高雄內門玄武岩之蝕變作用與次生礦物之研究

莊雅芬

摘要

台灣中新世的火成活動多集中於苗栗以北地區,出露於高雄內門木柵地區的玄武岩,是南部地區少數的火成岩露頭之一。利用OM、XRD、SEM/EDS和TEM/AEM分析的結果,該岩體為具斑晶的鹼性玄武岩,斑晶為普通輝石和橄欖石,原生礦物有橄欖石+普通輝石+斜長石+歪長石+磷灰石+鈦磁鐵礦+鈦鐵礦,蝕變作用主要發生在基質和橄欖石裂隙,其餘的礦物大多未蝕變,次生礦物以綠泥石質黏土礦物為主,產狀分為(1)取代基質的黏土,和取代橄欖石裂隙的黏土。後者又可以細分成(2)裂隙中心填充黏土,和裂隙兩側對稱生長的(3)脈充填黏土,以及位於脈與殘留橄欖石之間,(4)纖維狀和(5)雲母狀黏土,各產狀具有明顯的礦物邊界,彼此之間無漸變關係。礦物相上,(1)~(3)是獨立的綠泥石+獨立的膨潤石,(4)和(5)則是純膨潤石。TEM 的觀察結果,(1)~(3)具有結晶良好的14Å 綠泥石,雖然少有觀察到10Å的片層,但除了(1)之外,(2)和(3)經常觀察到大量的脫水裂隙,應可視為具有膨潤石層存在。(4)和(5)則以10Å的膨潤石為主,偶爾可以觀察到3~5層的綠泥石層。取代橄欖石的膨潤石普遍有貧Al富Mg的特徵,而Si/(Si+Al) 和Fe/(Fe+Mg) 呈現正相關趨勢。膨潤蝕成分異常的原因,可能因為遠離裂隙,流體不足,導致橄欖石變成膨潤石時,Al不易進入橄欖石假晶。其他含Al礦物未蝕變,欠缺Al來源也是原因之一。因為缺乏流體,Mg和Fe只能以擴散的方式移動,由於移動能力 Mg > Fe,因此越遠離裂隙,Si/(Si+Al)減少,Fe(Fe+Mg) 增加。根據上述研究結果,內門玄武岩取代橄欖石的次生礦物生成順序應為,岩漿噴發後,冷卻的過程中,在橄欖石裂隙和基質先形成相對高溫的綠泥石,岩體快速降溫,造成橄欖石未完全蝕變成綠泥石,殘留橄欖石在低溫下形成了貧Al富Mg的纖維狀和雲母狀膨潤石。

中文關鍵詞:膨潤石 ,綠泥石 ,玄武岩 ,橄欖石蝕變 ,TEM ,高雄內門,中新世火成岩