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研究生:陳建琦
研究生(外文):Chien-chi Chen
論文名稱:台灣島中央山脈南段鋯石核飛跡定年研究
論文名稱(外文):Fission-Track Dating of Zircon from the Southern Central Range of Taiwan
指導教授:李元希李元希引用關係
指導教授(外文):Yung-Hsi Lee
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:地震研究所暨應用地球物理研究所
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:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:72
中文關鍵詞:鋯石定年中央山脈核飛跡
外文關鍵詞:fission trackfission track datingsouthern central range of taiwancentral rangezircon
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台灣造山主要由於弧陸斜碰撞,一般認為弧陸斜交碰撞的初始點逐漸由北往南延伸(Tsai et al., 1981;Suppe, 1981;Willet, 2003),因此造山階段亦由北向南逐步發展,而南台灣近期才受到造山作用。不同的邊界條件及研究方法,所估計的碰撞向南遷移速率並不相同,但大致在60-90 km/Ma之間 (Willett et al., 2003)。依此模式推測,中央山脈南端由於最近才開始隆起造山,為檢驗此一理論,本研究利用鋯石核飛跡定年,由於鋯石封存溫度僅235℃±50℃,對中央山脈釵h地區岩層均超過此一溫度,因此足以利用此方法得到岩層冷卻及抬升時間,並且界定台灣南部造山帶之鋯石癒合界線。本研究進行中央山脈南段西翼包括三地門到知本主山以及中央山脈南段東翼金峰、金崙的鋯石核飛跡研究。
結果顯示,在三地門至知本主山之間,比較明顯變化以喬國拉次斷層為界,以西為部分癒合區,年代介於22~43Ma,但以東即進入全癒合區,年代介於3.6~5.3Ma。台東金峰及金崙亦位於全癒合區,年代介於3.5~5.4Ma。由以上癒合區定年結果,顯示中央山脈南段開始隆起抬升時間至少在3~5Ma之前,此結果與碰撞南移理論並不相符,因此對於台灣造山機制與模式仍須進一步研究,且本研究認為鋯石核飛跡全癒合區界線(ZRZ)大約從台灣島南端向北算起約85~90km較合適。
若假設地溫梯度約30℃/km,北橫地區隆起速度自5~6Ma以來平均約1.1mm/yr;中橫西半部地區(廬山層以東)自1~2Ma以來平均上升速率約3.5mm/yr;南橫地區自1~2Ma來平均上升速度約3.6mm/yr (謝雪莉, 1990;Liu, 2000)。本研究核飛跡定年結果顯示,中央山脈南段東翼與西翼鋯石核飛跡年代皆介於3~5Ma,其平均抬升速度約1.7mm/yr,顯示中央山脈南段東翼與西翼的抬升速率有對稱的狀態,且結果表示中央山脈造山有中段抬升速度快,而南北兩段抬升速度慢的現象。
目 錄
致謝………………………………………………………………………I
摘要……………………………………………………………………...II
目錄……………………………………………………………………..IV
圖目錄………………………………………………………………… .VI
表目錄………………………………………………………………...VIII
第一章 緒論……………………………………………………………1
1.1 研究動機與目的……………………………………………….1
1.2 區域地質概況………………………………………………….4
1.3 前人研究..……………………………………………………...8
第二章 核飛跡定年法基本原理……………………………………..10
2.1 核飛跡之形成及消失………………………………………...10
2.2 核飛跡年代與中子通量之計算……………………………. .14
2.2.1 核飛跡年代………………………………………………14
2.2.2 中子通量之測定…………………………………………15
2.2.3 標準玻璃的ζ(zeta)校正值……………………………...16
2.2.4 年代誤差之計算………………………………………....17
2.2.5 核飛跡年代測定法的選擇………………………………18
2.3 核飛跡年代之地質意義……………………………………...19
第三章 研究方法……………………………………………………..23
3.1 野外採樣……………………………………………………...23
3.2 樣本處理流程………………………………………………...23
3.2.1礦物之分離與挑選……………………………………….29
3.2.2膠埋(Mounting)及研磨、打光…………………………...29
3.2.3溶蝕(etching)與熱中子照射……………………………...30
3.2.4核飛跡計數………………………………………………..31
第四章 鋯石核飛跡年代測定結果…………………………………..34
4.1鋯石核飛跡年代………………………………………………34
4.2鋯石核飛跡年代測定結果……………………………………34
4.2.1 屏東三地門至知本主山地區……………………………34
4.2.2 台東金鋒、金崙地區……………………………………39
第五章 討論…………………………………………………………..41
5.1 中央山脈南段鋯石核飛跡年代……………………………...41
5.1.1屏東三地門至知本主山地區…………………………….41
5.1.2台東金鋒、金崙地區…………………………………….42
5.2 中央山脈南段鋯石核飛跡癒合區域………………………...42
5.3 中央山脈南段造山…………………………………………...50
5.4 中央山脈南段抬升速度……………………………………...50
第六張 結論…………………………………………………………..54
參考文獻………………………………………………………………..56
附錄 鋯石核飛跡分析結果…………………………………………..60

圖 錄
圖1-1、台灣鋯石、磷灰石核飛跡年代分佈圖………………………..2
圖1-2、台灣島北、中、南六條東西向橫貫公路鋯石核飛跡年代與鋯石核飛跡完全癒合與部分癒合之分布圖……………………..3
圖1-3、台灣板塊構造平面圖……………………………………………4
圖1-4、三地門至知本主山區域構造地質圖…………………………....6
圖1-5、太麻里至金崙區域構造圖……………………………………...7
圖2-1、核飛跡形成示意圖…………………………………………….11
圖2-2、有效封存溫度與冷卻速率之關係圖…………………………..13
圖2-3、自發核飛跡三種累積曲線……………………………………..22
圖3-1、三地門至知本主山產道採樣位置分佈圖…………………….24
圖3-2、金峰東64號公路、金崙東66號公路採樣位置分佈圖……..25
圖3-3、核飛跡定年礦物-鋯石之分離步驟……………………………27
圖3-4、鋯石核飛跡年代分析步驟…………………………………….28
圖3-5、鋯石溶蝕裝置圖………………………………………………30
圖3-6、接受熱中子照射的樣本與標準玻璃包裝圖………………….31
圖3-7、鋯石顆粒內部自發核飛跡…………………………………….32
圖3-8、白雲母檢測材紀錄圖………………………………………….32
圖3-9、鋯石樣本製作之卡通示意圖………………………………….33
圖4-1、三地門至知本主山產道標本位置與年代分布圖……………36
圖4-2、喬國拉次斷層以東鋯石單顆粒核飛跡年代統計分布圖…….37
圖4-3、喬國拉次斷層以西鋯石單顆粒核飛跡年代統計分布圖……38
圖4-4、金峰64號公路、金崙66號公路標本位置與年代分布圖…40
圖4-5、金鋒、金崙標本鋯石單顆粒核飛跡年代統計分布圖……....40
圖5-1、霧臺-知本主山產道變質泥岩<2μm顆粒鉀氬年代與伊萊石結晶度分布圖………………………………………………..…... 43
圖5-2、南迴公路標本位置圖…………………………………………45
圖5-3、台灣鋯石核飛跡完全癒合與部分癒合之分布圖…..…..…..…47
圖5-4、本研究認為鋯石核飛跡全癒合區界線修正圖……………….48
圖5-5、台灣變質相圖…………….……………….……………………49

表 錄
表一、不同礦物之溶蝕條件表…………………………………………13
表二、不同受熱歷史下岩石之核飛跡年代在地質上的意義…………21
表三、標本岩樣資料表…………………………………………………26
表四、三地門至知本主山標本核飛跡分析結果………………………35
表五、金鋒、金崙地區標本之核飛跡分析結果………………………39
表六、霧臺-知本主山產道變質泥岩<2μm顆粒鉀氬年代與伊萊石結晶度分析結果………………………….……………………….44
表七、南迴公路標本之核飛跡分析結果………………………………46
參考文獻
中文部份
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英文部份
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