风化安山岩[精选].doc

風化安山岩主要化學成份變化之研究* A Study on chemical composition variations of weathered andesite* 蔡 裕 偉1,2 ■ 賴 玟 錦1 ■ 羅 　 偉2 * 九十七年十月二十三日在本會九十七年年會宣讀之論文 1 中國文化大學地質學系 2 國立台北科技大學資源工程研究所 大屯火山群位於台灣北部台北盆地北方，主要組成岩石為安山岩，局部為火山碎屑岩和玄武岩。安山岩的化學組成複雜，其中也包括一些重金屬錳、鉻、砷、銅、?等。安山岩經過風化作用後，釋出的各種元素可能影響水質或土壤。 本研究使用能量分散式X光螢光光譜儀直接檢測安山岩之化學成分，探討安山岩經風化作用後化學組成之變化。 結果顯示，多數安山岩風化後化學成份SiO2、MgO、CaO、Na2O相對含量減少，Al2O3、Fe2O3、K2O、Ti2O、MnO、P2O5、SO3相對含量增加。 關鍵詞： 安山岩、風化作用、能量分散式X光螢光光譜儀 The Tatun Volcano Group is situated in the north bounds of the Taipei Basin. It consists mainly of andesite with localized minor amount of pyroclastic rock and basalt. The chemical compositions of andesite are very complex. It may include some heavy metals such as manganese, chromium, arsenic, copper, etc. The elements leaching from andesite may affect the chemical composition of river water and soils. This study uses the EDX-XRF to detect the variations of chemical composition of andesite. Results show that SiO2、MgO、CaO、Na2O content is decreased while Al2O3、Fe2O3、K2O、Ti2O、MnO、P2O5、SO33content is increased in weathered parts of most andesites. Key words: Andesite, Weathering, EDX-XRF. 一、前　言 大屯火山群位於台北盆地北方，緊鄰大台北都會區。大屯火山地區蘊藏豐富的水資源，提供當地及周圍都會區的部分民生用水。大屯火山群分佈最廣的岩石是安山岩，其次為火山碎屑岩和玄武岩。岩石受風化作用後，會釋出許多不同的化學成份影響水質（陳靜生等，1992；賴奕蓁，2003；Chiba et al., 2005；葉春國等，2007）。而針對安山岩風化的研究在國內並不多，過去的相關研究主要著重於探討土壤化育和性質為目的（黎靜韻和梁鉅榮，1969；Asio and Chen, 1998；江志峰等，2003），實驗探討安山岩或蝕變後其化學成份之變化（Li et al., 2002）。國外文獻關於安山岩風化作用的相關研究方向較廣，例如建立安山岩風化殼之形成模式（Oguchi, 2004)，研究安山岩風化殼之特性（Oguchi and Matsukura, 1999），實驗探討安山岩風化後成份之流失情形（Kamiya, 1960），安山岩風化後的工程特性（Karpuz and Pasamehmetoglu, 1997）。 本研究嘗試使用非破壞性 EDX-XRF 儀器直接檢測安山岩的化學組成，可以迅速獲得安山岩之主要化學成份含量，探討安山岩風化後主要化學成份含量之變化。 二、研究方法 分析岩石化學成份之儀器方法有很多，例如原子吸收光譜儀、感應耦合電漿質譜儀。但這些方式需要將岩石溶製成液態，才能檢測，不但費時較久、成本高且消耗標本。本研究嘗試使 用非破壞性 EDX-XRF 檢測安山岩風化後主要化學成份之變化，主要流程如下： 1. 野外採集安山岩樣品。在大屯火山群選擇熔岩流地區的安山岩採樣，樣品包括：(a)風化之後已形成明顯之風化殼；(b)表層有明顯的鐵質包覆；(c)或者有土壤、青苔及水流等接觸安山岩表面。 2. 保留安山岩外表風化面，將岩樣切割成小塊，使內部較新鮮面也露出。 3. 將安山岩塊較新鮮面磨平，風化面則適度磨平，避免嚴重破壞風化面。 4. 使用能量分散式X光螢光光譜儀（SHIMADZU EDX-900HS）進行主