海洋鑽探計畫187航次洋脊玄武岩之岩石磁學性質
蕭炎宏、鳥居雅之、洪崇勝

摘要


本研究結合岩石磁學、礦物學與岩象學方法,研究海洋鑽探計畫(ODP)187航次在東南印度洋脊靠近澳洲-南極不整合界限(AAD)東側鑽探取得之洋脊玄武岩岩心樣品。所鑽取之火成基岩屬性包括印度洋型洋殼與太平洋型洋殼。根據94個岩心樣品之全岩磁學性質,顯示本區洋脊玄武岩(年齡自14 Ma到28 Ma)中之主要磁性礦物為:枕狀岩流樣品含有鈦磁赤鐵礦,塊狀岩流樣品含有原生鈦磁鐵礦,火山角礫岩由蓆狀岩牆玄武岩礫所組成,其攜磁礦物主要為磁鐵礦,另可能含有少量磁赤鐵礦。雖然這三種類型之玄武岩的原生磁性礦物均為鈦磁鐵礦,但岩象特徵上之差異與其所經歷作用(例如高溫氧化、熱水蝕變與低溫氧化)之不同,造成它們最終各自含有不同的攜磁礦物。例如,塊狀岩流的低孔隙率與低透水性明顯抑制了岩石的鈦磁赤鐵礦化(低溫氧化)作用,使塊狀岩流仍保有原生鈦磁鐵礦。枕狀岩流中的鈦磁鐵礦則普遍受到低溫氧化而形成鈦磁赤鐵礦,因此枕狀岩流樣品的自然殘磁源自原生鈦磁鐵礦降溫時所獲得之熱殘磁以及低溫氧化過程所獲得之化學殘磁。岩石的頑性參數反映出枕狀岩流樣品的磁性礦物顆粒大小為單磁域顆粒到假單磁域顆粒,塊狀岩流樣品的磁性礦物顆粒大小則接近多磁域範圍。枕狀岩流樣品之背反式電子影像顯示出次微米大小之鈦鐵氧化物礦物產於間質玻璃中,符合岩石頑性所反映之單磁域顆粒。本航次樣品之自然殘磁值與一般洋殼枕狀玄武岩之自然殘磁值相當,而且自然殘磁值和洋殼年齡大致呈現一個負相關性。樣品之全岩磁學性質和其洋殼屬性(印度洋型相對於太平洋型)則沒有明顯的相關性,反映出洋殼屬性並不影響磁性礦物從岩漿冷凝形成後至洋殼老化過程中的演變歷程。