澎湖北寮地區玄武岩之實驗岩石學研究

Abstract

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。