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研究生:林治蔚
研究生(外文):Lin Chih-Wei
論文名稱:海洋鑽探計劃187航次玄武岩之實驗岩石學研究
指導教授:劉德慶劉德慶引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣師範大學
系所名稱:地球科學研究所
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:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:69
中文關鍵詞:海洋鑽探計劃中洋脊玄武岩實驗岩石學
外文關鍵詞:AAD
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摘 要
本研究所使用的岩石樣本,為海洋鑽探計劃第187航次於東南印度洋脊附近所鑽獲的海洋地殼玄武岩,其主要組成礦物為斜長石及橄欖石,結晶顆粒小,無斑狀組織,屬無斑隱晶質玄武岩。
本研究的目的在模擬自然界岩漿所在的環境,來了解此玄武岩質岩漿在不同壓力下的結晶溫度及結晶次序,更進一步探討其岩漿演化的機制及過程,推論此岩石的生成環境。
根據實驗結果,其一大氣壓下的全熔溫度約為1269℃,固相線溫度稍低於1169℃。結晶次序為:氧化物、斜長石、斜輝石及橄欖石、直輝石(橄欖石消失)。斜長石的An值,隨溫度的下降有降低的趨勢;各溫度晶出之斜輝石成分則變化不大;氧化物則隨溫度下降鐵、鈦的含量上升,鉻、鎂則下降。1.0京帕下的全熔溫度約為1280℃,固相線溫度低於1160℃。結晶次序為:斜長石及斜輝石、直輝石、鈦鐵氧化物。
在玄武岩四面體的分類中,原岩屬橄欖石矽質玄武岩,殘餘岩漿有向石英矽質玄武岩演化的趨勢。一大氣壓下,隨著溫度下降玻璃成分之矽含量上升;鋁、鈣及鎂則下降;Na2O/TiO2與MgO值,皆隨溫度下降而降低,以此而言,太平洋型中洋脊玄武岩,並不會經過結晶分化而演變成印度洋型。在AFM圖中,岩漿初始成分在矽質玄武岩範圍內,演化初期朝全量鐵富集,之後向鹼金屬富集。
根據實驗結果,殘餘岩漿成分有朝向石英富集的趨勢,一大氣壓及1.0京帕下礦物晶出的順序和前人研究相符。和原岩中的礦物相比較後,顯示此玄武岩應該是在1.0京帕及一大氣壓之間,較接近一大氣壓的低壓環境下生成,生成深度小於30公里。
本研究之中洋脊玄武岩形成過程為,在上升的過程中經過些微結晶分化,隨著岩漿的上升、溫度的下降,在橄欖石晶出之後,因接近海床面而急速冷卻,所以形成主要礦物為斜長石及橄欖石的玄武岩。

目錄
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摘要 Ⅰ
目錄 Ⅱ
圖目 Ⅳ
表目 Ⅵ
第一章 緒論
一、海洋鑽探計劃 1
二、地質概況 1
三、研究目的 11
第二章 研究方法
一、岩相學研究 12
二、實驗岩石學研究 12
(一)實驗樣本的製備 12
(二)燒失量的測定 12
(三)一大氣壓下之實驗 13
(四)高溫高壓實驗 16
三、電子微探針分析 19
第三章 結果與討論
一、站位1163玄武岩之觀察與分析 21
二、實驗岩石學之研究 21
(一)結晶順序與熔融區間 21
1. 一大氣壓下之實驗 21
2. 1.0京帕下之實驗 26
3. 溫度壓力圖 26
(二)礦物化學 31
1. 斜長石 31
2. 橄欖石 31
3. 斜輝石 37
4. 直輝石 37
5. 氧化物 37
(三)中洋脊玄武岩(MORB)之岩漿演化 37
1. 應存礦物 37
2. 液相成分隨溫度變化趨勢圖 47
3. 液相成分隨二氧化矽變化圖(哈克氏圖) 55
4. Na2O/TiO2與MgO關係圖 55
5. 鹼金屬—全量鐵—氧化鎂圖(AFM圖) 55
6. 橄欖石—斜輝石—石英成分圖 59
第四章 結論 64
誌謝 66
參考文獻 67
圖目
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圖1-1 海洋鑽探計劃第187航次(LEG187)研究區域位置圖 2
圖1-2 同位素邊界兩側附近之:A.鉛同位素比值(206Pb/204Pb)與經度的關係圖;B.鉛同位素比值(206Pb/204Pb)與微量元素比值(Zr/Ba)的關係圖 4
圖1-3 印度洋型及太平洋型中洋脊玄武岩:A.微量元素比值(Zr/Ba)與Ba(ppm)的關係圖;B.主要元素(Na2O/TiO2)與MgO(Wt.%)的關係圖 5
圖1-4 第187航次各鑽探站位部份岩石的化學分析結果:A.微量元素比值(Zr/Ba)與Ba(ppm)的關係圖;B.主要元素(Na2O/TiO2)與MgO(Wt.%)的關係圖 7
圖1-5 鑽探站位1163位置圖 8
圖1-6 實驗樣本鑽探深度示意圖 9
圖1-7 站位1163探孔A部份岩石樣本的成分分析結果:A.微量元素(Zr/Ba)與Ba(ppm)的關係圖;B.主要元素(Na2O/TiO2)與MgO(Wt.%)的關係圖 10
圖2-1 A.白金囊包的製作流程;B.白金囊包的懸掛方式 14
圖2-2 一大氣壓實驗及驟冷裝置示意圖 15
圖2-3 高溫高壓實驗之電爐組合 17
圖2-4 高溫高壓實驗之實驗裝置 18
圖3-1 實驗樣本之中洋脊玄武岩照片 22
圖3-2 偏光顯微鏡下之實驗樣本玄武岩 23
圖3-3 一大氣壓實驗光片之次生電子影像 27
圖3-4 1.0京帕下實驗光片之次生電子影像 29
圖3-5 本研究玄武岩樣本之溫度壓力圖 30
圖3-6 一大氣壓下之A.斜長石成分分布圖;B.斜長石成分隨溫度變化圖 34
圖3-7 1.0京帕下之A.斜長石成分分布圖;B.斜長石成分隨溫度變化圖 35
圖3-8 斜輝石成分分布圖 40
圖3-9 直輝石成分分布圖 43
圖3-10 一大氣壓氧化物化學成分的變化趨勢圖 46
圖3-11 玻璃成分應存礦物分布圖 51
圖3-12 一大氣壓下之液相成分隨溫度的變化趨勢圖 54
圖3-13 一大氣壓下之液相成分隨二氧化矽變化圖 56
圖3-14 實驗之殘餘岩漿成分與探孔1163A玻璃、全岩成分之比較圖 57
圖3-15 一大氣壓殘餘岩漿與探孔1163A標本之AFM圖 58
圖3-16 一大氣壓下由斜長石投影至橄欖石—斜輝石—石英成分圖 60
圖3-17 1.0京帕下由斜長石投影至橄欖石—斜輝石—石英成分圖 61
圖3-18 由斜輝石投影至橄欖石—斜長石—石英成分圖 63
表目
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表2-1 電子微探針分析所使用之標準樣本成分 20
表3-1 本研究玄武岩樣本所含礦物之化學成分表 24
表3-2 一大氣壓下高溫實驗之結果 25
表3-3 1.0京帕高溫實驗之結果 28
表3-4 一大氣壓下之斜長石化學成分表 32
表3-5 1.0京帕下之斜長石化學成分表 33
表3-6 一大氣壓下之橄欖石化學成分表 36
表3-7 一大氣壓下之斜輝石化學成分表 38
表3-8 1.0京帕下之斜輝石化學成分表 39
表3-9 一大氣壓下之直輝石化學成分表 41
表3-10 1.0京帕下之直輝石化學成分表 42
表3-11 一大氣壓下之氧化物化學成分表 44
表3-12 1.0京帕下之鈦鐵氧化物化學成分表 45
表3-13 一大氣壓高溫實驗之玻璃成分表 48
表3-14 1.0京帕之玻璃成分表 50
表3-15 探孔1163A不同深度之岩石樣本與本實驗純液相結果之化學成分 52

參考文獻
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