蘭嶼安山岩一大氣壓下之實驗岩石學研究

Abstract

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。