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研究生: 廖巧文
Liao, Chiao-wen
論文名稱: 中國祁連褶皺造山帶-走廊過渡帶花岡岩之實驗岩石學研究
Melting experiments of a granite from transition belt, Qilian fold belt, China.
指導教授: 劉德慶
Liu, Teh-Ching
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: 2000
畢業學年度: 88
語文別: 中文
論文頁數: 85
中文關鍵詞: 祁連褶皺造山帶走廊過渡帶花岡岩實驗岩石學研究
英文關鍵詞: Qilian fold belt, transition belt, granite, melting experiments
論文種類: 學術論文
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  • 本實驗之花岡岩岩石樣本採自中國祁連褶皺造山帶、走廊過渡帶之黃羊水庫地區,距離古浪縣西北方約20公里。岩石樣本中包含主要礦物:鉀長石、斜長石、石英和黑雲母。附屬礦物有磷灰石、榍石、石榴子石、鋯石、磁鐵礦和鈦鐵礦,屬於過鋁質(peraluminous)之花岡岩。
    將岩石樣本磨製成岩石粉末,於高溫爐及活塞鋼圈高壓儀中,進行一系列一大氣壓無水高溫實驗和0.5京帕(GPa)含水之高溫高壓實驗。實驗後樣本經過淬冷製成光片,使用電子微探儀分析各相之化學成分。
    一大氣壓無水高溫實驗之結果顯示其全熔溫度為1296℃,初熔溫度略低於1010℃。結晶順序為1296℃晶出鋯石,1278℃晶出石英,1269℃晶出鐵氧化物,1257℃晶出鐵鈦氧化物,1186℃晶出斜長石,估計在1092℃晶出榍石、磷灰石,最後約在1057℃晶出鉀長石。
    0.5京帕含水5wt.%的高溫高壓實驗結果為:其全熔溫度約為1220℃,初熔溫度略低於800℃。結晶順序為1220℃晶出鋯石,1180℃晶出石英、鐵氧化物和輝石,1135℃晶出鐵鈦氧化物和斜長石,1115℃晶出磷灰石和鐵硫化物,1035℃晶出榍石,975℃晶出鉀長石,863℃晶出黑雲母,最後在825℃晶出石榴子石。
    0.5京帕含水10wt.%的高溫高壓實驗結果為:全熔溫度約為1195℃,初熔溫度低於780℃。結晶順序為1195℃晶出鋯石、石英,1063℃晶出鐵氧化物、鐵鈦氧化物、輝石和斜長石,1038℃晶出磷灰石、榍石和鉀長石,863℃晶出石榴子石,最後在825℃晶出鐵硫化物和黑雲母。
    0.5京帕含水高溫高壓實驗,由於進行相變反應:輝石 + 鉀長石 + 水 = 黑雲母 + 石英,故在高溫晶出之輝石在含水5wt.%和10wt.%實驗中,分別於1035℃和1038℃以下時消失。
    比較岩石樣本和實驗結果之結晶順序,以及岩石樣本和實驗結果之各礦物相成分,推測在壓力為0.5京帕、溫度略低於780℃、含水量約為10wt.%的環境下,可生成黃羊水庫之花岡岩。

    目錄 頁碼 摘要 Ⅰ 目錄 Ⅲ 圖目錄 Ⅳ 表目錄 Ⅵ 圖版目錄 Ⅷ 第一章:緒論 1-1 地質概況 1 1-2 採樣地點 1 1-3 前人研究 1 1-4 研究目的 5 第二章:研究方法 2-1 原岩之研究方法 6 2-2 實驗岩石學之研究方法 8 2-3 相的鑑定及化學成分分析 13 第三章:實驗結果與討論 3-1 岩象學及全岩化學分析 15 3-2 一大氣壓無水高溫實驗 17 3-3 0.5京帕(0.5GPa)含水高溫高壓實驗 34 3-4 黃羊水庫花岡岩生成之溫度壓力環境 70 3-5 黃羊水庫花岡岩在Qz-Ab-Or系統中之初晶域 70 第四章:結論 73 誌謝 75 參考文獻 77 圖目錄 頁碼 圖1-1:祁連造山帶大地構造位置圖 2 圖1-2:祁連褶驟帶中-東段構造分帶與地質簡圖 3 圖2-1:黃羊水庫之花岡岩岩石樣本 6 圖2-2:白金囊包製作過程 9 圖2-3:一大氣壓高溫實驗示意圖 9 圖2-4:高溫高壓實驗之電爐組合 11 圖2-5:高溫高壓實驗之實驗裝置 12 圖3-1:黃羊水庫之岩石樣本依IUGS分類屬花岡岩 16 圖3-2:一大氣壓無水高溫實驗之結晶順序 18 圖3-3:一大氣壓無水高溫實驗,晶出斜長石成分隨溫度變化圖 20 圖3-4:一大氣壓無水高溫實驗,晶出鉀長石成分隨溫度變化圖 20 圖3-5:一大氣壓無水高溫實驗,晶出鐵氧化物成分隨溫度變化圖 26 圖3-6:一大氣壓無水高溫實驗,玻璃成分與溫度之關係圖 29 圖3-7:一大氣壓無水高溫實驗,玻璃成分之哈克氏圖 31 圖3-8:一大氣壓下無水高溫實驗之AFM圖 32 圖3-9:一大氣壓下無水高溫實驗之QAP圖 33 圖3-10:0.5京帕含水5wt.%高溫高壓實驗之結晶順序 36 圖3-11:0.5京帕含水10wt.%高溫高壓實驗之結晶順序 36 圖3-12:0.5京帕含水5wt.%之高溫高壓實驗,晶出斜長石成分隨溫度變化圖 38 圖3-13:0.5京帕含水10wt.%之高溫高壓實驗,晶出斜長石成分隨溫度變化圖 38 圖3-14:0.5京帕含水5wt.%之高溫高壓實驗,晶出鉀長石成分隨溫度變化圖 43 圖3-15:0.5京帕含水10wt.%之高溫高壓實驗,晶出鉀長石成分隨溫度變化圖 43 圖3-16:0.5京帕含水5wt.%之高溫高壓實驗,晶出鐵氧化物成分隨溫度變化圖 46 圖3-17:0.5京帕含水10wt.%之高溫高壓實驗,晶出鐵氧化物成分隨溫度變化圖 46 圖3-18:0.5京帕含水10wt.%之高溫高壓實驗,晶出鐵鈦氧化物成分隨溫度變化圖 50 圖3-19:0.5京帕高溫高壓實驗,實驗點晶出之輝石分類三角圖 54 圖3-20:0.5京帕含水5wt.%高溫高壓實驗,玻璃成分與溫度之關係圖 62 圖3-21:0.5京帕含水10wt.%高溫高壓實驗,玻璃成分與溫度之關係圖 63 圖3-22:0.5京帕含水5wt.%高溫高壓實驗之AFM圖 64 圖3-23:0.5京帕含水10wt.%高溫高壓實驗之AFM圖 65 圖3-24:0.5京帕含水5wt.%高溫高壓實驗之QAP圖 67 圖3-25:0.5京帕含水10wt.%高溫高壓實驗之QAP圖 68 圖3-26:0.5京帕高溫高壓實驗,不同含水量對溫度變化之相圖 69 圖3-27:黃羊水庫花岡岩在Qz-Ab-Or系統中之初晶域 71 表目錄 頁碼 表2-1:電子微探針分析所使用之標準樣本成分 14 表3-1:黃羊水庫花岡岩全岩化學成分 16 表3-2:一大氣壓無水高溫實驗之實驗結果 17 表3-3:一大氣壓無水高溫實驗,各實驗點晶出之斜長石成分 19 表3-4:一大氣壓無水高溫實驗,各實驗點晶出之鉀長石成分 22 表3-5:一大氣壓無水高溫實驗,各實驗點晶出之鐵氧化物成分 23 表3-6:一大氣壓無水高溫實驗,各實驗點晶出之鐵鈦氧化物成分 25 表3-7:一大氣壓無水高溫實驗,各實驗點晶出之玻璃成分 27 表3-8:0.5京帕含水高溫高壓實驗之實驗結果 35 表3-9:0.5京帕含水5wt.%之高溫高壓實驗,各實驗點晶出之斜長石成分 37 表3-10:0.5京帕含水10wt.%之高溫高壓實驗,各實驗點晶出之斜長石成分 40 表3-11:0.5京帕含水5wt.%之高溫高壓實驗,各實驗點晶出之鉀長石成分 41 表3-12:0.5京帕含水10wt.%之高溫高壓實驗,各實驗點晶出之鉀長石成分 42 表3-13:0.5京帕含水5wt.%之高溫高壓實驗,各實驗點晶出之鐵氧化物成分 44 表3-14:0.5京帕含水10wt.%之高溫高壓實驗,各實驗點晶出之鐵氧化物成分 47 表3-15:0.5京帕含水5wt.%之高溫高壓實驗,各實驗點晶出之鐵鈦氧化物成分 48 表3-16:0.5京帕含水10wt.%之高溫高壓實驗,各實驗點晶出之鐵鈦氧化物成分 49 表3-17:0.5京帕含水5wt.%之高溫高壓實驗,各實驗點晶出之輝石成分 52 表3-18:0.5京帕含水10wt.%之高溫高壓實驗,各實驗點晶出之輝石成分 53 表3-19:0.5京帕含水5wt.%之高溫高壓實驗,各實驗點晶出之黑雲母成分 55 表3-20:0.5京帕含水10wt.%之高溫高壓實驗,各實驗點晶出之黑雲母成分 56 表3-21:0.5京帕含水5wt.%之高溫高壓實驗,各實驗點晶出之石榴子石成分 57 表3-22:0.5京帕含水10wt.%之高溫高壓實驗,各實驗點晶出之石榴子石成分 58 表3-23:0.5京帕含水5wt.%之高溫高壓實驗,各實驗點晶出之玻璃成分 60 表3-24:0.5京帕含水10wt.%之高溫高壓實驗,各實驗點晶出之玻璃成分 61 圖版目錄 頁碼 圖版一:岩石樣本光薄片之回散射電子影像。磷灰石、鋯石被包裹於石英中 81 圖版二:岩石樣本光薄片之回散射電子影像。鐵氧化物被包裹於石英中,石英顆粒、斜長石被包於黑雲母中 81 圖版三:岩石樣本光薄片之回散射電子影像。鐵氧化物、斜長石被包裹於鉀長石中 82 圖版四:岩石樣本光薄片之回散射電子影像。磷灰石被包裹於鉀長石中 82 圖版五:岩石樣本之薄片(平行偏光)。石英被包裹於黑雲母中,鐵氧化物被包於黑雲母和鉀長石中 83 圖版六:岩石樣本之薄片(正交偏光)。石英、斜長石、鉀長石和黑雲母互相相嵌 83 圖版七:一大氣壓下高溫實驗,Run no. A17之回散射電子影像 84 圖版八:0.5京帕含水5 wt.%高溫高壓實驗,Run no. H10之回散射電子影像 84 圖版九:0.5京帕含水5 wt.%高溫高壓實驗,Run no. H10之回散射電子影像 85 圖版十:0.5京帕含水5 wt.%高溫高壓實驗,Run no. H15之回散射電子影像 85

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