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研究生:邱俊賢
論文名稱:關西-竹東地區鹼性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:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:86
中文關鍵詞:玄武岩實驗岩石學關西
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關西-竹東地區位於臺灣北部,地質上處於西部麓山帶,屬於臺灣西部火成岩區。該區玄武岩以凸透鏡體夾於新第三紀沈積岩層,大多為帶狀,出露於中新世晚期的地層中,產狀以火山碎屑岩為主,熔岩流比較少,此外岩床、岩脈亦在此區出現。本實驗樣本採樣地點為關西鎮六畜窩錦山溪旁之露頭,樣本岩石經計算其應存礦物成分,依據玄武岩四面體分類屬於鹼性玄武岩類。
本實驗利用高溫爐及高溫高壓儀進行一大氣壓與1.0京帕壓力下實驗岩石學研究,一大氣壓實驗步驟先將岩石磨成粉末,置於白金囊包中,設定溫度後,將樣本放入高溫爐內,經過數小時不等之反應時間,然後加以驟冷。1.0京帕實驗步驟則為將岩石粉末置於金鈀管囊中,再放入電爐組合,加壓至1.0京帕後,通電加熱,經數小時不等之反應,完成實驗。將實驗後之樣本灌膠,磨成光片,用反射式顯微鏡做初步鑑定,再用電子微探針分析結晶礦物與玻璃成分。
實驗結果為此玄武岩在一大氣壓下之全融溫度約在1316℃,固相溫度低於1050℃,結晶順序為鈦鐵氧化物(1316℃)、橄欖石(1258℃)、斜輝石(1166℃)與斜長石(1092℃)。1.0京帕下之結晶順序為石榴子石(1350℃)、鈦鐵氧化物(1330℃)、橄欖石(1280℃)、斜輝石(1220℃)與斜長石(1110℃)。一大氣壓下玻璃成分中SiO2與CaO含量隨溫度降低而增加,MgO、FeO、Na2O與K2O含量隨溫度降低而減少。1.0京帕下玻璃成分中SiO2與K2O隨溫度降低而增加,MgO與CaO含量隨溫度降低而降低。由一大氣壓與1.0京帕之各溫度下玻璃成分的玄武岩四面體應存礦物成分圖,與前人所做的全岩分析成分比較,此區橄欖石矽質玄武岩與石英矽質玄武岩可在較低壓的環境(約1.0京帕至一大氣壓之間)經結晶分異而形成。
摘要 Ⅰ
目錄 Ⅱ
圖目 Ⅳ
表目 Ⅴ
第一章 序論
1-1 地質概況 1
1-2 研究目的 6
1-3 採樣地點 6
1-4 前人研究 9
第二章 研究方法
2-1 岩相學研究 10
2-2 實驗樣本的製備 10
2-3 燒失量的測定 10
2-4 X光螢光分析 11
2-5 實驗岩石學研究 11
2-5-1 一大氣壓下之實驗 12
2-5-2 高溫高壓實驗 15
2-6 電子微探針分析 19
第三章 結果與討論
3-1 岩相學及全岩化學分析 22
3-1-1 岩相學分析 22
3-1-2 全岩化學分析 22
3-2 實驗岩石學之研究 22
3-2-1 結晶順序與熔融區間 22
3-2-1-1 一大氣壓下之實驗 28
3-2-1-2 1.0京帕下之實驗 28
3-2-1-3 溫度壓力圖 30
3-2-2 礦物化學 33
3-2-2-1 橄欖石 33
3-2-2-2 斜輝石 33
3-2-2-3 斜長石 40
3-2-2-4 氧化物 40
3-2-2-5 石榴子石 50
3-2-3 關西-竹東地區玄武岩之岩漿演化 53
3-2-3-1 液相成分隨溫度變化趨勢圖 53
3-2-3-2 液相成分隨二氧化矽變化圖 62
3-2-3-3 液相成分之全鹼量隨二氧化矽變化圖(哈克式圖) 62
3-2-3-4 鹼金屬-全量鐵-氧化鎂圖(AFM圖) 67
3-2-3-5 斜長石-橄欖石-石英成分圖 67
3-2-3-6 透輝石-橄欖石-霞石成分圖 67
3-2-3-7 應存礦物 73
第四章 結論 76
圖1-1 臺灣西部麓山帶北部之火成岩分佈圖 2
圖1-2 關西-竹東地區地質圖 2
圖1-3 採樣地點位置圖 7
圖1-4 五個採集標本的MgO對SiO2含量圖 8
圖2-1 A.白金囊包的製作流程;B.白金囊包的懸掛方式 13
圖2-2 一大氣壓實驗及驟冷裝置示意圖 14
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 編號為LT-2之玄武岩外觀 23
圖3-2 偏光顯微鏡下之實驗標本玄武岩 24
圖3-3 原岩之全鹼量對二氧化矽成分圖 27
圖3-4 一大氣壓下結晶順序圖 31
圖3-5 1.0京帕下之結晶順序圖 31
圖3-6 本研究玄武岩樣本之溫度壓力圖 32
圖3-7 一大氣壓下實驗所生成橄欖石與岩石中橄欖石之Fo值比較圖 37
圖3-8 1.0京帕下實驗所生成橄欖石與岩石中橄欖石之Fo值比較圖 37
圖3-9 一大氣壓下實驗所生成斜輝石與斜輝石偉晶之比較圖 41
圖3-10 1.0京帕下實驗所生成斜輝石與斜輝石偉晶之比較圖 41
圖3-11 一大氣壓與1.0京帕下之長石成分圖 44
圖3-12 一大氣壓下氧化物化學成分之變化趨勢圖 51
圖3-13 一大氣壓下液相成分隨溫度之變化趨勢圖 60
圖3-14 1.0京帕下之液相成分隨溫度變化趨勢圖 61
圖3-15 一大氣壓下之液相成分隨二氧化矽變化圖 63
圖3-16 1.0京帕下之液相成分隨二氧化矽變化圖 64
圖3-17 一大氣壓下殘餘岩漿成分之全鹼量隨二氧化矽變化圖 65
圖3-18 1.0京帕下殘餘岩漿成分之全鹼量隨二氧化矽變化圖 66
圖3-19 一大氣壓下殘餘岩漿之AFM圖 68
圖3-20 1.0京帕下殘餘岩漿成分之AFM圖 69
圖3-21 一大氣壓下玻璃由透輝石投影至斜長石-橄欖石-石英成分圖 70
圖3-22 1.0京帕下玻璃由透輝石投影至斜長石-橄欖石-石英成分圖 71
圖3-23 各壓力下玻璃由斜長石投影至透輝石-橄欖石-霞石成分圖 72
圖3-24 一大氣壓下玻璃應存礦物成分圖 74
圖3-25 1.0京帕下玻璃應存礦物成分圖 74
表1-1 五個採集標本之主要元素含量表 7
表2-1 校正1500℃高溫爐透輝石反映記錄表 16
表2-2 電子微探針分析所使用之標準樣本成分 21
表3-1 本研究使用標本之全岩成分,並與同地區前人研究之比較 25
表3-2 一大氣壓下高溫之實驗結果 29
表3-3 1.0京帕高溫之實驗結果 29
表3-4 一大氣壓下之橄欖石化學成分 34
表3-5 1.0京帕下之橄欖石化學成分 36
表3-6 一大氣壓下之斜輝石化學成分 38
表3-7 1.0京帕下之斜輝石化學成分 39
表3-8 一大氣壓下之斜長石化學成分表 42
表3-9 1.0京帕下之斜長石化學成分表 43
表3-10 一大氣壓下之氧化物化學成分 45
表3-11 1.0京帕下之氧化物化學成分 47
表3-12 一大氣壓下之鈦鐵氧化物化學成分 48
表3-13 1.0京帕下之鈦鐵氧化物化學成分 49
表3-14 1.0京帕下之石榴子石化學成分 52
表3-15 一大氣壓下之玻璃化學成分 54
表3-16 1.0京帕下之玻璃化學成分 58
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