海岸山脈南段泰源盆地之有機地化特徵

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張宏浩(Hong-Hao Chang) 查詢紙本館藏

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應用地質研究所

論文名稱

海岸山脈南段泰源盆地之有機地化特徵

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摘要(中)

前人於馬達吉達溪區域出露的八里灣層與蕃薯寮層之磁地層與生物地層(浮游性有孔蟲、鈣質超微化石)整合研究，測定了上新世-更新世快速沉積的地層年代，剖面年代跨距自3.4Ma以迄約1.2Ma，其中有一長時間的地層缺失，約始於2.92Ma以至2.1Ma；另於三仙溪區域之研究，測定其年代跨距自1.69Ma至0.7Ma，綜觀前人對此區域尚未有以岩樣有機物成分為主的研究。本研究結合有機物地化分析與前人無機物的研究資料，討論海岸山脈南部不同地層單位之沉積環境變遷。使用的研究方法有三，一為煤岩分析鏡煤素反射率(Ro%)；二為Rock-Eval 熱裂分析，探討有機質成熟度，得到地層岩樣碳氫化合物含量與特性；三為X-射線繞射分析(XRD)，用於檢測岩樣的礦物組成。煤岩分析顯示馬達吉達溪露頭，較深較老的蕃薯寮層之Ro為0.5至0.8%，較淺年輕的八里灣層為0.8至1.2%，Tmax一致約430℃，均屬於成熟的有機材料。三仙溪岩層露頭均屬八里灣層，資料大致分為兩個群落，Ro為0.8至1%，Tmax為430℃屬成熟有機材料；Ro為0.3%，Tmax約為370℃，屬未成熟的有機材料。由碳化漂木的偏低Ro值，可知八里灣層之成熟有機材料應為外地生，未成熟有機材料應為本地生。進一步進行樣本XRD分析，確認材料的可能來源。由馬達吉達溪之XRD全岩分析初步分析結果，可知材料之礦物包含伊萊石、石英、方解石等，但因石英訊號太強，會降低黏土礦物成分的訊號可信度，故進一步利用化學方法，去除海鹽、碳酸鹽與降低石英成分後，再經由XRD儀器分析得到黏土礦物成份，以伊萊石為指標黏土礦物。煤岩分析的結果與伊萊石成分分析結果相比較，顯示年輕地層確實有來自中央山脈的材料變質。

摘要(英)

Past study about magnetic and biostratigraphy from planktonic foraminifera and calcareous fossils of Baliwan formation and Fanshuliao formation in the Madagida-chi area and determined the stratigraphic age is the Pliocene-Pleistocene with rapid deposition. The profile spanned from 3.4 Ma to 1.2 Ma with a long time missing hiatus starting from 2.92Ma to 2.1Ma. On the other hand, the study of Sanxian-chi area determined the age is from 1.69Ma to 0.7Ma .However, in sedimentary rocks had not been thoroughly studied. This study combines the analysis of organic matter with previous inorganic studies so as examine the depositional environment of stratum units in the southern Coastal Range of Taiwan. Rock-Eval pyrolysis is used for maturity and characteristics of organic matters. Then, X-ray Diffraction analysis (XRD) is used to detect mineral composition especially clay minerals. In Madagida-chi area, the deeper Fanshuliao Formation exhibits Ro values from 0.5 to 0.8%, whereas the shallower Baliwan Formation exhibits Ro value from 0.8 to 1.2%. Tmax of both formations have a similar value about 430 °C. On the other hand, outcrops of Sanxian-chi belong to Baliwan Formation, the data can be divided into two groups：1) Ro value 0.8 to 1%, and Tmax is 430 ℃, a matured organic material. 2) Ro 0.3% and Tmax is about 370, an immature organic materials. Additionally from Ro of carbonized wood, it can be seen that the mature organic material of Bailiwan Formation should be allochthonous origin, whereas the immature organic material should be autochthonous material. XRD analysis was further performed to confirm possible sources of the material. According to results of XRD, most of samples from Madagida-chi contain illite, quartz and calcite. Because the signal of quartz is so strong that will influence the signal of other clay minerals, chemical method was performed to remove the salt, carbonate and quartz, before analyzing clay mineral composition. Finally the results of petrographic analysis are compare with the results of XRD, it confirmed that the metamorphic material from Central Mountain Range had been included in Baliwan Formation.

關鍵字(中)

★ 有機
★ 地化
★ 泰源盆地

關鍵字(英)

論文目次

目錄
摘要......................................................I
Abstract.................................................II
誌謝...................................................IV
目錄...................................................V
圖目錄..................................................VII
表目錄.................................................X
一、緒論..................................................1
1.1 研究動機與目的....................................1
1.2 文獻回顧.........................................2
1.2.1 海岸山脈構造發展歷史概述......................2
1.2.2 蓬萊造山運動與台灣磁生物地層概述..............5
1.2.3 研究方法相關文獻..........................9
二、研究區域地質背景.....................................12
2.1 海岸山脈南段泰源盆地之起源.....................12
2.2 採樣區域.........................................17
三、研究流程與方法.......................................21
3.1 研究流程......................................21
3.2 熱裂分析原理與實驗流程..........................22
3.3 鏡煤素反射率(Ro)之原理與實驗流程............26
3.4 X光繞射(XRD)原理與實驗步驟......................37
四、研究結果與討論......................................49
4.1熱裂分析實驗結果..............................49
4.2熱裂分析實驗結果討論............................52
4.3、XRD實驗結果...................................58
五、結論................................................67
六、參考文獻............................................70
附錄A、馬達吉達溪樣本之XRD掃描結果。..................80
附錄B、XRD分析樣本前處理完成度確認單。.................96

圖目錄
圖1-1、台灣地體構造示意圖。...............................3圖1-2、泰源盆地地形圖與地質圖。...........................8圖2-1、馬達吉達溪採樣點位置。............................17圖2-2、三仙溪採樣點位置。................................19圖3-1、研究流程圖。......................................21圖3-2、熱裂分析示意圖。..................................23圖3-3、熱裂分析儀器Rock-Eval II plus TOC。...............25圖3-4、不鏽鋼研磨缽組。..................................28圖3-5、鐵製模具(含蓋)。..................................28圖3-6、氣槍和篩網(20號)。...............................28圖3-7、烘箱。............................................28圖3-8、排煙櫃。..........................................28圖3-9、排煙櫃。..........................................28圖3-10、排水管。.........................................28圖3-11、抽水管。.........................................28圖3-12、離心機與離心機內部構造＆放置試管的模具。.........29圖3-13 (a)用不鏽鋼研磨缽的鐵槌將大塊岩石標本敲碎。(b)將
碎掉的岩石標本用研磨缽在敲成碎顆粒。(c)將碎顆粒放
入鐵製模具中。....................................30
圖3-14(a)岩石磨碎機與按鍵。(b)注意鐵製模具的線要與機器的
線對齊。(c)鐵製模具中，細顆粒~粉末大小的碎屑。.....30
圖3-15(a)手動過篩。(b)秤重。.............................31
圖3-16(a)秤好所需要的碎屑重量。(b)碎屑放入鐵氟龍燒杯中。
(c)在排煙櫃中進行以下實驗。(d)加入RO水用塑膠攪拌
棒攪拌形成泥水漿。................................32
圖3-17(a)將鹽酸沿著攪拌棒倒入泥漿中。(b)產生過多氣泡可以
用洗瓶噴水減緩。..................................33
圖3-18(a)因鹽酸處理，減少許多泥水漿。(b)加入RO水約8分
滿。..............................................34
圖3-19(a)用抽水管抽離上層酸性液體層。(b)加入HF。..........34
圖3-20、X光繞射原理示意圖。..............................38圖3-21(a)天平平衡兩隻一組的樣本重量。(b)樣本置於離心機。..44
圖3-22(a)置於大型震盪機之樣本。(b)樣本置於通風櫥靜待兩
日反應完全。......................................44
圖3-23(a)準備針筒用之空燒杯。(b)編碼後之樣本。(c)樣本洗
入對應編碼之燒杯。(d)並插入針筒。(e)抽取樣本礦物
成分並注入對應編號之試管。........................46
圖3-24(a)震盪機均勻混合樣本。(b)滴管抽取樣本液體。(c)樣
本液體滴入試片。(d)靜待自然風乾之試片。...........47
圖3-25(a)烘乾樣本之烘箱。 (b)儀器內試片置放處。(c)XRD
儀器掃描設定介面與外觀。..........................48
圖4-1、馬達吉達溪鏡煤素反射率、熱裂分析、年代與地層柱
比較圖。..........................................51
圖4-2、三仙溪鏡煤素反射率、熱裂分析、年代與地層柱比較
圖。..............................................51
圖4-3、馬達吉達溪樣本Ro%與碳化漂木Ro(紅點)。............56圖4-4、三仙溪樣本Ro%與碳化漂木Ro(紅點)。................56圖4-5、XRD全岩分析測試結果。............................58圖4-6、八個樣本XRD掃描圖譜。............................62圖4-7、伊萊石、綠泥石與高嶺石之含量百分比。...............65圖4-8、馬達吉達溪伊萊石結晶度。............................66

表目錄
表1-1、海岸山脈岩石地層、生物地層與磁地層對比表。.........7
表1-2、有機物成熟度表。...................................9
表1-3、有機質熱成熟度之鏡煤素反射率與Tmax對照表。........11
表2-1、泰源盆地岩性地層特徵、分段依據及年代範圍。........15
表2-2、馬達吉達溪樣本點經緯度位置。.......................18
表2-3、三仙溪樣本點經緯度位置。...........................20
表3-1、六種標準玻璃在546nm光源下的反射率................37
表4-1、馬達吉達溪岩樣之熱裂分析實驗結果，共十八個樣本。....49
表4-2、三仙溪岩樣之熱裂分析實驗結果，共十六個樣本。.......50
表4-3、挑選自馬達吉達溪的樣本編號、所屬地層與熱裂分析結
果。..............................................54
表4-4、馬達吉達溪樣本Ro與碳化漂木Ro。.....................55表4-5、三仙溪樣本Ro與碳化漂木Ro。........................59
表4-6、XRD掃描峰值礦物對照表。...........................61
表4-7、EG片各黏土礦物與石英之對應峰積分值。..............64
表4-8、伊萊石、綠泥石與高嶺石之含量百分比。..............65

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指導教授

蔡龍珆(Loung-Yie Tsai)

審核日期

2018-7-12

推文