台灣西南海域岩心沉積物之礦物、化學與物理特性

Abstract

本研究為中央地質調查所支助之台灣西南海域天然氣水合物賦存區地質調查計畫中，利用法國研究船Marion Dufrense所採取之三根長岩心（MD052911、MD052912、MD052913）進行礦物、化學及物理性質分析，並探討沉積物的來源。 在MD052912岩心中Calcite�Quartz繞射峰比值隨岩心深度增加而降低，且CaO、MnO、Sr、Pb含量亦隨深度逐漸減少，此乃由於生物遺骸隨深度之增加有減少的趨勢。在MD052911岩心中，深度2137∼2140cm及2237∼2240cm處，Calcite�Quartz繞射峰比值偏高，是由於自生源碳酸鹽（authigenic carbonate）存在所造成的效應。 岩心MD052911之統體密度變化較大（約1.60 g/cm3∼1.95 g/cm3），其餘二岩心統體密度變化較小（約由1.75 g/cm3∼1.90 g/cm3）。標本之含水量以MD052911較高（約由30％變到37.5％），其餘二岩心之含水量約在7.5％至12％之間。在MD052911之岩心沉積物中黃鐵礦及黏土礦物可能是導致岩心發生膠結作用的主要礦物，膠結作用程度隨岩心深度增加而增大，導致孔隙率下降。MD052911測站之岩心雖未發現濁流沉積的明顯現象，但自平均含水量（約33％）、平均統體密度（約1.76 g/cm3）、平均粒徑（約6.19ψ∼7.29ψ）及淘選度差及含有大量條狀或塊狀黃鐵礦等性質均顯示此測站可能屬於陳（1997）所劃分之含黃鐵礦之濁流堆積區域。MD052912與MD052913兩測站則可能曾受到應力擠壓作用，造成沉積物之脫水現象。 岩心沉積物之化學分析結果，顯示主要元素MgO、FeO及Al2O3相對於上部大陸地殼較富化，而CaO、Na2O則較上部大陸地殼貧乏。微量元素中Co、Cr、Cs、Li、Ni、Pb、Rb、Sc、Th、V、Zn相對於上部大陸地殼是富集的，Ba、Hf、Sr、Nb、Ta、U、Y、Zr相對於大陸地殼則較貧乏。部份微量元素可能受控於鎂鐵礦物的含量，且沉積過程中還受到黏土礦物的吸附，亦有部分稀土元素受控於黏土礦物的吸附。經球粒隕石標準化圖形顯示均有Eu負異常，可能主要是受到母岩性質的影響。本文沉積物之Th、La及Sc含量高於台灣海峽大陸棚沉積物，顯示較高含量之黏土礦物可能是造成Th、La、Sc含量高於台灣海峽陸棚沉積物的原因。本文沉積物在La-Th-Sc變化圖形暗示源區母岩主要為長英質，可能還混合了少量基性源岩。而在Roser and Korsch的判別圖中，岩心沉積物落在活動大陸邊緣範圍。 綜合化學、礦物分析之結論選取頁岩、雜砂岩、石英岩、石灰岩為沉積物源區之母岩，利用混合模式得知各母岩在岩心沉積物不同深度標本所貢獻之比例有所變化，但皆以雜砂岩之貢獻比例最高（45.18％∼61.12％），頁岩次之（30.20％∼41.17％）。