台灣南部寶來玄武岩地球化學特徵及成因

Translated title of the thesis: Geochemical characteristics and petrogenesis of basalts from Baolai in southern Taiwan
  • 劉 芷均

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

  寶來位於台灣南部西部麓山帶與中央山脈之邊界,沿南部橫貫公路80至90公里出露玄武岩,Smith & Lewis(2007)以微量元素Th/Ce比值與南中國海盆玄武岩(Tu et al 1992)比值相似,推論兩者均有鉛同位素異常的現象,卻無鉛同位素的資料支持此論點。本研究採集寶來玄武岩樣本43件與石門及墾丁保力溪火成岩樣本3件,分析樣本中主要與微量元素含量及Sr、Nd、Hf、Pb同位素組成,輔以岩象與礦物化學分析,探討寶來玄武岩岩漿演化過程及源區特性。   寶來玄武岩中組成礦物為鈉長石、鉀長石、斜輝石、綠泥石、鈦鐵礦、磷灰石、方解石及石英。L O I 含量介於4-14 wt % 之間,明顯高於澎湖(Wang et al 2012)、南中國海(Tu et al 1992;Yan 2008;Wang et al 2012)、海南島(Wang et al 2011)、廣東(Huang et al 2013)玄武岩之L O I 含量。依主要氧化物與L O I 含量的關係圖,可將蝕變作用分成三個階段,分別為斜長石鈉長石化、鐵鎂質礦物綠泥石化、次生方解石填充裂隙與氣孔,並伴隨L O I 含量的上升。斜長石鈉長石化:樣本中鈣斜長石受蝕變影響轉變成鈉長石,使Na2O含量隨著MgO含量下降而上升,此現象反映細碧岩化作用。EDS分析顯示寶來玄武岩中斜長石均已轉變為鈉長石。鐵鎂質礦物綠泥石化:樣本中橄欖石、輝石受蝕變作用影響轉變成綠泥石,導致MgO及SiO2含量隨L O I 含量上升而下降。次生方解石填充:樣本中裂隙與氣孔填充次生方解石,造成CaO含量隨L O I 含量上升。不相容元素經過原始地函標準化分布圖中,寶來、澎湖、南中國海、海南島、廣東玄武岩,均有Nb、Ta富集的特徵,此為板內玄武岩的元素分布特徵。而寶來玄武岩則另外存在Cs、Rb、Ba、U、Sr、Pb含量遷移,反映海水參與蝕變作用造成元素遷移現象。   208Pb/204Pb及207P/204Pb對206Pb/204Pb比值作圖中,西北台灣(Chung et al 1995)、東台灣蛇綠岩套(Jahn et al 1986)、澎湖(Wang et al 2012)、南中國海盆(Tu et al 1992;Yan 2008;Wang et al 2012)、海南島(Wang et al 2013)、廣東(Huang et al 2013)及菲律賓(Hicky-Vagras 1991;Castillo et al 2007)的火成岩中,鉛同位素分布均位於北半球參考線之上,指示以上區域火成岩均有鉛同位素異常的現象。以206Pb/204Pb比值而言,菲律賓海板塊內的火成岩相較於其他區域火成岩明顯較低;加入208Pb/204Pb及207Pb/204Pb比值比較,寶來玄武岩的分布範圍位於南中國海玄武岩之間,並與廣東玄武岩完全重疊。鉛同位素比值指示菲律賓與寶來火成岩鉛同位素異常現象的形成機制不同。模擬計算143Nd/144Nd及206Pb/204Pb比值顯示寶來玄武岩的源區為具有FOZO特徵的地函與一億到六億年前形成的海洋地殼隱沒後混合而成。   寶來玄武岩的La/Nb、Th/Nb、Zr/Nb比值均偏低,指示富集Nb元素。以批次熔融方式模擬計算寶來玄武岩中Nb-Yb含量變化,顯示寶來玄武岩的源區地函以~2 5 %的海洋地殼隱沒與~97 5 %的原始地函混合而成,此混合地函之礦物組成為:~12 %斜輝石、~26 %直輝石、~57 %橄欖石、~2 %尖晶石及~3 %石榴子石,經0 1~2 %的部分熔融後產生寶來玄武岩質岩漿。
Date of Award2016 Feb 18
Original languageChinese
SupervisorHuai-Jen Yang (Supervisor)

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台灣南部寶來玄武岩地球化學特徵及成因
芷均, 劉. (Author). 2016 Feb 18

Student thesis: Master's Thesis