關於大陸地殼成分比較接近安山岩這件事 - 地球科學討論

早就聽說了，但從來沒認真去瞭解過。上禮拜上完鍾大的課才知道是1995年左右的結果，

然後把鍾大給的兩篇參考資料找出來，稍微整理了一下。

也許有人會需要，就分享一下。

如果有寫錯的地方，還請各位不吝指教。

謝謝～

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網誌版：http://mygeotravel.org/hcc/blog/2010/05/22/4498.html

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大陸地殼的成分應該比較接近花岡岩還是安山岩？

如果拿這個問題來辦個投票，不知道回答那個答案的人會比較多？如果你的答案
是「花岡岩」，那你應該繼續看一下這篇文章。如果你的答案是「安山岩」，那你
就應該知道我為什麼要寫這篇文章了。簡單來說，這個問題的答案是「安山岩」。

其實在我當學生的那個年代，應該沒有人不知道「大陸地殼是花岡岩」這件事。
但最近這幾年，每次遇到搞地球化學的那些傢伙，就三不五時會被提醒「大陸地
殼是安山岩」（精確一點來說應該是「大陸地殼的平均組成成分比較接近安山岩」）。
雖然我不會去懷疑他們的專業，但我卻一直沒去追問過「到底大陸地殼是甚麼時
候變成安山岩」的這件事。直到上禮拜鍾大的地球化學課講到大陸地殼，我才搞
清楚原來這件事已經發生一段時日了。

最重要的論文應該是在1995年兩篇回顧的論文，一篇是Rudnick（1995）發表在
Nature上面的文章，另一篇則是Rudnick and Fountain（1995）發表在Reviews of
Geophysics上面的文章（由於這兩篇都是回顧的論文，可見得相關研究應該在這
之前就已經被陸陸續續發表）。兩篇文章整理了地球物理以及地球化學的分析結
果，將大陸地殼平均的組成成分加以統計之後，得到「大陸地殼平均組成成分應
該比較接近安山岩」這樣的結論。

要研究大陸地殼的組成，從地殼表面直接採樣當然是最簡單的方法。由於大陸地
殼的表面主要都是花岡岩分佈，所以過去才會有「大陸地殼是由花岡岩所組成」
的這種說法。如果想知道大陸地殼表面的花岡岩之下究竟是甚麼，則可以藉助：
（1）出露在地表的麻粒岩（Granulite，又名粒變岩，其形成條件的溫壓狀況，
相當於下部地殼的深度）樣本；（2）捕虜岩中麻粒岩的彈性性質，配合下部地殼
地震波速度的觀察結果；（3）以不同比例混合鐵鎂質及矽鋁質岩石型態，以符合
地熱流的觀測結果（reviewed by Rudnick and Fountain, 1995）。來瞭解下部地殼的
成分，乃至於整個地殼的平均成分。

下表是Rudnick and Fountain（1995）所統計大陸地殼的平均成分，我們可以只看
最簡單的二氧化矽含量（紅色框框）就好。根據一般對岩漿分類的定義：酸性岩
漿（花岡岩）的二氧化矽含量大約是70％，中性岩漿（安山岩）的二氧化矽含
量大約是60％，基性岩漿（玄武岩）的二氧化矽含量則大約是50％。因此大陸
地殼的平均組成成分中，二氧化矽含量約為59％的結果顯示，大陸地殼的平均
成分是比較接近安山岩的。

http://mygeotravel.org/hcc/blog/wp-content/uploads/2010/05/e59c96e7898711.jpg

（上表的數字在2003年，由於加入了大量中國大陸地區的岩石標本測量結果，
於是Rudnick重新計算後得到的數字如下表）

http://mygeotravel.org/hcc/blog/wp-content/uploads/2010/05/e59c96e7898712.jpg

但其實大陸地殼的厚度與組成，在不同地區差異很大，例如下圖（Rudnick and
Fountain, 1995）就將地表根據不同構造地區，大致的地殼厚度及成分分佈呈現出
來。可以發現其實下部地殼的成分相都在中洋脊的玄武岩與安山岩之間。而整個
地殼的平均成分，則幾乎都是落在安山岩附近。

http://mygeotravel.org/hcc/blog/wp-content/uploads/2010/05/e59c96e7898721.jpg

原來，過去說大陸地殼是由花岡岩所組成，是因為上部大陸地殼較多花岡岩的緣
故。而現在大家會說大陸地殼的平均成分比較接近安山岩，則是因為下部地殼的
研究進展所得到的。雖然這其實已經是10多年前的「舊聞」了，但知道得晚總
比一直不知道要好。

謎之音：知道了又怎樣？能吃嗎？

參考資料：
Rudnick, R. L., and D. M. Fountain (1995), Nature and Composition of the
Continental Crust: A Lower Crustal Perspective, Rev. Geophys., 33(3), 267–309.
Rudnick, R. L. (1995), Making continental crust, Nature, 378, 571-578.
Rudnick, R. L. and S. Gao (2003), Composition of the Continental Crust.
In The Crust (ed. R. L. Rudnick) volume 3, pages 1-64 of Treatise on
Geochemistry (eds. H. D. Holland and K. K. Turekian), Elsevier-Pergamon, Oxford

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