東台灣蛇綠岩之洋底蝕變作用及地化特徵

The characteristics of geochemistry and ocean floor alteration of the Eastern Taiwan Ophiolite

 

 

摘要

 

蛇綠岩的形成紀錄著洋殼的新生、移動、隱沒與仰衝過程,其為板塊運動的重要證據,蛇綠岩的地化特徵紀錄著洋脊、島弧與熱柱等不同的構造環境,而研究其蝕變作用及次生礦物組合,則幫助我們瞭解蛇綠岩形成後的演化過程。類似的板塊運動證據也在台灣東部關山地區被發現,過去的研究普遍認為東台灣蛇綠岩經歷綠片岩至角閃岩相的洋脊軸部變質,而後又受到沸石相的離軸變質,並於南中國海擴張時混入利吉混同層中。本研究利用東台灣蛇綠岩之岩象觀察、礦物成份、全岩化學及同位素分析資料,希望能瞭解東台灣蛇綠岩之地化及礦物特徵,以及蝕變作用如何影響微量元素的遷移與分佈。

本研究的東台灣蛇綠岩樣品主要為蛇紋岩、輝長岩和玄武岩,蛇紋岩的前身為正輝橄欖岩和長石異剝橄欖岩;輝長岩可分為斜長輝長岩、透輝石輝長岩、蘇長岩、輝長岩及閃石輝長岩;玄武岩可分為玄武岩、粗粒玄武岩以及玻璃質玄武岩。蛇紋岩化長石異剝橄欖岩還受到異剝鈣榴岩化作用的疊加。輝長岩受角閃岩相變質而後又受次閃石化及異剝鈣榴岩化作用。玄武岩主要受到沸石相至綠片岩相變質作用,部分也可見普通角閃石及鎂鈉閃石產出,蝕變嚴重的嘉武南溪玄武岩,常觀察到鉀長石及方沸石脈產出。玻璃質玄武岩包含新鮮玻璃、橙玄玻璃及微晶質玄武岩三部分,並且部分區域可觀察到片水矽鈣石、方沸石及桿沸石的杏仁孔充填。

從岩象與地化分析資料顯示蝕變作用中,蛇紋岩化過程會讓橄欖石釋出MgFe,並會富集CsBaSrPbEu,而異剝鈣榴岩化發生時會有SiO2減少及CaO增加,此同時會有RbThUSrNbTa的虧損,並富集BaEu。橙玄玻璃化過程中會虧損 SiO2Al2O3CaONa2O MgO虧損,與H2OTiO2FeO增加,並使CsRbBaThUNbTaKPb產生富集。滑石取代蛇紋石的樣品,需要SiO2的參與,並且其低濃度的微量元素特徵,顯示出其原岩可能為較虧損的超基性岩。蝕變程度與元素遷移的關係顯示,鉀長石與沸石可能為主要賦存CsRbBaSr元素的礦物,並且SrEu與長石的蝕變有關。從尖晶石成份、微量元素與Pb同位素投圖顯示,東台灣蛇綠岩與菲律賓蛇綠岩可能有相同的來源,且形成環境可能有隱沒帶上盤型或火山島弧環境的影響。

 

關鍵字:東台灣蛇綠岩、蝕變作用、元素遷移、岩石學、礦物化學、地球化學