學位論文
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Item 一大氣壓下觸口斷層泥之實驗岩石學研究(2012) 吳宗穎; Wu, Tzong Yiing滑移弱化模型中斷層錯動產生了許多種能量例如：破裂能，輻射能 以及摩擦熱能，而摩擦熱能為主要之能量。斷層作用產生的摩擦熱讓岩 石在高溫環境下發生超糜嶺岩化或超壓碎岩化與部分熔融，因而生成假 玄武玻璃岩。 集集地震發生後為了觀測全台活動斷層，中央地質調查所於2000 年在嘉義縣福建坪長成橋附近設置觸口斷層的觀測井，總深度約300 公 尺，並鑽取岩心作為研究，且在161 公尺深的剪切帶底部，除了發現斷 層角礫岩外，還有疑似為假玄武岩玻璃的物質。 本研究為了瞭解假玄武玻璃岩物質之物理化學性質特性，以深度位 於159 公尺之灰色泥岩和161 公尺的黑色緻密岩石為實驗樣品，藉由一 大氣壓無水的實驗岩石學探討此區泥岩初熔溫度，利用電子顯微鏡觀察 泥岩的變化，及X 光粉末繞射分析原始岩心粉末和900℃、800℃、700℃ 熱處理之粉末，並與九份二山地滑發生的假玄武玻璃岩比較，估計觸口 斷層剪切帶可能產生的溫度。Item 蘭嶼安山岩一大氣壓下之實驗岩石學研究(2011) 李彥棠; Lee, Yen-Tang摘要 蘭嶼為台東縣東南方外海之一座火山島，屬於北呂宋島弧的一部份。全島主要由安山岩質之火山碎屑岩及熔岩流所構成。本實驗採樣地點為蘭嶼西北方之鱷魚岩附近，約在環島公路之最西北角，其外觀為深灰色，組成斑晶主要有斜長石與斜輝石，岩基中則大多為斜長石與氧化物。將岩石成分的全鹼量對二氧化矽作圖，屬於玄武岩質安山岩(Basaltic andesite)。 本研究透過實驗模擬岩漿的結晶過程，針對不同溫度下岩漿結晶的情形與各礦物相之分析，探討此地區安山岩質岩漿結晶的情形與岩石的成因。實驗過程是先將岩石磨成粉末，利用1500度高溫爐分別進行不同溫度下之反應，實驗後將樣本製成光片，用反射式顯微鏡作初步的鑑定，再使用掃描式電子顯微鏡，對不同溫度下之礦物相與玻璃部分，各別分析其化學成分。 依據實驗結果，蘭嶼安山岩在一大氣壓下之液相溫度約為1266℃，而固相溫度約略低於1133℃，熔融區間則約為133℃，礦物的結晶順序如下：首先約在1266℃鉻鐵尖晶石晶出，至約1246℃晶出斜長石，到了約1226℃時鉻鐵尖晶石相消失，取而代之的是氧化物相的晶出，當溫度約在1211℃時易變輝石晶出，最後約在1181℃時普通輝石晶出。 一大氣壓下蘭嶼安山岩之殘餘岩漿隨著溫度降低，氧化矽有上升的趨勢；而氧化鋁、氧化鐵、氧化鎂及氧化鈣含量則有下降的趨勢。由殘餘岩漿中之各氧化物對二氧化矽做圖，可發現氧化鋁、氧化鈣、氧化鐵與氧化鎂與二氧化矽有負變的關係，代表此地區的岩漿活動主要受到鐵鎂礦物為主的結晶分化所控制。在AFM圖中，殘餘岩漿隨著溫度降低，末期岩漿有往鹼金屬富集的趨勢。Item 澎湖北寮地區玄武岩之實驗岩石學研究(2006) 洪仁傑澎湖群島的玄武岩分鹼性玄武岩和矽質玄武岩，本實驗研究對象為澎湖北寮地區玄武岩，本研究透過實驗模擬岩漿的結晶過程，針對不同壓力下岩漿結晶的情形，以及各礦物相的溫壓分佈，討論此地區玄武岩質岩漿結晶的情形與岩石的成因，樣本岩石依據Na2O+K2O對SiO2之作圖，屬於鹼性玄武岩。 本實驗利用活塞鋼圈高壓儀，分別進行0.5京帕、1.0京帕以及1.5京帕下的實驗岩石學研究。實驗步驟為先將岩石磨成粉末，置於金鈀管囊中，放入高溫高壓儀，開始進行實驗，並且在實驗時間到達之後加以驟冷。之後將實驗樣本製成光片，經反射式光學顯微鏡做初步之鑑定，再利用電子顯微鏡對礦物及玻璃(殘餘岩漿)成分做進一步的化學分析。 依據實驗結果得知，此玄武岩在1.0京帕下之全熔溫度約在1290℃，固相溫度低於1180℃，結晶順序為斜輝石（1290℃）、橄欖石（1270℃）、尖晶石（1240℃）、鈦鐵氧化物（1190℃），熔融區間約110℃；1.5京帕下全熔溫度約1350℃，固相溫度低於1240℃，結晶順序為斜輝石（1310℃）、石榴子石（1290℃）、斜長石（1250℃），熔融區間約110℃。1.0京帕殘餘岩漿（玻璃）成分，降溫過程中SiO2、Na2O、K2O、Al2O3有增加的趨勢；FeO、MgO、CaO有減少的趨勢。1.5京帕殘餘岩漿（玻璃）成分，降溫過程中TiO2、Na2O有增加的趨勢；MgO、CaO有減少的趨勢；Al2O3、FeO、K2O含量無明顯變化趨勢。各實驗溫度壓力下之玻璃(殘餘岩漿)成分依據Na2O+K2O對SiO2之作圖，均屬於鹼性玄武岩，代表鹼性玄武岩岩漿在結晶分化的過程之中，並無矽質玄武岩岩漿的產生。Item 一大氣壓下綠島安山之實驗岩石學研究(2006) 林貞儀綠島是位處台灣東南邊外海約33公里的一座火山島。本實驗採樣地點為綠島東南方，靠近環島公路旁的安山岩露頭，外觀呈現深黑色，岩石組成為多孔性，薄片組成為橄欖石斑晶、斜輝石、斜長石和鈦鐵氧化物。 本實驗透過模擬岩漿的結晶過程，針對不同溫度下岩漿結晶的情形以及各礦物相的分佈，探討此地區安山岩質岩漿結晶的情形。實驗的方法是先將岩石磨成粉末，放置於1500℃之高溫爐內進行不同溫度下的反應，實驗後再將樣本製成光片，由電子顯微鏡分析不同溫度下各礦物相與殘餘岩漿的化學成分。 依據實驗結果，綠島安山岩岩漿在一大氣壓下礦物相的結晶順序與溫度如下：最先在1354℃晶出斜長石相，約在1260℃晶出鈦鐵氧化物相，至1250℃出現尖晶石相。因此，一大氣壓下的液相線溫度約在1354℃，固相線溫度略低於1164℃，低於1164℃未觀察到玻璃相，實驗的融熔區間為190℃。殘餘岩漿隨著溫度的降低，氧化矽、氧化鎂、氧化鈉、氧化鉀含量有上升的趨勢；相對的氧化鋁、氧化鈣隨著溫度降低而有下降的趨勢。氧化鈦、氧化鐵與氧化鎂含量先升後降。Item 大屯火山群向天池安山岩之實驗岩石學研究(2007) 林明慧大屯火山群的火山熔岩分為六大類：高鋁玄武岩、兩輝安山岩、含橄欖石兩輝安山岩、含角閃石兩輝安山岩、紫蘇輝石角閃石安山岩和角閃石安山岩。本實驗研究對象為大屯火山亞群中面天山向天池的安山岩，本研究透過一大氣壓高溫實驗模擬岩漿的結晶過程，以了解各礦物相的結晶溫度及順序，並討論剩餘岩漿的成分變化。 本實驗利用置入岩石粉末的白金囊包，放入設定好溫度的高溫爐進行實驗，在達到實驗所需時間後，將其急速冷卻並製成光片。光片經反射式光學顯微鏡進行初步的鑑定，再利用電子顯微鏡對礦物及殘餘岩漿的成分做進一步的分析。 根據實驗結果得知，向天池安山岩在一大氣壓下液相溫度約在1273℃，固相溫度略低於1100℃，熔融區間約為173℃，結晶溫度與順序為：鐵鎂尖晶石相與斜長石相（1273℃），直輝石相（1218℃），鈦鐵氧化物相（1205℃），最後斜輝石相（1143℃）。一大氣壓下殘餘岩漿成分，在降溫過程中，Al3O2含量呈現持續下降，MgO在鐵鎂尖晶石和斜長石晶出時有些微下降之後又持續增加，其餘Na2O、K2O、CaO、SiO2、FeO和TiO2則無明顯變化。Item 桃園復興鄉復興橋苦橄岩之實驗岩石學研究(2007) 許明裕本研究以北橫公路復興橋附近的苦橄岩為實驗對象，透過一大氣壓高溫實驗模擬岩漿結晶過程，來了解此地苦橄岩的礦物結晶順序，並討論殘餘岩漿的成分變化。 本實驗利用置入岩石粉末的白金囊包，放入設定好溫度的高溫爐進行實驗，在達到實驗所需時間後，將其急速冷卻並製成光片。光片經反射式光學顯微鏡進行初步的鑑定，再利用掃描式電子顯微鏡對礦物與殘餘岩漿的成分做進一步的分析。 根據實驗結果得知，復興橋附近苦橄岩的液相溫度約在1314℃，固相溫度則略低於1060℃，熔融區間約為254℃。結晶溫度與順序為：橄欖石相（1314℃），鐵鎂尖晶石相（1275℃），鈦鐵礦相（1217℃），斜輝石相（1165℃），斜長石相（1124℃）。在降溫過程中，殘餘岩漿成分中的SiO2 、CaO含量有上升的趨勢，MgO、FeO、TiO2含量則是緩慢下降。將殘餘岩漿的各種氧化物成分對二氧化矽作圖，可看出氧化鎂、氧化鐵、氧化鈉、氧化鈦含量會隨著二氧化矽含量的增加而下降，氧化鈣含量則會隨著二氧化矽含量的增加而上升；氧化鋁、氧化鉀則有先上升再下降的趨勢。Item 中國西南攀枝花火成雜岩之實驗岩石學研究－關於鐵－鈦－釩氧化 礦床成因(2016) 陳氏緣; Tran, thi-duyenThe Late Permian Panzhihua layered gabbroic intrusion of SW China hosts one of the largest magmatic Fe-Ti-V oxide deposits within the Emeishan large igneous province and is coeval with a peralkaline granitic pluton. The largest oxide ore body is found at the base of the intrusion, which is unlike other layered intrusions where the Fe-Ti oxide deposits are located in the uppermost portions. This study attempts to model the genesis of the Panzhihua layered intrusion, including the formation of the ore deposit by reconstructing the crystallization sequence of minerals from low and high-pressure experiments. The starting composition used for the experiment is similar to high-Ti Emeishan basalt that resembles the theoretical parental composition of the Panzhihua intrusion. The low-pressure experiments were conducted between 1312oC and 1102oC. The first mineral to crystallize is Cr-rich titanomagnetite at 1274oC. Following Cr-rich titanomagnetite are: Fe-Ti oxides (ilmenite+titanomagnetite); clinopyroxene (Wo39-52En39-47Fs8-16) at 1188oC; plagioclase (An67-41) and orthopyroxene (Mg# = 93-95) at 1162oC. The compositional range of clinopyroxene and plagioclase matches those measured from the rock of the Panzhihua intrusion. The high-pressure experiments occur between 1240oC and 1050oC. Iron-titanium oxide and clinopyroxene (Wo23-48En37-58Fs10-22) appear together as the first phases at 1180oC. The sequence is followed by orthopyroxene at 1100oC and plagioclase (An61-37) at 1050oC. The experiment results indicate that the early crystallization sequence of the parental magma is dominated by Fe-Ti oxide and partially explain why the largest oxide ore deposit of the Panzhihua intrusion is found in the lowermost layers. The low temperature residual glass compositions in both experiments are enriched in SiO2, Al2O3, Na2O and K2O; and depleted in TiO2, FeOt, MgO and CaO. However, minerals crystallize at relatively low temperature in the high-pressure and consequently have less silicic (SiO2 ≈ 61 wt%) residual glass composition than that of the low-pressure experiment (SiO2 ≈ 72 wt%). The similarity between Panzhihua granite and low-pressure residual glass suggests that the Panzhihua intrusion probably formed at shallow depth. Furthermore, the liquid-crystal evolution constructed from the low-pressure experiment show that a parental magma similar to high-Ti Emeishan basalt can produce an early enrichment of oxide minerals and a silicic residual liquid via fractional crystallization. Keywords: Panzhihua, Fe-Ti-V oxide deposits, experimental petrologyItem Item 基隆山安山岩之實驗岩石學研究及其石英成因之探討(2004) 賴昱銘基隆山位於基隆火山群北方，屬於台灣北部火成岩區。該區的火山岩體含有石英顆粒，根據IUGS的分類為安山岩類，此安山岩體約在更新世時噴發，岩漿侵入中新世的地層內而生成。本實驗樣本採樣地點為基隆山下東南方，靠近102縣道旁的安山岩露頭，外觀為淺灰色，斑晶組成有斜長石、角閃石、黑雲母、磁鐵礦以及石英，岩基中大多為斜長石、斜輝石，偶而有直輝石。 本研究透過實驗模擬岩漿的結晶過程，針對不同壓力下岩漿結晶的情形，以及各礦物相的溫壓分佈，討論此地區安山岩質岩漿結晶的情形與岩石的成因，並探討安山岩中石英的來源。實驗利用高溫爐及高溫高壓儀分別進行常壓及高溫高壓下的實驗岩石學研究，實驗後將樣本製成光片，用反射式顯微鏡作初步鑑定，再用掃描式電子顯微鏡和電子微探儀，將各溫壓環境下之礦物部分與熔融部分分別分析其化學成分。 依據實驗結果，基隆山安山岩在常壓下之全融溫度約為1285℃，固相溫度約略低於1094℃，熔融區間約為191℃，礦物的結晶順序為斜長石(1285℃)、氧化物(1267℃)、石英及直輝石(1174℃)、斜輝石(1166℃)。1.0京帕下之全融溫度約為1270℃，固相溫度約略低於1120℃，熔融區間約為150℃。礦物的結晶順序為斜長石(1270℃)、直輝石(1250℃)、石英及氧化物(1170℃)、斜輝石(1150℃)。1.5京帕下1240℃時晶出的礦物相為斜長石與石英。2.0京帕下之全融溫度約為1280℃。 常壓下殘餘岩漿隨著溫度降低，氧化矽、氧化鉀的含量有增高的趨勢，而氧化鈦、氧化鋁、氧化鐵、氧化鎂含量皆有下降的趨勢。1.0京帕下殘餘岩漿隨著溫度降低，氧化矽、氧化鈦、氧化鐵及氧化鉀的含量有上升的趨勢，而氧化鋁、氧化鎂及氧化鈣的含量有下降的趨勢。在Na2O+K2O-SiO2圖中常壓及1.0京帕下基隆山安山岩的岩漿演化過程皆在次鹼性區內，演化趨勢朝全鹼量及二氧化矽皆增加的方向進行，且殘餘岩漿早期皆落於安山岩的區域，而在演化晚期進入石英安山岩的區域。在AFM圖中常壓下到了演化晚期氧化鎂含量降低、鹼金屬的含量升高、全量鐵的含量降低，而1.0京帕下到了晚期氧化鎂含量降低、鹼金屬的含量變化不明顯、全量鐵的含量則為增高。 石英在常壓下約1174℃晶出後，可穩定存於常壓下，而在1.0京帕下約1170℃晶出後，可穩定存於1.0京帕下，且在壓力繼續升高至1.5京帕1240℃時，仍然可以晶出石英，因此，基隆火山群安山岩的石英可自岩漿自行結晶產生。 基隆火山群的安山岩質岩漿可能在地底較深處約1.5京帕(40~50公里處)下晶出石英顆粒，而後隨著岩漿上升，溫度下降，在1.0京帕(30~40公里處)下石英變成不穩定相，石英的灣狀構造可能在此產生，持續上升至地表時溫度約1148℃~1166℃之間，急速冷卻而形成基隆火山群安山岩。Item 關西-竹東地區鹼性玄武岩之實驗岩石學研究(2003) 邱俊賢關西-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。