中嶺背斜之褶皺測試

4.4 章節之實驗結果顯示中嶺背斜地區磁黃鐵礦之殘磁為褶皺形成後才獲得，

因此可繪製出溫度與變形相關之示意圖，並和前人於此區所獲得之核飛跡定年結 果相互比較，試圖重建磁黃鐵礦於生成後降溫至今所記錄的年代。

5.2.1 褶皺測試結果與示意圖

在中嶺背斜區域進行熱去磁實驗只發現磁黃鐵礦的蹤跡，加熱超過 340℃後 殘磁幾乎和背景值相同（圖 4.10），並沒有發現其他鐵磁性礦物，且除了西村層 外並無發現磁黃鐵礦之蹤跡，代表磁黃鐵礦應是由其他礦物轉化而來，可能來源 為黃鐵礦或磁鐵礦，此部分會於下個小節仔細討論。透過磁黃鐵礦之特性可推測 中嶺背斜之形成方式：由前人研究可知此區變質溫度曾高達 350℃左右（Beyssac et al., 2007；郭怡君，1994），岩體經由抬升剝蝕而冷卻，溫度逐漸降低，當溫度 低於磁黃鐵礦的居禮溫度（320℃；Hunt et al., 1995），磁黃鐵礦開始記錄當時的 磁極方向並保存至今，褶皺測試的結果顯示當降溫至 270℃以下，褶皺事件停止 不再變形，此現象和最初情境預測（圖 1.1）之上圖結果較為接近，較為不同的 是已缺少原生礦物之紀錄（圖 5.4）。所以在地層形成至變質溫度高於 320℃之間 發生的變形事件已無法得知，主要原因為無法找到原生殘磁的紀錄，只剩下磁黃 鐵礦的次生殘磁紀錄，因此無法說明中嶺背斜整個變形演化史，此為可惜之處。

圖 5.4 中嶺背斜形成模擬示意圖。黑色箭頭表示原生殘磁方向，藍色箭頭為磁 黃鐵礦的次生殘磁紀錄方向。

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5.2.2 磁黃鐵礦來源討論

早期研究認為磁黃鐵礦主要由黃鐵礦轉變而來（Toulmin and Barton, 1964；

Carpenter, 1974；Hall, 1986），但近年有研究指出泥岩中磁鐵礦會轉變為磁黃鐵 礦（Aubourg et al., 2012；Kars et al., 2014），本小節將分別列出此兩種可能來源 並探究其說法。

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圖 5.5 北橫公路西村層樣本之 X 光繞射光譜。Po 為磁黃鐵礦，Py 為黃鐵礦，

Gt 為針鐵礦（洪崇勝等人，2011）。

圖 5.6 泥岩中的磁性礦物隨溫度與埋藏作用而轉變之模型。左側灰色線、紅色 線與藍色虛線分別為針鐵礦、磁鐵礦及磁黃鐵礦之溫度視窗（Aubourg et al., 2012）。

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5.2.3 冷卻年代計算

已知磁黃鐵礦低於其居禮溫度 320℃後開始記錄磁極方式，本小節試圖利用 前人之核飛跡定年資料重建中嶺背斜於 320℃開始抬升降溫不再變形的年代。李 定原（2004）以磷灰石核飛跡定年探討雪山山脈北段的熱歷史，磷灰石的封存溫 度約為 135℃，在中嶺背斜的西村層所測出的年代為 1.0±0.2 Ma；謝雪莉（1990）

以鋯石核飛跡分析臺灣數條公路，鋯石的封存溫度大約為 235℃，其中北橫公路 的西村層年代測出為 6.3±0.7 Ma。假設溫度冷卻過程和年代為一線性關係，以磁 黃鐵礦其居禮溫度 320℃開始紀錄磁極為標準，和前人定年結果進行回歸（圖 5.7），

可得中嶺背斜從 320℃冷卻並不再有褶皺變形事件的年代為 10.4 Ma，對應磁極 正反條帶（Cande and Kent, 1995）結果為正，和現今磁場方向相同，但由於熱去 磁選取 270-340℃所得磁黃鐵礦紀錄之磁傾角結果為負，和地磁表結果並不相符，

但因當初去磁溫度選取範圍過大，以約 30-40℃為一加熱區間，若以 270-340℃

溫度範圍來估計，獲得的年代範圍擴大至 8-11.2 Ma。

因計算的冷卻年代結果範圍過大，可用性不足，建議實驗日後應修正將加熱 去磁的溫度區間降低，如 Crouzet et al.（2003）的研究結果，將加熱區間縮小至 5-10℃內，應可將急劇變化的殘磁值及方向侷限住，增加精密度並降低誤差。

圖 5.7 中嶺背斜冷卻過程中溫度與之年代對照圖。下圖為磁極正反條帶（Cande and Kent, 1995）。

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