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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蔡榮浩
研究生(外文):Rong-Hao Tsai
論文名稱:南海MD972142岩心火山灰層研究及其意義
論文名稱(外文):Size and geochemical analysis of tephra layers in Core MD972142, South China Sea and their implications
指導教授:楊燦堯楊燦堯引用關係陳中華陳中華引用關係宋聖榮宋聖榮引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:地質學研究所
學門:自然科學學門
學類:地球科學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2000
畢業學年度:88
語文別:中文
論文頁數:59
中文關鍵詞:岩心火山灰南海
外文關鍵詞:MD972142coretephrageochemical
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IMAGES III在南中國海菲律賓巴拉望島(Palawan)西北方採取岩心MD972142 (全長約36公尺)中,發現18層明顯的火山灰層,其中第一層有明顯因為岩心抽取的拖曳現象,所以不予分析。故本研究共分析自岩心深度470cm到2408cm間共17層的火山灰層,依氧同位素地層對比,估計年代約40-490ka,厚度從2公分至15公分不等。火山灰層中主要為火山玻璃、浮石、礦物晶體和岩石碎片組成。
粒徑分析的結果配合岩心的觀察,發現火山灰物質多大於30-40µm,而多集中在60-125μm的粒徑大小。火山灰層不同的粒徑分布結果,代表著不同的堆積方式:當火山灰沈積層粒徑集中在小於64mm,岩心中火山灰並不成層,而是有流動擾亂現象;粒度大於125mm以上的顆粒,則是直接沈降至海底,可形成具有粒級層 (graded bedding) 構造的火山灰沈積層。
本研究中共分析17層火山灰層分析結果顯示,整體SiO2的分布範圍很廣 (57%∼80%),火山玻璃岩性為中酸性到酸性。由鉀含量分布來看,則為中鉀到高鉀的鈣鹼系列火山岩,其中第三層火山灰 (∼80ka)有最高的SiO2含量,但在K2O含量上非常的集中,且相對整體的趨勢K2O含量偏低;另外在第十一層 (∼300ka)、第十七層 (∼480ka)兩層中,部份火山玻璃鉀含量更可高達5-6%,和其餘各層所表現出的整體分布趨勢有所不同,暗示其可能有不同的火山噴發源區。
本研究已分析之火山玻璃 (L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9, L12, L13, L14, L15),均具有Ti、Nb、Ta元素虧損的島弧特徵,推斷本研究之火山灰層可能來自鄰近呂宋島弧火山區。進一步與附近可能的火山灰源區之岩漿地化特徵相比較,呂宋島南部Macolod Corridor可能為除第三層外,其餘十層已分析火山灰最有可能的來源區。
第十一層的高鉀 (K2O≈3.3-5.8 wt.%)標本,以現有鄰近陸上熔岩地球化學資料似乎無對應之火山源區。第十七層的年代和印尼Toba火山噴發歷史中,第二次主要噴發 (MTT)的年代 (501±5ka)相近,在高鉀的部份也和MTT的成份相符,惟仍須進一步的收集資料,以確定其來源。另外第三層火山玻璃的分析結果和1991、1992年噴發的Mt. Pinatubo流紋岩成份範圍相重疊,暗示本層火山灰可能源自Mt. Pinatubo或其鄰近的火山區。
The core, MD972142 raised from offshore northwestern Palawan in the South China Sea during the IMAGES III-IPHIS-Leg II Cruise, contained 18 distinct tephra layers. The thickness of the tephra layer ranges from 2 cm to 50 cm. The major components of these tephra layers are volcanic glass, pumice, mineral crystals and lithic fragments. The topest tephra layer, which is near core top and obviously dragged, is not analyzed in this study. The other 17 tephra layers from core depth of 170-2408 cm were sampled for size and geochemical analysis. According to the oxygen isotope stratigraphy, the estimated ages of these 17 tephra layers are from 40-490 ka.
Combined with the detailed core description and the result of size analysis, we can conclude that the particle sizes of most volcanic pyroclasts are bigger than ~30-40 μm and limit in the size range of 60-125 μm. The size distribution pattern of the tephra layers would indicate the settling condition of tephra and may follow the experiment results of Carey (1997).
The geochemical data of pumice in tephra layers clearly show medium K2O and high K2O calc-alkali series in the variation diagram of SiO2 vs. K2O plot. The data reveal a wide range of SiO2 (SiO2= 57~80 wt.%). Comparing with the other data, the data of pumice in tephra layer 3 (~80 ka) show the highest SiO2 and lower K2O content. Some data of pumice in layer11 (~300 ka) and layer17 (~485 ka) show a high-K trend clearly different from data of other tephra layers. It implies that the layer 3, 11, and 17 may not erupt from the same volcanic province with other tephra layers.
Meanwhile, the volcanic glass from tephra layers (L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9, L12, L13, L14, L15) exhibit typical geochemical arc signature of Ta-Nb-Ti depletions. Comparing with the available geochemical data of on-land lavas around this area, the Macolod Corridor of Southern Luzon arc may be considered as the most possible sources for most tephra layers except layer3.
The pumice in tephra layer 11 (L11) exhibits unusual high K2O contents (K2O=3.5~5.8%) indicating it may have different sources from the others. The age (~485 ka) and geochemical data of pumice in tephra layer 17 are similar with the Middle Toba Tuff (MTT), although we need more evidences to confirm its source. The major element data of pumice in tephra layer 3 fall into the composition range of Mt. Pinatubo eruption, 1991. In addition, the trace element data of L3 are similar with the data of rhyolite sample of Mt. Pinatubo. Hence, it implies that Mt. Pinatubo may be the eruptive source for L3.
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2前人研究 1
1.2.1海洋岩心火山灰研究 1
1.2.2呂宋島弧火山區的研究 6
1.3研究目的 7
第二章 標本採樣與分析方法 9
2.1岩心含火山灰沈積層採樣及前處理 9
2.2火山灰層粒徑分析 10
2.3火山玻璃主要元素分析 11
2.4火山玻璃微量元素分析 12
第三章 火山灰層岩象及粒徑分析 14
3.1岩象觀察 14
3-2粒徑分析結果 14
第四章 岩心火山灰層地球化學分析 20
4.1火山玻璃主要元素分析 20
4.2火山玻璃微量元素分析 21
第五章 討論 37
5.1粒徑分析結果討論 37
5.1.1不同粒徑所代表的意義 37
5.1.2不同的粒徑分布方式 38
5.2火山灰可能來源的討論 40
5.2.1主要元素結果討論 40
5.5.5微量元素結果討論 43
第六章 結論 51
參考文獻 54
圖板 58
附錄一 黏土礦物分析結果
附錄二 火山灰層礦物主要元素分析結果
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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