泥岩の高温高圧相変化と溶融関係:大陸地殻形成と高マグネシウム安山岩の成因

• Project/Area Number: 14654093
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Petrology/Mineralogy/Science of ore deposit
• Research Institution: Ehime University
• Principal Investigator: 川嵜 智佑 愛媛大学, 理学部, 教授 (50136363)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2004: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2003: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2002: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 泥岩 / 大陸地殻 / 安山岩質マグマ / 超高温変成岩類 / 花崗岩質マグマ / 石英-コランダム共生 / サフィリン / 珪線石 / 泥質岩 / 溶融実験 / 雲母 / スピネル / 斜方輝石 / ルチル / Fe Mg分配 / 最高変成温度 / エンダビーランド / ルンドボークスヘッタ / 斜方輝石-サフィリン地質温度計 / 斜方輝石-ザクロ石地質温度計

Research Abstract

オーストリア,カーニック・アルプスで採取した泥岩について,8キロバールから14キロバールまでの圧力範囲で,700℃から1150℃までの温度範囲で,256時間から407時間の保持時間で高温高圧実験を行った.8キロバール700℃で菫青石+黒雲母+カリ長石+曹長石+石英+ルチル+チタノマグネタイト+気相の組み合わせ安定であった.この組み合わせのうち,8キロバール800℃で黒雲母と曹長石が消滅し,新にスピネルとメルトが出現した.このことは,8キロバールでは,700℃と800℃の間の温度で,溶融を開始することを示している.8キロバール900℃ではカリ長石が消滅し自形のコランダムが出現した.この新に出現したコランダムは自形の石英結晶と直接しており,この条件では,スピネル+コランダム+石英が安定で,サフィリン+珪線石が不安定であることを示唆している.また,9キロバール1050℃では,超高温変成岩類に普遍的に観察される鉱物組み合わせである斜方輝石+菫青石+サフィリン+スピネル+珪線石+石英とメルトが出現した.このメルトは花崗岩質の組成を有していた.この事は,沈み込むプレートで地下深所にもたらされた泥岩もしくは泥質岩が地殻下部の条件で,部分溶融することにより,安山岩質マグマよりもむしろ花崗岩質マグマが発生し,地殼下部に超高温変成岩類を溶融残存物として貯蓄していく可能性を示唆している.14キロバール1150℃の条件では,リキダス相としてコランダムが出現しメルト+気相と共生していた.このメルトの組成は安山岩質であった.この事から,泥岩や泥質岩の溶融の度合い違いにより,花崗岩質マグマから安山岩質マグマへの多様なマグマが発生する可能性を示唆している.

Research Products

• [Journal Article] Experimental estimation of the metamorphic condition of a phlogopite-bearing orthopyroxene granulite from Howard Hills, Napier Complex, East Antarctica (2004)
  • Author(s): Sato K, Miyamoto T, Kawasaki T
  • Journal Title: Gondwana Research 7 Pages: 1383-1384
• [Journal Article] Experimental constraints of metamorphic pressure and temperature, and phase relations of a phlogopite-bearing orthopyroxene granulite from Howard Hills, Napier Complex, East Antarctica (2004)
  • Author(s): Sato K, Miyamoto T, Kawasaki T
  • Journal Title: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 99 Pages: 191-201
• [Book] Geological Map of Skallen (Revised Version), Antarctic Geological Map Series, 39 (2004)
  • Author(s): Osanai Y, 他12名, 10番目
  • Total Pages: 29
  • Publisher: National Institute of Polar Research
• [Publications] Sato K, Miyamoto T, Kawasaki T: "Experimental constraints on metamorphic pressure and temperature, and phase relations of a phlogopite-bearing orthopyroxene granulite from Howard Hills, Napier Complex, East Antarctica."Journal of Mineralogical and Petrological Sciences. 99(in press). (2004)
• [Publications] Kawasaki, T., Sato, K.: "Experimental study of Fe-Mg exchange reaction between orthopyroxene and sapphirine and its calibration as a geothermometer"Gondwana Research. 5. 741-747 (2002)
• [Publications] Kawasaki, I., Sato, K., Motoyoshi, Y.: "Experimental constraints on the thermal peak of a granulite from Mclntyre Island, Enderby Land, East Antarctica"Gondwana Research. 5. 749-756 (2002)
• [Publications] Sato, K., Kawasaki, T.: "High-pressure and high-temperature experiments on the phase relations in the system of Mg-rich garnet composition (Prp75Alm25), and on the Fe-Mg partitioning between garnet and orthopyroxene"Polar Geoscience. 15. 1-15 (2002)