硫磺谷與龍鳳谷最有名的地質景觀是硫氣孔與溫泉,噴氣與溫泉都是火山地區常見的地質景觀,表示地下具有尚未冷卻且熾熱的岩漿庫,所以地質學家稱火山地區的噴氣與溫泉為後火山現象。從大屯山地區溫泉與硫氣孔的分布位置來看,似乎沿著一條北東東方向的帶狀排列,而硫磺谷與龍鳳谷的溫泉與硫氣孔也是沿著一條北東向的線型排列。地質學家認為這些線狀構造可能與斷層作用有關,所以認為大屯火山的溫泉與硫氣孔是因為斷層作用造成的現象。因為,斷層形成的破碎帶可以深入地底下數十公里,形成一個帶狀的通道,讓地下的熱水、水蒸氣與硫氣沿著斷層噴出地表形成硫氣孔與溫泉。

1. 噴氣孔是如何形成? 噴氣孔周圍黃色的硫磺結晶是如何產生? 

     噴氣孔是如何形成?接近噴氣孔時,愈覺得空氣愈有刺鼻的感覺,這是空氣中含有硫化氫(H2S)的氣體;如果沒有這種感覺,那就是噴出的氣體只是水蒸氣而已。
     噴氣孔周圍黃色的硫磺結晶是如何產生?硫化氫噴出之後與空氣中的氧氣產生化學作用,立即在洞口周圍形成硫磺結晶,形生硫磺結晶的噴氣孔又稱為硫氣孔(圖22)。

2. 拿一個鐵質物品或硬幣放在噴氣口,看看會產生甚麼變化,為什麼? 

     金屬(銅幣)放置在噴氣孔時,表面顏色與光澤會逐漸的產生變化;光亮的鐵質物品作實驗最容易看見變化,可以發現金屬表面光澤突然消失了,逐漸轉變成灰黑色。因為,鐵與噴出的硫化氫產生了化學作用,在金屬表面形成黑色的硫化鐵礦物並且被腐蝕(圖23)。硫氣孔附近原本白色石頭的表面也會形成一層黑色的外殼,因為石頭原來就含有鐵質,與空氣中瀰漫的硫化氫結合形成黑色的硫化鐵,敲開黑色石頭的表面就可以發現裡面呈白色,因為沒有與硫化氫產生作用。

3. 硫磺谷進行野外觀察時,小心褲子別沾到地上的土壤! 幾天之後就會發現褲子被腐蝕破洞了,為什麼褲子會被腐蝕?用石蕊試紙試一試硫氣孔附近地上的水,看試紙呈甚麼顏色?

     空氣中硫化氫溶解於水中就變成硫酸,因此硫氣孔周圍濕潤的土壤或地表水會溶解空氣中的硫化氫變成硫酸。所以衣服沾到土壤時會逐漸被硫酸腐蝕;掉落水塘中的樹葉也會逐漸被腐蝕只剩下葉脈。硫磺谷附近的建築物與各種物品都會受到空氣中的硫化氫腐蝕破壞。試紙試地面水時會產生紅色,所以就知道水是呈酸性。

4.地上的石頭為何像洋蔥具有一層層的表面?用手捏一捏一小塊石頭,看石頭會不會被粉碎?

     仔細瞧瞧地上的石頭,發現硫氣孔四週的石頭非常的鬆軟,石頭表面經常形成層層環狀的構造,如洋蔥一層層的撥落。因為,因為空氣中的硫化氫溶解於水中時變成硫酸會腐蝕岩石,從岩石表面逐漸向內部侵蝕,因此岩石從外向內呈不同程度的風化,呈現同心圓狀的風化圈,稱為洋蔥狀風化(圖24)。
     石頭長期受到硫酸的腐蝕,使得岩石中的礦物產生破壞轉變成其他的礦物或黏土,因此原本堅硬的岩石變成鬆軟猶如土壤一般。火成岩的礦物經常含有鈣元素,當受到硫酸侵蝕起化學反應時就會產生硫酸鈣,也就是石膏(CaSO4),所以在硫氣孔附近水潭的周圍經常生長有白色的結晶礦物(石膏)。

5. 新鮮的砂岩顏色通常呈白色,仔細觀察硫磺谷周圍岩壁的砂岩呈甚麼顏色?為何砂岩顏色具有多彩的表面?

     為何新鮮的砂岩顏色大都呈白色?一般砂岩中的礦物含有80%以上白色或透明的石英與長石礦物,所以新鮮砂岩的外觀顏色呈現白色。
但是野外所觀察的砂岩顏色為何經常呈紅色或黃色?外觀呈紅色或黃色並不是砂岩真正的顏色,而是受到自然界的風化作用所造成,風化作用將砂岩中含鐵的礦物氧化成為氧化鐵(褐鐵礦),使得石頭的外表或內部沉澱了紅色的氧化鐵,因而被染成紅色或黃色。
     為何硫磺谷周圍砂岩的顏色都呈灰黑色?新鮮砂岩的顏色是白色或灰白色,但野外看見的砂岩有部分已經風化,原本的外表被染呈黃色或紅色的氧化鐵。硫氣孔噴出大量的硫化氫與砂岩表面的氧化鐵發生化學作用而產生硫化鐵礦物。因此砂岩表面就生長許多微細的黑色硫化鐵顆粒,使得砂岩表面變了顏色(圖25)。你們可以再仔細的觀察愈遠離硫氣孔的砂岩顏色愈呈紅色或多采的色澤,或敲開地上灰黑色砂岩,會發現砂岩內部的顏色也呈黃色或紅色,表示砂岩內部還沒有與硫化氫起化學作用。假如將含有硫化鐵的黑色砂岩搬離硫磺谷,砂岩表面就會逐漸變回紅色,也就是硫化鐵會再度變成氧化鐵。