台灣北部觀音山鈣鹼質岩漿地球化學特性：結晶分化及岩漿起源之意涵

Abstract

觀音山火成岩位於臺灣北部火山帶西南端，為單一中心噴發的複式火山，Chen（1990）認為臺灣北部火山帶普遍具有高鋁玄武岩，卻未明確指出觀音山地區有高鋁玄武岩產出，本研究以觀音山火成岩之岩象、礦物化學、主要與微量元素含量以及Sr、Nd與Hf同位素組成探討岩漿演化過程及源區特性。 本研究採自觀音山地區火成岩樣本共43件，依據Hwang及Lo（1986）提出地層單位將樣本分為四類:普通輝石玄武岩質安山岩（Augite basaltic andesite；PA）、兩輝石安山岩（Two-pyroxene andesite；TPA）、紫蘇輝石安山岩（Hypersthene andesite；HA）及橄欖石玄武岩（Olivine Basalt；OB），而HA樣本若含角閃石斑晶，則再細分為紫蘇輝石-角閃石安山岩（Hypersthene-Hornblende andesite；HHA）。4類樣本產狀差異極大，可於野外直接分類。 由主要元素含量分類圖（Na2O + K2O對SiO2做圖、AFM圖、FeO/MgO比值對SiO2含量做圖及K2O含量對SiO2含量做圖）得知觀音山火成岩為鈣鹼質岩漿，以MgO含量推測觀音山火成岩受到結晶分化作用影響，非原始岩漿。若將La對其他微量元素做圖，觀音山本體熔岩流PA、TPA、HA及HHA四群樣本自身呈現連續性分佈，此現象不能由同源區岩漿經過結晶分化作用所產生，亦無法以簡單的岩漿混合作用解釋，故觀音山本體熔岩流四群樣本必需來自不同源區之岩漿，並且各自經歷不同礦物相之結晶分化作用所產生。觀音山火成岩稀土元素分佈圖呈輕稀土元素富集及重稀土元素虧損之型態。整體不相容元素分佈圖顯示，觀音山火成岩皆具Nb、Ta及Ti等高場強元素負異常，及Cs、Rb及Ba等大離子岩石圈元素高度富集、輕稀土元素富集以及明顯Pb正異常之典型島弧特徵。 根據Crawford et al （1987）與Draper及Johnston（1992）對高鋁玄武岩之定義，本研究認為樣本PA-5及PA-6屬高鋁玄武岩。觀音山本體熔岩流各層成份變化可以結晶分化作用解釋。由MgO含量及87Sr/86Sr比值做圖以及石英顆粒產狀推測觀音山火成岩中，僅PA樣本曾受地殼混染影響。混雜模擬結果顯示以99-99 5%貧脊地函與0 5-1%固體沉積物混雜源區，與觀音山火成岩具有相似之87Sr/86Sr及143Nd/144Nd同位素比值。

Date of Award	2015 Feb 12
Original language	Chinese
Supervisor	Huai-Jen Yang (Supervisor)