1.3 地質背景與樣本簡介

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第一章緒論

1.1 前言

柯矽石(coesite) 與微鑽石是超高壓變質的指標礦物，Chopin (1984)在變質岩中，發現了石英的高壓同質異構物---柯矽石，顯示大陸地殼在造山運動過程中，可深埋至約 100 公里深處，然後再剝露至地表。

1929 年，蘇聯地質學家 P. L. Draverte 在哈薩克斯坦北部 Kokchetav 地區 Zhanasu 河的砂金礦中發現鑽石， M. A.

Abdulkabirova 在該地區發現榴輝岩，並推測榴輝岩與鑽石之間可能存在某種關係。70 年代由 A. A. Zayachkovsky 和 Y. M. Zorin 率領的 Kokchetav 地質勘察隊，在該地區展開了 10 多年的地質調查。他們在 Kumdy 湖周邊採集了 10 m³的榴輝岩、片麻岩、輝石碳酸鹽岩等，從中分選出大量鑽石。基於這些資料，他們認為哈薩克斯坦北部 城市 Kokchetav 鑽石礦床是變質成因之礦床( Pavel et al.﹐2004 )。

哈薩克斯坦 Kumdy-kol 鑽石礦床，產在 Kokchetav 變質雜岩中心，Kumdy 湖附近，主要岩石有黑雲母片麻岩(含榴輝岩透鏡體)、

混成岩、綠泥石石英岩、透閃石石英岩、石榴子石大理岩及花崗岩等。

Kumdy-kol 所含鑽石的石榴子石-黑雲母片麻岩經 Ar/Ar 定年約 515~517 Ma 間（Dobretsov et al., 1999），此區大部份的微鑽石位於

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石榴子石中，且分佈十分不均勻，在一顆石榴子石晶粒中最多可見到數百粒微鑽石，而與之相鄰的石榴子石晶粒卻可能不含鑽石。此地發現微鑽石顆粒大小一般在 10~ 20 微米；大理岩中的單斜輝石所含的鑽石較少量，石墨相對比較多。本地區的變質岩是地殼物質隱沒到地 函深逾 240 公里的產物（Kaneko et al., 2004 ）。

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1.2 研究目的

依據前人研究超高壓變質岩內發現柯矽石或鑽石之包裹體乃為岩石在壓力高到足以使柯矽石(coesite)或鑽石等指標礦物結晶產生 變質作用(P ＞ 2.7 GPa，T ＞ 600 ℃)之環境下形成者 (Liou et al., 2004)（圖 1-1）。

本研究希望透過拉曼光譜分析、掃描式電子顯微鏡-能量分布光譜儀（SEM-EDS）等方法，探討微鑽石的產狀。拉曼光譜實驗主要用來觀察哈薩克斯坦變質岩中的石榴子石礦物所含微鑽石的分布情形，並進一步以軟體 3D-Max 建立三度空間立體分布圖，探討微鑽石存在於石榴子石礦物裂縫中的產狀。

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圖 1-1 超高壓及高壓變質作用範圍圖，一般以石英/柯矽石相平衡曲線為分界

（Liou et al., 2004），【AM：角閃岩相（amphibolite facies）； Ab：鈉 長石（albite）；Amp-EC：角閃榴輝岩相（amphibole eclogite facies）；

BS ：藍片岩相（ blueschist facies ）； EA ：綠簾石角閃岩相

（ epidote-amphibolite facies ）； Ep-Ec ：綠簾石榴輝岩相

（epidote-eclogite）； GS：綠片岩相（greenschist facies）； GR：麻粒岩相（granulite facies）； HGR：高壓麻粒岩相（high-pressure granulite facies）； Jd：輝玉（jadeite）】。

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