40
41
42
大部分的蛇紋岩化發生在 100~300℃之間(Coleman, 1977)，最高可達 550℃
(Khalepp and Burd, 1985)，超過 500℃，蛇紋石就分解反應產生鎂橄欖石(Evans and Trommsdoff, 1970)，根據臺灣墨玉與臺灣石聯蛇紋岩的礦物相都以葉蛇紋石為主，
43
似的，如:武山玉(C1-3)、泰山玉(C1-6)、酒泉玉(C3-2)，這三個地區均由蛇紋石 及不透光礦物所組成，綜合實驗數據得知武山玉中葉蛇紋石佔 90%、磁鐵礦佔 6%、鉻鐵礦佔 4%，泰山玉中的葉蛇紋石佔 90%、鉻鐵礦佔 10%，酒泉玉中葉蛇 紋石佔 75%、磁鐵礦佔 10%、鉻鐵礦佔 8%、赤鐵礦佔 7%，儘管這三個地區的 礦物相與臺灣墨玉類似，但從顏色外觀乃可輕易辨別武山玉、泰山玉與臺灣墨玉 的不同，與臺灣墨玉礦物相最接近且外觀極類似的乃屬酒泉玉莫屬。
4. 臺灣不同產地臺灣墨玉比較
本研究的臺灣墨玉產地共有兩個地區，為花蓮天星礦場(T1 系列)及花蓮產地 (T3-1)，可知天星礦場的臺灣墨玉中礦物相由比例高至低，有葉蛇紋石、磁鐵礦、
赤鐵礦、鉻鐵礦、纖蛇紋石及白雲石(圖 3-28)；花蓮產地的臺灣墨玉中礦物相由 比例高至低有葉蛇紋石、磁鐵礦、鎂橄欖石(圖 3-29)。天星礦場的臺灣墨玉礦物 相較多於花蓮產地，花蓮產地中的鎂橄欖石可代表母岩所殘存留下的礦物。
44
Antigorite Magnetite Forsterite Hematite Chromite Crysotile Dolomite
80%
Antigorite Magnetite Hematite Crysotile Lizardite Chlorite
81%
13% 3% 1% 1% 1%
45
Antigorite Magnetite Hematite Chromite Crysotile Dolomite
83%
46
3-3 化學性質
3-3-1 X 光螢光分析結果
為了解臺灣墨玉及蛇紋岩的化學分布情形，本研究利用Ｘ光螢光分析儀對樣本 表面進行化學元素的掃描，將臺灣三個產地共 8 個樣本進行掃描，分析範圍為 1010 mm。
天星產地的臺灣墨玉樣本 T1-1（圖 3-30），分析結果發現磁鐵礦(白色部位) 的鉻及鐵含量高於周圍的葉蛇紋石(墨綠色部位)，而相對的鎂、矽及鎳含量低於 葉蛇紋石，至於硫及鎳含量則無太大的差異(圖 3-31)。T1-2 樣本為圍岩滑石連接 臺灣墨玉，掃描範圍在滑石及臺灣墨玉之接觸帶，可發現兩者礦物元素含量差異 明顯在於鈣及鐵，滑石鈣含量較多，而墨玉鐵含量較多，其他元素含量較無明顯 差異。T1-3 樣本中，掃描範圍內的磁鐵礦，其矽含量低於周圍的葉蛇紋石，鈣、
鉻與鐵三個元素含量高於葉蛇紋石，而其他元素含量無太太差異。T1-4 樣本中，
掃描範圍內的磁鐵礦，鉻與鐵含量高於周圍葉蛇紋石，其他元素含量無太大差 異。
(a) (b)
圖 3-30 (a)紅框內為 T1-1 之Ｘ光螢光分析儀分析位置。(b)為圖 a.方放大圖 圖，邊長 1×1cm。
47
(a) (b)
(c) (d)
(e) (f)
圖 3-31 (a)為 T1-1 之鎂成分分布，鎂集中在藍色部分。(b)為 T1-1 之矽成分分 布，矽集中在綠色部分。(c)為 T1-1 之硫成分分布，硫集中在紅色部分。(d)為 T1-1
之鉻成分分布，鉻集中在黃色部分。(e)為 T1-1 之鐵成分分布，鐵集中在青色部 分。(f)為 T1-1 之鎳成分分布，鎳集中在紫色部分。
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
圖 3-40 C1-6 能量散射光譜儀分析位置
表 3-20 C1-6 所含礦物化學成分(wt%)與陽離子數
Raman
葉蛇紋石 葉蛇紋石 葉蛇紋石 鉻鐵礦 鉻鐵礦Site
1 2 3 4 5Avg. of
1 1 2 2 1SiO
2 39.86 40.72 40.29 6.89 5.74Al
2O
3 0.00 0.00 0.00 2.05 2.28FeO
4.79 4.45 4.62 35.41 37.49MgO
34.86 35.79 35.33 9.71 8.02Cr
2O
3 0.00 0.00 0.00 45.95 46.47Total
84.51 80.96 80.24 100.01 100.00O=
7 7 7 4 4Si
2.056 2.058 2.057 0.237 0.202Al
0.000 0.000 0.000 0.083 0.094Fe
0.207 0.188 0.197 1.021 1.101Mg
2.681 2.696 2.689 0.499 0.420Cr
0.000 0.000 0.000 1.253 1.290Total
4.944 4.942 4.943 3.094 3.10658
59 量約落於 95~100 mole%，氧化鉻含量約落於 0~5 mole%(圖 3-44)。
鉻鐵礦中氧化鋁含量分布範圍於 1~38 mole%，氧化鉻含量於 35~40 化鐵含量約落為 95~100 mole%，氧化鉻含量約落於 0~5 mole%(圖 3-44)。鉻鐵礦中氧化鋁含量分布範圍於 2~15 mole%，氧化鉻含量為 51~59 mole%，氧化鐵含量於 25~45 mole%(圖 3-45)，與臺灣樣本相
60
61
FeO 在 2.23~7.47%、MgO 在 36.03~39.41%，依據實驗結果臺灣樣本中的葉蛇紋 石 SiO2低於中國的蛇紋石，臺灣墨玉與臺灣石聯的蛇紋岩化學含量範圍接近，
臺灣石聯蛇紋岩中 Al2O3含量範圍可高於臺灣墨玉，臺灣墨玉中 MgO 含量範圍 可高於臺灣石聯蛇紋岩。
本研究的中國岫玉化學含量範圍如下:武山玉中葉蛇紋石 SiO2含量範圍在 41.42~43.26%、FeO 在 3.49~4.49%、MgO 在 36.97~39.47%，泰山玉中葉蛇紋石 SiO2含量範圍在 39.86~40.72%、FeO 在 4.45~4.79%、 MgO 在 34.86~35.79%，
酒泉玉中葉蛇紋石 SiO2含量範圍在 43.33~45.73%、MgO 在 35.84~43.3%，綜合 以上中國三個地區的數據 SiO2含量範圍在 39.86~45.73%、FeO 在 3.49~4.79%、
MgO 在 34.86~43.3%，臺灣墨玉中的鐵含量範圍高於中國岫玉，且臺灣墨玉較中
62
(a)
(b)
63
(c)
(d)
64
(e)
圖 3-42 (a)本研究臺灣樣本中葉蛇紋石的三成分圖。(b) 本研究中國樣本中葉蛇 紋石的三成分圖。 (c) 義大利蛇紋岩中蛇紋石的三成分圖(資料取自 Chiara et al.,
圖 3-42 (a)本研究臺灣樣本中葉蛇紋石的三成分圖。(b) 本研究中國樣本中葉蛇 紋石的三成分圖。 (c) 義大利蛇紋岩中蛇紋石的三成分圖(資料取自 Chiara et al.,