研究生: |
賴昱銘 |
---|---|
論文名稱: |
基隆山安山岩之實驗岩石學研究及其石英成因之探討 |
指導教授: | 劉德慶 |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
地球科學系 Department of Earth Sciences |
論文出版年: | 2004 |
畢業學年度: | 92 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 98 |
中文關鍵詞: | 基隆山 、安山岩 、石英 、實驗岩石學 |
論文種類: | 學術論文 |
相關次數: | 點閱:181 下載:34 |
分享至: |
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報 |
基隆山位於基隆火山群北方,屬於台灣北部火成岩區。該區的火山岩體含有石英顆粒,根據IUGS的分類為安山岩類,此安山岩體約在更新世時噴發,岩漿侵入中新世的地層內而生成。本實驗樣本採樣地點為基隆山下東南方,靠近102縣道旁的安山岩露頭,外觀為淺灰色,斑晶組成有斜長石、角閃石、黑雲母、磁鐵礦以及石英,岩基中大多為斜長石、斜輝石,偶而有直輝石。
本研究透過實驗模擬岩漿的結晶過程,針對不同壓力下岩漿結晶的情形,以及各礦物相的溫壓分佈,討論此地區安山岩質岩漿結晶的情形與岩石的成因,並探討安山岩中石英的來源。實驗利用高溫爐及高溫高壓儀分別進行常壓及高溫高壓下的實驗岩石學研究,實驗後將樣本製成光片,用反射式顯微鏡作初步鑑定,再用掃描式電子顯微鏡和電子微探儀,將各溫壓環境下之礦物部分與熔融部分分別分析其化學成分。
依據實驗結果,基隆山安山岩在常壓下之全融溫度約為1285℃,固相溫度約略低於1094℃,熔融區間約為191℃,礦物的結晶順序為斜長石(1285℃)、氧化物(1267℃)、石英及直輝石(1174℃)、斜輝石(1166℃)。1.0京帕下之全融溫度約為1270℃,固相溫度約略低於1120℃,熔融區間約為150℃。礦物的結晶順序為斜長石(1270℃)、直輝石(1250℃)、石英及氧化物(1170℃)、斜輝石(1150℃)。1.5京帕下1240℃時晶出的礦物相為斜長石與石英。2.0京帕下之全融溫度約為1280℃。
常壓下殘餘岩漿隨著溫度降低,氧化矽、氧化鉀的含量有增高的趨勢,而氧化鈦、氧化鋁、氧化鐵、氧化鎂含量皆有下降的趨勢。1.0京帕下殘餘岩漿隨著溫度降低,氧化矽、氧化鈦、氧化鐵及氧化鉀的含量有上升的趨勢,而氧化鋁、氧化鎂及氧化鈣的含量有下降的趨勢。在Na2O+K2O-SiO2圖中常壓及1.0京帕下基隆山安山岩的岩漿演化過程皆在次鹼性區內,演化趨勢朝全鹼量及二氧化矽皆增加的方向進行,且殘餘岩漿早期皆落於安山岩的區域,而在演化晚期進入石英安山岩的區域。在AFM圖中常壓下到了演化晚期氧化鎂含量降低、鹼金屬的含量升高、全量鐵的含量降低,而1.0京帕下到了晚期氧化鎂含量降低、鹼金屬的含量變化不明顯、全量鐵的含量則為增高。
石英在常壓下約1174℃晶出後,可穩定存於常壓下,而在1.0京帕下約1170℃晶出後,可穩定存於1.0京帕下,且在壓力繼續升高至1.5京帕1240℃時,仍然可以晶出石英,因此,基隆火山群安山岩的石英可自岩漿自行結晶產生。
基隆火山群的安山岩質岩漿可能在地底較深處約1.5京帕(40~50公里處)下晶出石英顆粒,而後隨著岩漿上升,溫度下降,在1.0京帕(30~40公里處)下石英變成不穩定相,石英的灣狀構造可能在此產生,持續上升至地表時溫度約1148℃~1166℃之間,急速冷卻而形成基隆火山群安山岩。
王國龍、鍾孫霖、陳正宏、陳中華、藍晶瑩 (1996) 草嶺山高鉀玄武岩的地化特性與地質意義。中國地質學會八十五年年會手冊及論文摘要,第123-127頁。
王國龍 (2000) 台灣北部及外海晚上新世-第四紀火山岩的地球化學特性與岩石成因,國立台灣大學地質研究所博士論文,共169頁。
李寄嵎、蔡榮浩、何孝恆、楊燦堯、鍾孫霖、陳正宏 (1997) 應用X光螢光分析儀從事岩石樣本之定量分析 (Ⅰ) 主要元素。中國地質學會八十六年年會手冊及論文摘要,第418-420頁。
李協長 (1998) 金瓜石地區岩漿與礦化作用之定年學研究及其大地構造運動之隱示。國立台灣大學地質研究所碩士論文,共61頁。
邱俊賢 (2003) 關西-竹東地區鹼性玄武岩之實驗岩石學研究。國立台灣師範大學地球科學研究所碩士論文,共86頁。
莊文星、陳汝勤 (1989) 台灣北部安山岩之定年與地球化學研究。經濟部中央地質調查所彙刊,第五號,第31-66頁。
陳中華 (1989) 台灣新生代島弧火山岩之釹、鍶及氧同位素地球化學研究,國立台灣大學地質研究所博士論文,共198頁。
陳正宏 (1990) 台灣之火成岩。經濟部中央地質調查所,共137頁。
陳裕明 (2003) 基隆山安山岩在一大氣壓下之實驗岩石學研究。國立台灣師範大學地球科學研究所碩士論文,共43頁。
郭盈宗 (2002) 基隆火山群安山岩中斑晶礦物之氧同位素研究。國立台灣師範大學地球科學研究所碩士論文,共51頁。
黃鑑水、劉恒吉 (1988) 台灣地質圖說明書,第五號,雙溪幅。經濟部中央地質調查所出版,共51頁。
顏滄波、陳汝勤、陳正宏 (1981) 台灣北部更新世火山岩化學成分之空間變化。地質,第3卷,第95-104頁。
鐘三雄 (2000) 和美地區安山岩體中擄獲岩的岩象學與礦物化學初步研究。經濟部編印,共53頁。
Chen, C. H. (1978) Petrochemistry and origin of Pleistocene volcanic rocks from northern Taiwan. Bull. Volcano, 41, p.513-528.
Chen, C. H. (1980) Some trace element abundances of amphibole-rich nodules from Tatun Volcano Group, northern Taiwan. Proc. Geol. Soc. China, 23, 130-134.
Chen, C. H. (1989) Nd-Sr-O isotope geochemistry of Cenozoic island-arc volcanic rocks in Taiwan. Ph. D. Dissertation, Inst. Geol., Nat. Taiwan Univ., 198pp.
Chen, C. H. (1997) Extensional collapse of the northern Taiwan mountain belt, Comment. Geology, 25, p.855-856.
Chen, C. H. (1999) Petrogenesis of the Chilung Volcano Group andesites in northern Taiwan: mixing with shallow sediments and amphibole-rich nodules in the andesitic melts. Jour. Geol. Soc. China, 42, 559-592.
Chen, C. H., Tan, L. P., Tien, R. L., Chung, S. H., and Liu, T. K. (1993) Fission track age dating of igneous rocks and silicified sandstones from the Chilung Volcano Group, northern Taiwan: implication of mineralization events of the Chinkuashih gold-copper deposits. Jour. Geol. Soc. China, 36, 157-174.
Chen, C. H., Mertzman, S. A., and Shen, J. J. (1999) An unusual late Cenozoic volcanic zone in northern Taiwan behind the southern Okinawa Trough. Jour. Geol. Soc. China, 42, 593-612.
Chen, J. C. and Lin, F. J. (1982) Chemical characteristics of andesites from Taiwan. Acta Oceanographica Taiwanica, 13, 1-11.
Chen, J. C. and Huh, C. A. (1982) Geochemistry of dacites from Chinkuashih area, northern Taiwan. Proc. Geol. Soc. China, 25, 67-80.
Ford, C. E. (1978) Platinum-iron alloy sample containers for melting experiments on iron-bearing rocks, minerals and related systems. Mineralogical Magazine, 42, 271-275.
Gill, J. B. (1981) Orogenic andesites and plate tectonics. Springer-Verlage, New York, 390pp.
Ho, C. S. (1975) An introduction to the geology of Taiwan, Explanatory text of the Geological Map of Taiwan. Ministry Econ. Affairs, Taipei, Taiwan R.O.C. 153pp.
Huang, G. K. (1955) Gold-copper doposits for the Chinkuashih area, Taiwan, with special reference to the mineralogy. Acta Geol. Taiwanica, 7, 1-20.
Huang, W. L. (1979) Magmas in equilibrium with periodotite mantle beneath Taiwan area. Proc. Geol. Soc. China, 22, 39-42.
Harvey, B. and Robert, J. T. (1999) Petrology igneous, sedimentary, and metamorphic. W. H. Freeman and Company, 523pp.
Huh, C. A. and Chen, J. C. (1978) Geochemistry of dacites from Keelungtao, northern Taiwan. Acta Oceanogr. Taiwanica, 8, 63-79.
Hwang, J. Y. and Meyer, H. O. A. (1983) Dacite-andesite of the Chinkuashih region, northern Taiwan. Proc. Geol. Soc. China, 25, 67-81.
Juang, W. S. (1988) Geochronology and chemical variations of Late Cenozoic volcanic rocks in Taiwan. Ph D. theses, Tnst. Oceanography, National Taiwan University, Taipei, Taiwan. 231pp.
Juan, V. C., Wang, Y., and Sun, S. S. (1959) Hydrothermal alteration of dacites at the Chinkuashih mine, Taipeihsien, Taiwan. Proc. Geol. Soc. China, 2, 73-93.
Juang, W. S. and Bellon, H. (1984) The potassium-argon dating of andesites from Taiwan. Proc. Geol. Soc. China, 27, 86-100.
Kawamoto, T., and Hirose, K. (1994) Au-Pd sample containers for melting experiments on iron and water bearing systems. Eur. J. Mineral., 6, 381-385.
Lan, C. Y., Chen, C. H., Chen, C. H., Chung, S. L., Lee, T., Wang, C. M., and Yui, T. F. (1996) The crustal evolution of continental Taiwan. J. of Geol. Soc. of China, 39, 337-353.
Liu, T. K. (1987) Some new radiometric ages of rocks from Taiwan. Handbook Annu. Meeting of Geol. Soc. of China 1987, p.62.
Liu, T. K., Chen, C. H. and Jiang, S. H. (1986) Fission track study of igneous rocks from northern Taiwan. A report to Nat. Sci. Counc., ROC.
Macdonald, G. A. and Katsura, T. (1964) Chemical compositon of Hawaiian lavas. Journal of Petrology, 5, 82-133.
Myron, G. B. and Eric, H. C. (2001) Igneous Petrology. Blackwell Science, 458pp.
Raymond, Loren A. (2002) Petrology:The Study of Igneous Sedimentary & Metamorphic Rocks, 720pp.
Streckeisen, A. (1979) Classification and nomenclature of volcanic rocks, lamprophyres, carbonatites, and melelitic rocks: Recommendations and suggestions of the IUGS Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks. Geology, 7, 331-335.
Sun, S. S. and Nesbitt, R. W. (1978) Petrogenesis of Archean ultrabasican basic volcanic:evidence from rare earth elements. Contrib. Mineral. Petrol., 65, 301-325.
Suppe, J. (1984) Kinematics of arc-continent collision, flipping of subduction, and back-arc spreading near Taiwan. Mem. Geol. Soc. China, 6, 21-34.
Teng, L. S. (1996) Extensional collapse of the northern Taiwan mountain belt. Geology, 24, 949-952.
Tan, L. P. and Yui, F. S. (1968) Heavy-mineral reconnaissance for gold and copper deposits of the Chinkuashih area, Taiwan. Acta Geol. Taiwan., 12, 41-57.
Teng, L. S., Chen, C. H., Wang, W. S., Liu, T. K., Juang, W. S., and Chen, J. C. (1992) Plate kinematic model for late Cenozoic arc magmatism in northern Taiwan. Jour. Geol. Soc. China, 35, 1-18.
Wang, Y. (1953) Geology of the Chinkuashih and Chiufen districts, Taipeihsien, Taiwan. Acta Geol. Taiwan, 5, 47-64.
Wang, W. S. and Chen, C. H. (1990) The volcanology and fission track age dating of pyroclastic deposits in Tatun Volcano group, northern Taiwan. Acta Geol. Taiwan., 28, 1-30.
Yang, T. Y. (1992) Magmatic evolution of north Luzon arc and the tectonic implication. Ph. D. Dissertation, Inst. Geol., Nat. Taiwan Univ., 458pp.
Yen, T. P. (1949) A note on the geology of the islets off Chilung: with a petrographic description of volcanic rocks. Formosan Sci., 3(1), 22-29.
Yen, T. P. (1950) The Chilung Volcano Group and its ore deposits. Taiwan Mining Indus., 2, 2-27.
Yen, T. P. (1958) Cenozoic volcanic activities in Taiwan. Taiwan Mining Industry, 10, 1-39.
Yen, T. P., Tzon, Y. H., and Wu, S. W. (1979) Geology of the Chilung Volcano Group district, northern Taiwan. Proc. Geol. Soc. China, 22, 94-104.