第11章 礦產、能源與日常生活

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1、第11章礦產、能源與日常生活11-1礦產資源11-2綠色能源11-3礦產與能源的探勘產於北投溪地熱谷溫泉區下游的北投石（其主要成分為BaSO4和PbSO4），是唯一以臺灣地名來命名的礦物礦床的定義地殼中，除了氧、矽、鋁、鐵、鈣、鎂、鈉和鉀含量超過1％外，其餘的元素都很稀有（含量小於1％），若經過地質作用後，可使少量元素富集達到開採價值時，就會形成礦床。礦產用途：刀具早期人類利用獸骨和黑曜岩來製造。礦產用途：石油礦床的分類依地質作用種類區分火成礦床（岩漿作用）沉積礦床（風化、侵蝕、搬運及沉積作用）變質礦床（變質作用）依據組成成分金屬礦產非金屬礦產金屬礦產指含有金

2、屬元素且可以供應工業來提煉，或可以直接利用的岩石與礦物。金屬元素種類礦物名稱礦物中含金屬比例(%)化學成分金自然金50～100Au(常和Ag形成合金)銀自然銀100Ag輝銀礦87.1Ag2S銅自然銅100Cu輝銅礦79.8Cu2S硫砷銅礦48.3Cu2AsS4黃銅礦34.6CuFeS2鐵磁鐵礦72.4Fe2O3．FeO赤鐵礦70Fe2O3錫錫石78.6SnO2鉛方鉛礦86.6PbS鋅閃鋅礦67ZnS鋅鐵尖晶石約12(Fe,Mn,Zn)O(Fe,Mn)2O3黃金極佳的導熱性、導電性和延展性。常用於裝飾及珠寶首飾。在工業上也有廣泛用途。近年來，在電子業等尖端科技領

3、域的用量更是與日俱增。右圖為產於金瓜石的自然金。鐵鐵工業所需的基本原料，也是利用最廣泛的金屬。日常生活中可見到各式的鐵器產品。右圖為產於波利比亞的「磁鐵礦」。銅具有良好的導熱性、導電性和延展性，易於鑄造，可用於電線、建築裝潢、飾品等工業。下圖為產於加拿大的「黃銅礦」。鈾具有放射性，而被作為核能發電的原料。右圖為產於薩伊的「銅鈾雲母」。非金屬礦產非金屬礦產的蘊藏量遠比金屬礦產多。大多數的非金屬礦產是利用其性質和特性。如：石棉、滑石等。少部分的非金屬礦產則是直接提煉某種非金屬元素以利工業使用。煤、石油和天然氣都是生物遺骸轉變形成，因此稱為化石燃料，在分類上屬於非金

4、屬礦產。石棉石棉的耐火性質，可製成防火衣。下圖為產於花蓮縣玉里鄉的「石棉」。滑石有良好的潤滑性，可製造爽身粉。下圖為花蓮縣豐田的「滑石」。石灰岩右圖為產於中國的「海百合化石」，其岩質為石灰岩，主要組成成分為碳酸鈣。碳酸鈣的膠結能力，可作為水泥的原料。磷灰石下圖為產於摩洛哥的「磷灰石」。從磷灰石可提煉非金屬元素：磷。硫黃下圖為臺北市北投區大磺嘴的「硫黃」產狀。從硫黃中可提煉非金屬元素：硫。煤組成成分以碳為主，是植物死亡後被埋在地下，因溫度及壓力的增高，發生分解、碳化及壓實等作用而形成。臺北市北投區貴子坑公園山壁旁的黑色煤層厚度太薄且品質不佳，未進行開採。綠色能源

5、化石燃料即將消耗殆盡，使得開發生生不息且潔淨的再生能源的重要性日益彰顯。目前積極開發之綠色能源：太陽能風能水力能海洋能地熱能生質能太陽能優點：太陽能的供應可源源不斷，且生產過程不會造成環境汙染。缺點：太陽能轉變成可用的能源，在技術上有相當的難度，且受天候影響甚巨。太陽能的應用主要是將光的輻射能量轉換成電能（光電轉換）或熱能（光熱轉換）。光電轉換使用太陽能集光板，把太陽輻射能轉換為電能。可運用於熱水器、一般用電等。光熱轉換太陽光照射於一連串含有液態鈉的黑色管子，以收集輻射能，使流經管內的液體加熱至約400℃，再利用此高熱液體對水加熱，以產生水蒸氣來驅動發電機。太

6、陽能發電廠（美國加洲）風能優點：利用簡單、無汙染、可再生。缺點：風力不穩定、時空分布不均、供電能力極不穩定。臺灣每年約有半年期的東北季風，沿海、高山及離島許多地區之年平均風速為每秒4公尺以上，風能潛力相當優越。位於臺北縣石門鄉的風力發電機組水力能優點：提供廉價電力，控制洪水氾濫、改善河道航運、提供灌溉用水，此外相關工程有時還可帶動地區性的發展。缺點：生態環境的改變、地質結構的破壞、氣候的影響和人文地理景觀的消失。原理：利用水流從高處瀉下產生的重力位能，進而帶動水壩內部的渦輪發電機來產生電力。水壩及發電利用示意圖海洋能發電方式：潮汐能：運用潮差現象產生的位能，轉

7、換為動力。波浪能：將波浪的動能轉換為電能。溫差能鹽差能：利用河口海域鹹、淡水間鹽度的明顯差異，把化學能轉化為電能。優點：對環境無害或危害極小，且臺灣四面環海。缺點：有成本過高、能源轉換率相對偏低、技術有待突破等隱憂且可能影響生態。。潮汐發電漲、退潮時，海水都可通過渦輪機發電。溫差發電引入表層暖海水將低沸點液態氨汽化，產生高壓蒸汽以推動渦輪機而發電，之後，抽取深海的冷海水冷卻，蒸汽又變成液體，依此反覆進行發電。地熱能冰島居民將地熱能廣泛應用於家庭暖氣及工業能源上。臺灣高山林立且位處板塊邊界，地底熱源相當豐富，全島共有百餘處的溫泉地熱徵兆，具備相當豐富的地熱潛能。

8、宜蘭縣清水地熱發電廠全國第一座地熱發電