臺灣北部大屯火山群中安山岩與玄武岩之關係

臺灣北部大屯火山群中安山岩與玄武岩之關係
國立臺灣師範大學張哲維博士生/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

一般而言地質學家將安山岩的可能成因區分成三種，第一種可能成因涉及基性(玄武岩)或超基性岩石(橄欖岩)的部分融熔(partial melting) ，基性岩或超基性岩經過減壓或增温的作用，產生少量的安山岩質岩漿。第二種可能成因為基性岩漿和含二氧化矽較高的酸性岩漿或沉積物的混合有關 (mixing or assimilation )，基性岩漿的二氧化矽含量較少，和含二氧化矽較高的酸性岩漿混合後，生成安山岩質岩漿。最後一種可能成因則與岩漿中礦物的結晶分化有關 (fractional crystallization)，基性岩漿結晶分化二氧化矽含量較少的礦物，使殘餘岩漿的二氧化矽含量越來越高，最後生成安山岩質岩漿。而參與結晶分化 的礦物種類，則依據研究的方法不同而有不同的組合。臺灣北部大屯火山群的火成岩涵蓋了基性的玄武岩和中性的安山岩，正可以提供研究岩石成因的絕佳素材。

臺灣位處於歐亞板塊與菲律賓海板塊交界，菲律賓海板塊向西北隱沒於歐亞板塊之下，而在西南部，則是由歐亞板塊向東隱沒至菲律賓海板塊之下。一般認為大屯火 山群和觀音山的火山活動與琉球島弧的向東延伸有關(Chen, 1990; Liu and Chen, 1991)。近年來的研究則顯示臺灣北部晚上新世到第四紀的火山活動(northern Taiwan volcanic zone)與弧陸碰撞後期的沖繩海槽張裂有關。

大屯火山群位於臺灣北部，是晚新生代非常重要的火山活動。本區域內主要以安山岩及火山碎屑及角礫岩為主，少部分地區有玄武岩的出露。Chen (1975)依據玄武岩及安山岩中的主要元素化 學成分(氧化鎂、氧化鈣、二氧化鈦及氧化鈉等) ，隨著二氧化矽增加而增減的變化推論，大屯火山群之安山岩成因應與玄武岩質岩漿的結晶分化有關，參與結晶分化的礦物應涉及斜長石、橄欖石、輝石和角閃石 等。部分學者依據高溫高壓的實驗岩石學實驗結果，認為大屯山火山群玄武岩質岩漿中的結晶分化應以斜長石、輝石、含鐵礦物及少量橄欖石為主，而角閃石並無參 與結晶分化。而產生大屯山火山群之玄武岩之岩漿庫位置，距地表應在30公里以內，也就是在本區域之班尼奧夫帶(Benioff zone)之上。Liu (1999)的研究亦顯示臺灣北部觀音山玄武岩質岩漿結晶分化可以生成不同成分的安山岩質岩漿，且分化的深度應小於30公里。

參考文獻：
1. Chen, C. H. (1975) Petrological and chemical study of volcanic rocks from Tatun volcano group: Proceed. Geol.Soc. China, 18, 59-72.
2. Chen, C. H. (1990) Igneous Rocks in Taiwan, Geology of Taiwan series 1: Central Geol. Surv., M. O. E. A., R. O. C.,137 pp.(in Chinese)
3. Liu, T. C., Chen, B. S. and Chen, C. H. (1999) Melting of two-pyroxene andesite from the Kuanyinshan area, northern Taiwan, up to 2.0 GPa: Jour. Geol. Soc. China, 42(3), 359-384.
4. Liu, S. K. and Chen, C. H. (1991) Geological studies of Cenozoic basalts from northern, western-central and offshore Taiwan: Special Pub. Central Geol. Surv., 5, 15-37.