一大氣壓下基隆山安山岩之實驗岩石學研究

陳裕明(Chen Yu-Ming)

指導教授 ： 劉德慶

國立臺灣師範大學/理學院/地球科學系/碩士(2002年)

摘要

本研究所使用的岩石樣本為基隆山安山岩，外觀為淺灰色，主要斑晶礦物包含斜長石、角閃石、黑雲母、石英及磁鐵礦，石基中以斜長石為主。組成礦物中的黑雲母內部含有許多包裹體，周圍常有反應圈；角閃石亦常有反應圈，受青磐岩化作用影響，其內部多被綠泥石等礦物所取代；磁鐵礦晶形完整，是基隆火山群安山岩中主要的氧化物；石英顆粒有時直徑可達3 mm，外型渾圓，有些石英具有熔蝕邊緣。
本研究的目的是透過實驗，模擬岩漿的結晶，以便研究石英是否為岩漿所結晶出？以基隆山之安山岩為實驗對象，利用一大氣壓下高溫爐，來模擬本地區安山岩質岩漿結晶的情形；以溫度作為實驗的控制變因，探討各礦物相的穩定範圍。
根據實驗結果，一大氣壓下結晶順序為：首先斜長石在1285 ℃晶出、氧化物在1267℃晶出、石英晶出於1163 ℃、斜輝石在1141 ℃晶出。液相溫度約為1285 ℃，固相溫度則稍低於1094 ℃，熔融區間約191 ℃。一大氣壓下形成的斜長石為倍長石及拉長石，斜輝石為普通輝石。
隨著溫度下降，殘餘岩漿矽含量呈現上升的趨勢，鎂及鉀呈現上升趨勢，鋁、鐵及鈣則有下降趨勢，鈉則先降後升。在氧化鈉和氧化鉀對二氧化矽圖中，早期岩漿落在安山岩的區域，到了晚期，有向石英安山岩演化的趨勢。在AFM圖中，岩漿成分都落在鈣鹼岩系列中；在岩漿早期集中於三角形的中央部分，到了晚期有向鹼金屬氧化物富集的趨勢。
石英在一大氣壓的實驗中，在溫度約1163 ℃時晶出以後，可以穩定的存在於一大氣壓下，因此推論，基隆山安山岩中的石英可由岩漿晶出。

關鍵字

基隆山 ； 安山岩 ； 實驗岩石學

參考文獻

郭盈宗（2002） 基隆火山群安山岩中斑晶礦物之氧同位素研究。國立台灣師範大學地球科學研究所碩士論文，共51頁。

莊文星、陳汝勤（1989） 台灣北部火山岩之定年與地球化學研究。經濟部中央地質調查所彙刊，第五號，第31–66頁。

方建能、余炳盛（1995）金瓜石—九份金銅礦床導覽。台灣省立博物館，共304頁。

Huh, C. A. and Chen, J. C.（1978）Geochemistry of dacites from Keelungtao, northern Taiwan. Acta Oceanogr. Taiwanica, 8, 63–79.

Teng, L. S., Chen, C. H., Wang, W. S., Liu, T. K., Juang, W. S., and Chen, J. C.（1992）Plate kinematic model for late Cenozoic arc magmatism in northern Taiwan. Jour. Geol. Soc. China, 35, 1–18.