北投石
| 北投石 | |
|---|---|
 | |
| 基本资料 | |
| 类别 | 硫酸盐 |
| 化学式 | (Ba,Pb)SO4 |
| 性质 | |
| 颜色 | 乳白或黄褐色 |
| 晶体惯态 | 晶体多呈菱形板状六面体 |
| 晶系 | 斜方晶系 |
| 解理 | 良好 |
| 莫氏硬度 | 3 - 3.5 |
| 光泽 | 油脂或玻璃光泽 |
| 条痕 | 白色 |
| 透明性 | 不透明 |
| 比重 | 4.69 - 4.83 |
| 其他特征 | 含微量放射性 |
| 日语写法 | |
|---|---|
| 日语原文 | 北投石 |
| 假名 | ほくとうせき |
| 平文式罗马字 | Hokutō seki |
北投石（英语：Hokutolite）是由温泉环境生成含放射性镭元素的稀有矿物，目前仅在台湾台北市的北投温泉和日本秋田县的玉川温泉被发现。是全世界4,000多种矿物种类中，唯一以台湾地名命名的矿物。于日本被文部科学省指定为“特别天然记念物”；台湾则指定为“自然文化景观”，并由台北市政府划定自然保留区于北投温泉博物馆上游北投溪河段。[1]
性质
北投石为斜方晶系的硫酸盐矿物，为重晶石的亚种，化学成分变化很大，尤其是具明、暗相间环带构造时，不同环带所计算出的化学组成分子式是在(Pb.35-Ba.65)SO4至(Pb.20-Ba.80)SO4之间，北投石BaO最高含量约42％，最低是32％。质纯的重晶石（Barite，BaSO4）之BaO含量应是65.7％。而PbSO4对BaSO4之分子比可由21︰79至32︰68（其平均值近27︰73）；因此，铅与钡的含量并非固定不变，而是在1︰4至1︰2（铅︰钡）的范围内变动，钡的含量多于铅。北投石因含有碱土金属元素—镭，所以具有放射性。[2]
历史
1905年（明治38年），任职台湾总督府殖产局矿务课技手、台湾总督府民政部殖产局附属博物馆（现今国立台湾博物馆）陈列员的冈本要八郎，在北投泷乃汤附近的北投溪中首次发现溪床上有沉淀物，但当时并未深入研究。[3][4]
1907年（明治40年），冈本找到北投石的矿物结晶，经初步检测发现比重大且含有铅（Pb）的成分，由于是在酸性温泉环境中生成，故暂以常见的已知矿物“硫酸铅矿”（Anglesite，PbSO4）称之。后来冈本在实验室的暗房中，将此矿物结晶放置于未曝光的玻璃底片上，经过10天后冲洗，发现底片完全感光，证实这种矿物结晶有放射性元素存在。同年，东京帝国大学神保小虎教授发现此矿物标本，与保存在东京帝国大学的矿石标本室由樱井广三郎在1898年于玉川温泉采集之标本相同。[5]
1912年（大正元年），神保小虎教授将冈本于北投采集的矿物标本带往俄国首都圣彼得堡参加国际矿物会议，并提出新矿物种类发现的审查申请，与俄国镭矿调查委员长Vernardsky教授共同将其命名为Hokutolite（Hokuto是北投的日语地名，lite则是英语岩石与矿物的意思）。[4]政府亦随即制定北投溪沿岸的禁采令。[6]
1923年（大正12年）4月25日，裕仁皇太子于莅临北投时曾特别涉溪勘查，后来设立“皇太子殿下御渡涉记念碑”（目前位于泷乃汤庭院内）纪念此事。[7]
相关研究
1915年，台湾总督府殖产局出版冈本要八郎《北投石调查报文》，介绍北投石分布地区、矿物学研究资料及其放射性现象。[8]
1928年，出版第11次新矿物的命名清单（Spexcer, L. J.等人著，Eleventh list of new mineral names）记载︰典藏在英国大英博物馆之矿物，有一矿物名为 Weisbachite（铅重晶石），是属于硫酸铅矿的变种之一，化学成分为5PbSO4．BaSO4，由矿物学家Kolbeck于1907年发现，产地为智利，以德国Julius Albin Weisbach教授的名字作为命名依据，与北投石为相同的矿物。[9]
由于缺乏辐射源，日治时期常会用北投石成分钋（Po）做为原子核实验时的比对参考物质，使北投石在台湾物理史上具有重大意义。1934年（昭和9年）7月25日晚间，[10]:578台北帝大物理学讲座的荒胜文策团队成功完成人工撞击原子核实验。[11]此为亚洲第一次，世界第二次成功实验。[12]:21领先成功的重要因素之一，就是使用北投石内含有的钋作为比对值。[13]
1961年，中华民国中央研究院前任院长李远哲就读国立清华大学时的硕士论文〈北投石放射性之研究〉亦以北投石为研究主题。[14]
1995年，曾连生发现北投石的天然放射性核种结果，为每克北投石中含镭-226︰2.256×10-9克；含镭-228︰4.87×10-13克。[15]
保护与复育
1933年（昭和8年）11月26日，台湾总督府依据史迹名胜天然纪念物保存法指定北投石为“天然记念物”。
1952年（昭和27年），日本文部省指定为“特别天然记念物”。[6][16]
2000年，行政院文资小组指定北投石为“自然文化景观”，成立“北投溪（北投石）自然保留区”，为台湾第一个纳入保存指定的矿物。[17]
2011年8月19日，北投温泉与玉川温泉缔结为姐妹温泉。[18]
2013年12月26日，台北市政府设立北投石自然保留区，为台湾第一个由地方政府划设自然保留区以保护矿石的案例。[1]
参考文献
- ^ 1.0 1.1 保育北投石 北市設自然保留區. [2015-10-01]. （原始内容存档于2015-10-02）.
- ^ 陈, 培源; 刘, 德庆; 黄, 怡祯. 臺灣之礦物. 经济部中央地质调查所. 2004: 125–133.
- ^ 冈本要八郎. 臺灣鑛物調查の思出. 台湾博物学会会报. 1940, 30 (200-201): 242-244.
- ^ 4.0 4.1 冈本要八郎. 臺灣產礦物調查之回憶. 台湾科学. 1955, 9 (1): 40-42.
- ^ 方建能; 张羽岚. 談北投石發現歷史的爭論. 台湾博物. 2014, 33 (4): 88-90.
- ^ 6.0 6.1 台北市政府观光传播局，《女巫嬉游记 发现北投の汤与美》，台北市：台北市政府观光传播局，2012
- ^ 杨越涵、方建能. 〈「礦」世奇才 - 臺灣礦物研究先驅岡本要八郎 引領“石”代風華的王鑫〉. 《国家公园季刊》2016年3月号（台北市：内政部营建署）. [2016-09-14]. （原始内容存档于2016-10-20）.
- ^ 方建能. 北投石與岡本要八郎 (PDF). 台湾博物 (国立台湾博物馆). 2012, 31 (4): 64-69 [2023-03-15]. （原始内容存档 (PDF)于2023-04-02）.
- ^ Spencer, L.J. Biographical notices of mineralogists recently deceased (Eighth series.) (PDF). The Mineralogical Magazine and Journal of The Mineralogical Society. 1947, 28 (199): 175-229 [2023-03-15]. （原始内容存档 (PDF)于2022-06-21）.
- ^ 郑伯昆. 台大核子物理實驗室 (四) 有關的日本科學家. 物理双月刊 (台北市: 中华民国物理学会). 2008年10月, 3 (5): 574~580 [2014-11-07]. （原始内容存档于2015-07-16） （中文（台湾））.
- ^ 二次大戰對科學地位的影響 (PDF). [2014-12-03]. （原始内容 (PDF)存档于2015-07-01） （中文（台湾））.
- ^ 臺灣物理史數位典藏計畫 (PDF). 行政院国家科学委员会. 2007-03-29 [2015-01-27]. （原始内容 (PDF)存档于2015-06-28） （中文（台湾））.
- ^ 水渡英二. The Late Professor Yoshiaki UEMURA, Cover & Contents; 故 植村吉明教授略歴. 京都大学化学研究所报告 (京都大学化学研究所). 1974-07-25, 52 (1) [2016-03-03]. （原始内容存档于2016-03-03） （英语）.
- ^ 地質科學影音數位學習網|發現北投石|北投石的研究|. [2016-05-07]. （原始内容存档于2016-08-03）.
- ^ 曾, 连生. 北投石和溫泉水中放射性核種與化學成份之分析研究. 中原大学化学系硕士论文. 1995.
- ^ 日本文化廳國指定文化財等資料庫 - 史跡名勝天然記念物 - 玉川温泉の北投石. [2019-12-07]. （原始内容存档于2019-12-08）.
- ^ 陈利贞、陈柏淳, 2005.〈北投石百年大事纪 （页面存档备份，存于互联网档案馆）〉.《地质》. 第24卷. 第3期. 发行：经济部中央地质调查所.页：21-30
- ^ 北投溫泉與日本秋田縣玉川溫泉結為姐妹溫泉 郝龍斌：期許臺、日兩地互動如溫泉水，越來越熱、川流不息！. 台北市政府秘书处. [2023-02-22]. （原始内容存档于2023-02-22）.