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051期-地質篇 (十三) 奇岩異石林立的天雕公園

文/圖:江協堂(國立宜蘭大學講師)

國內目前有許多石頭藝品展示的休閒區、公園或博物館,大部分的展覽品都是以手工雕刻為主,強調的是藝術家的創作思維,如埔里著名的牛耳石雕公園即收集了許多楊英風、 朱銘、林淵等著名雕刻家的作品,純以天然產狀的奇岩異石作為展示的主題則比較少,或者規模較小。

 

去年(2008)農曆年前夕,宜蘭員山圳頭附近新闢一處展示石頭藝品的場所-天雕公園,公園內展示許多天然產出的大型石材數十顆,大者可達3公尺高,重達數噸,其特色為外觀造型奇妙、岩理結構特殊,國內少見如此大型的藝品,另外亦有數十公分大小的精品石材,收藏於展覽館內,由於縣內尚無如此規模的石材藝品館,因此開幕至今,已吸引不少遊客,這些來自印尼的石材是公園主人多年來收藏的成果,台灣本地並不容易發現這類組成結構的石材,值得愛好石景的人士前往觀賞。

公園位置及展示區

圖1 天雕公園的位置。圖中紅色實心圓為公園的所在
圖1 天雕公園的位置。圖中紅色實心圓為公園的所在

 

天雕公園位於員山鄉(地址為宜蘭縣員山鄉西湖村隘界路185-21號),從宜蘭市往員山圳頭方向,沿台9甲線一路可見前往天雕公園的招牌,至59公里處一招牌指示左轉進入一條田間小道,順著小道走到底即是公園所在(圖1)。

 

園區座落於一小山谷內,面積約3000餘坪(圖2),區內主要有三棟建物,第一棟建物為石材和少許木材藝品展示館兼販售店,內部有許多精緻的手工雕刻或裝飾藝品,可提供遊客採購服務,第二棟建物為一般的咖啡簡餐餐廳,提供常見的餐飲,第三棟建物面積最大,為主要的展示館,陳列許多天然及少許加工的石材,這些石材因其成分(如鐘乳石、瑩石礦物等)或產狀(針狀、細粒狀易受損)不適合放在戶外展示,因此收藏於室內,但其陳列方式大都無玻璃框隔絕,遊客可近觀(可拍照)石材的紋理、色澤等等。

 

第二棟和第三棟建物之間約1500-2000坪的戶外草地公園是最主要的大型藝品展示場所,所有巨大、形狀多樣的石頭都安放在地上,遊客可以觸摸(但不可在上面玩耍)、近距離觀賞,享受上帝之手所刻畫的大自然傑作,大部分的遊客都會對這些外型奇特石頭留下深刻的印象。進入公園需收門票每人35元,票根可抵園區內餐飲費用。

圖2 天雕公園實景
圖2 天雕公園實景

石材的分類

目前展示在公園內的石頭約有四、五十顆,雖然外表看起來各有特色,好像都是分屬不一樣的類別,但實際上就其組成或者岩理結構,還是可以用三大岩類來區分所有的石頭,所謂的三大岩類就是火成岩、沈積岩和變質岩,天雕公園內草地上的藝品主要以火成岩為主,其次為變質岩,沈積岩則只放置在展覽室內。

 

火成岩

火成岩是由地底下的岩漿冷卻後所形成的,由於岩漿冷卻時,裡面所含的高溫礦物會先結晶出來,基質部分在最後階段才形成,一般人觀賞火成岩的特色係以其礦物的晶體大小、成長結構和基質的紋理為主。

 

礦物晶體的大小跟岩漿冷卻的速度有關,岩漿冷卻快,晶體的顆粒小,冷卻慢,晶體的顆粒大,其間的原理大家可以用小孩子玩的積木堆疊成房子的遊戲來想像,如果有一個遊戲是要在規定時間內將地板上1000塊的積木堆積成房子,其格局為100塊積木可堆積成一個小房子,500塊積木可堆積成一個中房子,1000塊積木可堆積成一個大房子,房子越大難度越高,但分數也越高。

 

這裡我們把房子比喻為礦物的晶體,積木為組成礦物的分子,遊戲時間為岩漿冷卻的時間,當遊戲的時間非常充裕時,我們總會想把所有的積木都蓋成一座大房子,以得到最高的分數,結果最後結束時地板將出現一座大房子,以及只剩餘幾個來不及放上去的積木,這就像岩漿慢慢冷卻時,岩石中會有巨大的晶體生成一樣。

 

如果遊戲時間稍微倉促,所有的積木只能祈求在時間結束前可以蓋成小房子以得到起碼的分數,其結果,當時間結束時,地板上會散落很多來不及堆疊的積木,僅有零星幾座小房子完成,有些還缺了許多角,殘缺較多的甚至不易辨識那是一座房子,這種情況下別期望會有中型或大型房子出現,這就像岩漿冷卻稍快,岩石中的晶體發育不大或不齊全一樣。

 

如果遊戲時間非常短,積木還沒開始堆積就結束,則將沒有任何一個房子可以在規定時間內完成,所有積木散落在整個地板上,這就像岩漿急速冷卻,岩石中的少有晶體出現一樣。

 

因此,假如岩漿沒噴發出地表而在地底下慢慢冷卻,可以想像這種火成岩結晶出來的礦物顆粒一定很大,例如圖3即是一種晶體非常大的斑狀花崗岩(porphyritic granite),其淺色的長條形晶體為鉀長石(若為紅色者則為正長石),一般這種晶體長度約數公分,在天雕公園內所見的晶體可超過10公分,算是非常巨大的斑晶結構,岩體的基質主要有兩類礦物,顏色較淺者為石英,黑色者為黑雲母,其次紅色斑點者為正長石,黑色柱狀者為角閃石,通常如此巨晶的出現表示岩漿經歷了兩階段的冷卻過程。

 

第一階段冷卻慢,長石有時間慢慢成長,於是形成巨晶,冷卻的時間有時需要數千萬年之久。第二階段冷卻較快,形成較小的基質晶體。圖4亦為花崗岩,顏色非常淺,乃因整個岩石主要由淺色系列的長石和石英礦物所組成,但晶體顆粒較斑晶花崗岩小,以上兩種岩石都是在地下的岩漿慢慢冷卻所形成的。這類岩石因晶體大,類似花紋,若有對稱的排列或某種方向的構造則宛如人為畫作,常贏得收藏家們的喜愛。

圖3 高約2公尺的斑狀花崗岩。白色長條狀的礦物為長石,基質較小晶體黑色者為黑雲母,透明狀者為石英,肉紅色者為正長石。此顆岩石除外觀特殊外,夾雜大型的淺色礦物晶體最為壯觀。但垂直向的紋路為雨水,非岩石紋理。(拍攝時下小雨)
圖3 高約2公尺的斑狀花崗岩。白色長條狀的礦物為長石,基質較小晶體黑色者為黑雲母,透明狀者為石英,肉紅色者為正長石。此顆岩石除外觀特殊外,夾雜大型的淺色礦物晶體最為壯觀。但垂直向的紋路為雨水,非岩石紋理。(拍攝時下小雨)
圖4 白色花崗岩。主要由淺色系列的長石和石英所組成,右上角為局部放大圖,白色為長石,透明狀者為石英,黑色點狀為雲母。
圖4 白色花崗岩。主要由淺色系列的長石和石英所組成,右上角為局部放大圖,白色為長石,透明狀者為石英,黑色點狀為雲母。

 

若岩漿噴發出地表則會快速冷卻成岩石,這類火成岩稱為玄武岩(色澤較黑)或安山岩(色澤較淺),此類岩石因礦物來不及結晶就冷卻形成,故其中所含的礦物晶體很小,尤其是玄武岩(圖5),其礦物顆粒大都不易用肉眼可辨識,其特色為顏色深,表面常有氣孔狀構造,氣孔構造為岩漿冷卻成岩石時,液態的岩漿中仍有未逸出的氣體,於是氣體便被包裹在稍後冷卻的岩石裡,冷卻末期的氣體常因流動而聚集一起,故在玄武岩裡的氣孔狀構造常呈帶狀分佈。

圖5 外觀奇特的玄武岩。玄武岩特色為色澤灰暗,晶體顆粒極小,表面有氣孔狀構造(圖中岩石表面點狀的窟隆),為岩漿冷卻末段氣體未逸出前,殘留在初形成的固體岩石中。
圖5 外觀奇特的玄武岩。玄武岩特色為色澤灰暗,晶體顆粒極小,表面有氣孔狀構造(圖中岩石表面點狀的窟隆),為岩漿冷卻末段氣體未逸出前,殘留在初形成的固體岩石中。

變質岩

變質岩為原來既有的岩石在外界溫度、壓力或化學環境改變後所產生的另一種岩石,地表的岩石由於板塊的運動,或是沈積物的堆積作用,都有機會進入地底下溫度和壓力都較高的環境,在高溫高壓的作用下,岩石中的礦物會產生再結晶的現象,或者形成某固定的排列方向。

 

筆者用下面的比喻來說明變質作用,如果把蠟當成岩石的基質、牙籤當成長條形礦物,如今把整包牙籤放在蠟中,加熱將蠟融化,俟所有牙籤進入熔融的蠟中之後再將之冷卻,冷卻後含有牙籤的蠟可視為一般有礦物晶體的岩石,大家可發現蠟中的牙籤並沒有固定的排列方向,牙籤一根一根分開,沒有聚集或順向排列的現象;現在把蠟重新融化,用兩片板子推擠融蠟中的牙籤,慢慢抽出板子並將蠟冷卻,冷卻後的蠟塊可見其中的牙籤會堆積一起並垂直板子的擠壓方向排列,這裡比喻的把蠟融化就好像把岩石加熱,板子的推擠就好像周圍環境的壓力,有排列方向的聚集牙籤則為我們在變質岩中常看到的片狀葉理組織(foliation texture)。

 

圖6藝品外觀有一大窟窿,岩理呈黑白條帶相間的葉理組織,圖7外觀看似駱駝,葉理組織的表面顏色偏暗紅,兩者看似不相同的岩石,但其實都是矽質片岩夾薄層的黑色片岩,片岩的特徵為外觀呈片狀,有深淺相間的帶狀構造,片狀的表面即岩石形成時承受壓力的方向,深淺條帶為不同的礦物組成,白色為石英,黑色為雲母、石墨等,暗紅的表層顏色為水中沈澱出來的鐵元素,矽質片岩變質前的原岩通常為砂岩、頁岩等,由於組成的礦物大都為低溫礦物,因此這類的岩石的形成環境較多為低溫高壓區。

圖6 變質岩中的矽質片岩夾黑色片岩。黑白相間的帶狀構造與片狀的組織為其主要的特徵
圖6 變質岩中的矽質片岩夾黑色片岩。黑白相間的帶狀構造與片狀的組織為其主要的特徵
圖7 狀似駱駝的矽質片岩與黑色片岩
圖7 狀似駱駝的矽質片岩與黑色片岩

沈積岩

沈積岩主要是由風化後的岩石經搬運、堆積所形成的,另一部份是結晶的化學作用所產生,天雕公園的沈積岩石材大都是產狀多樣的鐘乳石石灰岩,鐘乳石是含碳酸鈣的地下水滲出時,水分揮發後其所含的碳酸鈣析出所形成,其成因被分類為結晶化學作用,由於析出的碳酸鈣容易受雨水的淋蝕,因此鐘乳石大都產在洞穴內,鐘乳石視其晶體的大小,一般形成所需的時間約數百年至數千年、萬年。

 

圖8為洞穴中常見的鐘乳石,由於平常所見的鐘乳石都呈單支柱狀,圖8的鐘乳石呈針狀群體聚集,筆者原本以為是在水中經由生物作用產生的,但公園主人表示該標本是從洞穴內挖掘出來,這種針狀群體非常少見,實屬珍貴的鐘乳石藝品。

圖8 沈積岩中的鐘乳石。當含碳酸鈣的地下水在洞穴中滲出時,水分揮發,碳酸鈣析出,形成石灰岩結晶。
圖8 沈積岩中的鐘乳石。當含碳酸鈣的地下水在洞穴中滲出時,水分揮發,碳酸鈣析出,形成石灰岩結晶。

石材外觀奇特的成因

天雕公園裡奇形百怪的岩石,到底是如何形成的呢?一般地表上的岩石受到破壞作用可分成兩類,一為風化作用(weathering),一為侵蝕作用(erosion)。岩石經風化後,其岩性會改變,例如長石風化後變成硬度較小的黏土礦物,結構也可能變差,如岩石從大顆粒變成小顆粒,一般風化後的岩石結構鬆散,抗侵蝕能力變差,不適合當建材、雕塑材料等,因此外觀奇特的石材藝品大都不是風化作用造成的。

 

侵蝕作用則指風化後岩石,其岩屑被搬運到其他地方的作用,在河床上,岩石的侵蝕除了河水的搬運外,尚有受到外力的破壞而改變其外型,這些外力有:

 

水力的沖蝕(hydraulic action)-河水成亂流時,漩渦狀的水流具較大的能量可將岩石擊破。

 

砂礫間的磨蝕作用(abrasion)-水中的砂礫與河床摩擦。

 

溶蝕作用(corrosion)-在石灰岩地區的岩石被河水溶解。

 

天雕公園戶外的石材主要是岩石經侵蝕作用所形成的,根據公園主人的描述,這些石頭大都從深山裡運出來的,因此可推測這些石材的外型都是由河流的沖蝕和磨蝕作用所造成。

 

一般在河流下游區域,河流的作用以堆積為主,河床上多堆積泥砂、礫石等,上游區則為侵蝕區,河床上常見壺穴(岩石上如壺狀的凹陷窟窿)、蜂窩石(岩石上如蜂巢狀緻密的小窟窿)等,天雕公園的石材大都有大規模的凹陷構造,這種構造常發生在河流的最上游,該處因河流水量小,河道不易改變,河水常只對固定位置產生侵蝕作用,因此造成外型顯著的凹凸構造,由於河流最上游經常是人煙罕至的地方,要把這些石頭切開並搬運到平地來並不容易,可見這些石材有其稀少的價值,值得大家前往觀賞。