同樣是沙子,為 什麼在不同的沙灘會有不同的顏色、大小與感覺?於是我們便以「沙」為主題,研究其中究竟有什麼不一樣。

 

X博士摘要說明】

(一)沙灘上的沙子有什麼差別

(二)沙灘上黑色的沙子是什麼物質

(三)沙子是否含有貝殼碎屑成份

(四)沙子成份與岩石種類的關係

 

第 51 屆 國小地球科學科作品

題目:鐵砂的秘密

作者:新北市私立育才國民小學的同學們

 

【摘要(原文)

本研究的目的是想要了解臺灣地區東北角沿岸沙灘沙子的顏色和顆粒大小不同的沙子,這些沙灘的沙子中鐵砂的含量有多少?這些沙灘沙子的成份是否含有碳酸鈣?為了瞭解這個問題,我們利用磁鐵及鹽酸來進行實驗,結果證明臺灣地區東北角沿岸我們所採樣的沙灘,發現不同的沙灘所含的鐵砂和碳酸鈣含量都不一樣。還有沙灘沙子顏色、沙子顆粒大小與鐵砂含量沒有一定的關係,而且沙灘沙子顏色與碳酸鈣含量也沒有一定的關係。

 

X博士步驟說明】

  • 比較各沙灘沙子的外觀

投影片2

  • 鐵砂含量佔各沙灘沙子的比例

投影片3

進行鐵砂實驗,結果發現臺灣北海岸及東北角的沙灘,每個沙灘的鐵砂含量不相同,將每個沙灘的鐵砂含量平均計算,我們發現老梅沙灘鐵砂含量最多,約 25.67%,最少是大武崙,約 0.33%。

 

  • 沙子成份分析

研究方法

(一)將大武崙 100 克篩剩的非鐵砂,秤出 5 克的沙子放入蒸發皿。

(二)用針筒取出 1cc 的鹽酸,注入蒸發皿內,同時計時,觀察沙子冒泡的情形,記錄冒泡泡的秒數。

(三)重複步驟(一)、(二),共做 5 次,將 5 次實驗結果沙子冒泡泡的秒數求平均值。

(四)每個採沙地點重複步驟(一)~(三)。

投影片4

從實驗結果中我們可以知道因為沙子裡含有貝殼碎屑(碳酸鈣)遇到鹽酸會冒泡(含二氧化碳),所以8個沙灘中,以福隆的沙子冒泡最久,代表碳酸鈣含量最高。挖子尾 的沙子完全沒有冒泡,在之前實驗中已經探討挖子尾沙子的顏色與其他 7 個沙灘相 較之下其顏色較黑,以篩網篩選沙子,只看到少量白色顆粒較粗的沙子,可能是挖子尾碳酸鈣含量微量所造成的。

 

數據分析與結論

(一)在收集沙子時,因天氣不佳,沙子潮濕會影響實驗的正確性,因此將沙子攤平風乾、炒乾,再做觀察。

(二)由蒐集的資料顯示磁鐵礦在岩石中很常見,因此岩石風化後所形成的沈積物,也是找磁鐵礦的最佳場所;台灣北部、西部海岸的海沙中都能找到磁鐵礦砂。

(三)磁鐵礦還能藉由細菌的作用形成。例如存在於地球上的「磁菌」,這種細菌的體內具有「磁鐵礦」的微粒子而且純度高於一般經由無機作用形成的天然 磁鐵礦。這又是一個有趣的議題,可以做為將來再研究的另一個主題。

(四)為什麼8個沙灘的沙子鐵砂含量有所不同,因北部有大屯火山群,再加上河流分佈,不知是否有所關聯,此點尚待探究。

 

以下是評審給的評語

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X博士評語】

岩石有三種,它們是沉積岩、火成岩和變質岩。火成岩經過風吹雨打,侵蝕之後成為沉積岩,常見的沉積岩有礫岩、砂岩、頁岩及石灰岩,這兩種岩石受到高熱或高壓作用就會變成變質岩。因此從這些岩石風化的地方就能找到合適的鐵砂作研究,欣賞台灣各地沙子與眾不同的地方。