X 光繞射儀(XRD)分析結果

XRD 分析結果顯示(附錄四)，47 件標本組成礦物為方解石，其 ¹⁸O 數值介於-12.9~3.8‰， ¹³C 數值介於-3.0~6.4‰；17 件標本礦物組成為方 解石和高鎂方解石，方解石與高鎂方解石含量的百分比為 80:20 到 94:6 之間，其 ¹⁸O 數值介於-13.3~-3.1‰， ¹³C 數值介於-1.0~4.0‰，惟標本 FT_65 方解石與高鎂方解石的含量百分比為 45:55，其 ¹⁸O 數值為-11.0‰，

13C 數值為 1.9‰；2 件標本礦物組成為方解石、高鎂方解石和白雲石，

含量百分比分別為 82:5:13(GZ_L710)， ¹⁸O 數值為-10.0‰， ¹³C 數值為 3.3‰；58:12:30(GZ_L739)， ¹⁸O 數值為-3.8‰， ¹³C 數值為 5.5‰。

González 和 Lohmann(1985)研究全新世 Enewatak、Bikini、Bermuda 和 Belize 的礁體顆粒和膠結物的碳，氧同位素組成，發現高鎂方解石和 低鎂方解石的碳同位素組成有差異。根據 Jimenez-Lopez 等人(2006)合成 鎂方解石的碳同位素分餾實驗結果，鎂含量與碳同位素數值關係式如 下：

10³ln Mg_cl-HCO3(aq)-= (0.024 + 0.011)mol % MgCO₃ +(0.82 + 0.09) 由於本實驗未測量鎂方解石標本之鎂的含量，故以 Jimenez-Lopez 等 人(2006)的兩組實驗結果，碳酸鎂的含量平均值介於 1.5~13 mol %之間，

將 1.5 和 13 分別帶入算式中，同位素分餾因子（10³ln ）值分別為 0.96 和 1.37，扣除純方解石的 10³ln 值 0.91，含鎂方解石的 10³ln 值較純方 解石多 0.05 和 0.46，又將本研究礦物組成為方解石和高鎂方解石依比例 代入算式中，其碳同位素數值比礦物組成為純方解石的碳同位素數值重 約0.01~0.09‰，接近質譜儀的偵測極限，因此本研究標本中的鎂方解石 的碳同位素數值對純方解石碳同位素的影響是可略的，碳同位素偏移現

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象幾乎不受鎂方解石的影響，鎂方解石對碳同位素偏移量的振幅影響不 大。

Jimenez-Lopez 等人(2006)利用外插的方式，得到白雲石的同位素分 餾因子（10³ln ）為 1.2；而 Sheppard 和 Schwarcz(1970)提出在 25℃，

白雲石相對於方解石較富含¹³C，其同位素分餾因子（10³ln ）為 2.2。

將本研究礦物組成含有白雲石的 2 個標本依比例代入算式中，碳同位素 數值會比純方解石的碳同位素數值重約0.2~0.3‰(同位素分餾因子為 1.2 時)或 0.4~0.7‰(同位素分餾因子為 2.2 時)。與鎂方解石相比，含有白雲 石組成的標本對碳同位素數值影響較大，納水剖面的 GZ_L739 標本的碳

同位素數值為5.5‰，為碳同位素正偏移中碳同位素數值的最大值(圖

4.17)，若扣除因白雲石造成的碳同位素數值變重現象，純方解石的碳同

位素正偏移現象仍然存在，惟偏移振幅最多會變小0.7‰，但仍可表現出

該層位之峰值。

故本研究中，含有鎂方解石與白雲石的標本，碳同位素數值會較純 方解石重，其中白雲石影響較大，但此碳同位素變重現象不會影響原有 的碳同位素偏移事件，只會影響偏移的振幅，因此，本研究的標本在進 行地層對比上是可用的。

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圖 4.17 中國貴州省納水剖面碳酸鹽岩碳同位素組成變化。有紅色外框為 XRD 分析標本。

Serpukhovian Bashkirian Moscovian Kasimovian

Gzhelian Asselian Sakmarian Artinskian Kungurian Roadian Wordian

P er mi an C arbon ifer ou s

280

300

320 Age (Ma)

Olive Brownish Light Medium Dark

δ¹³C (‰)

-2 -1 0 1 2 3 4 5 6

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