臺灣南部低度變質泥岩中黃鐵礦─磁黃鐵礦轉變之電子顯微研究

  • 陳 怡瑄

學生論文: Master's Thesis

摘要

黃鐵礦-磁黃鐵礦轉變發生於約300°C之變質溫度,具有指示「等變質度線」之潛在意義,可發生於伊萊石結晶度值所定義近變質帶(anchizone)與淺變質帶(epizone)之交界。在缺乏指標礦物之低度變質泥岩區,瞭解此等硫化鐵礦物相轉變之機制,對框限變質條件或進程是重要的基礎,然過去研究多著重於熱力學模擬計算反應條件及其影響因素,甚少有實質顯微分析資料可供探討轉變機制。本研究以高解析度掃瞄式電子顯微鏡,配合X光能量分散光譜(EDS)及電子背向散射繞射(EBSD)等方法,分析臺灣南部橫貫公路沿線低度變質泥岩中礦物成分及微組構變化,探討黃鐵礦轉變為磁黃鐵礦之變質反應機制。 在跨越大關山斷層之南橫變質泥岩剖面,由西向東,隨變質度升高,綠泥石與白雲母之優勢排列及劈理發育程度趨於顯著,新生硫化礦物皆大致沿劈理延伸生長。黃鐵礦為大關山斷層以西(近變質帶)之主要硫化礦物,大部分形成莓狀體或細粒晶體之不規則狀集合體,周圍常見新生綠泥石,局部可見黃鐵礦再結晶及蔓生現象,黃銅礦、含鐵閃鋅礦及含硒方鉛礦等次要硫化物生長於莓狀體周圍或填隙於黃鐵礦莓狀體內。大關山斷層鄰近地帶可見長板狀磁黃鐵礦沿劈理生長,因矽酸鹽礦物再結晶作用,磁黃鐵礦晶界呈不規則狀,邊緣常為金紅石所取代或包圍,局部為富稀土綠簾石?礦物或方解石所取代;黃鐵礦莓狀體有矽化和磁黃鐵礦化現象,粒徑較大之半自形至自形黃鐵礦晶體亦局部發生磁黃鐵礦化;EBSD資料顯示磁黃鐵礦係為單晶以假像形態部份或完全取代多晶黃鐵礦莓狀體;此外,可見次要黃銅礦、含鐵閃鋅礦及含硒方鉛礦填隙於黃鐵礦及磁黃鐵礦化莓狀體,或包裹於磁黃鐵礦晶體內,偶亦另可見輝砷鈷礦(含鎳、鐵)包裹體。大關山斷層以東之淺變質帶以磁黃鐵礦為主要硫化礦物,閃鋅礦、黃銅礦及方鉛礦等次要硫化物含量減少,而黃鐵礦消失;EBSD資料顯示磁黃鐵礦及石英晶粒皆有塑性變形之現象,發育磁黃鐵礦{0001}?11-20?底面滑移及石英 {10-10}?1-210?滑移系統。EDS分析顯示磁黃鐵礦成分於大關山斷層帶附近約為Fe7S8,另含鎳0 35–0 51 wt %,大關山斷層以東磁黃鐵礦成分則近似Fe9S10,含鎳0 23–0 83 wt %。 以上資料顯示南橫變質泥岩中之黃鐵礦-磁黃鐵礦轉變為同構造變質作用所致,大關山斷層附近為轉變過渡帶,初期反應以微觀尺度溶解及再結晶作用方式進行,伴隨矽酸鹽礦物再結晶作用及銅、鋅、鉛、鎳、鈷、鎵、銦、鎘、鈦、銀、硒、砷及稀土元素之遷移,過渡帶中磁黃鐵礦及黃鐵礦生長組織之複雜多變,顯示變質反應或條件未達穩定平衡。
獎項日期2015 八月 27
原文Chinese
監督員Wei-Teh Jiang (Supervisor)

引用此

臺灣南部低度變質泥岩中黃鐵礦─磁黃鐵礦轉變之電子顯微研究
怡瑄, 陳. (Author). 2015 八月 27

學生論文: Master's Thesis