上部マントルカンラン岩およびハンレイ岩の少量部分融解

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03640663
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 新井田 清信 北海道大学, 理学部, 講師 (30111149)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中川 光弘 北海道大学, 理学部, 助手 (50217684)
• Keywords: 上部マントル / カンラン岩 / 部分融解 / 融解実験 / ハンレイ岩 / ソリダス / 角閃石 / 幌満カンラン岩体

Research Abstract

上部マントル由来のカンラン岩は、しばしば層状ないしポケット状のハンレイ岩を含む.両者は,一般に,残留固相および部分融解メルトとしての化学組成を示さない.このことは,カンラン岩やハンレイ岩の少量部分融解による組成改変を示唆している.本年度の研究では,日高変成帯幌満カンラン岩体の残留固相と部分融解メルトを想定して,含水カンラン岩(MORBーPyrolite)にハンレイ岩(HoromanーGBII)層を挟んだ融解実験を行ない,少量部分融解の際のメルトの挙動を検討した.実験は,これら2つの組成をサンドイッチ型に封入して出発物質とし,H20不飽和の含水条件(P=10kb,T=950〜1175℃)でおこなった.実績チャ-ジのカンラン岩とハンレイ岩の両者10kbソリダスの位置とソリダス周辺の相関係を決定するために,EPMA分析を試みた.その結果,以下の諸点が判明した.
1.ハンレイ岩の10kbソリダスはT=950℃付近に位置し,カンラン岩の10kbソリダスはT=1050℃付近に位置している.カンラン岩がソリダス直上(1050℃〜)で少量部分融解メルトを生ずるとき,ハンレイ岩は約50%のメルトを含む.
2.角閃石の安定限界はカンラン岩とハンレイ岩で異なり,ハンレイ岩中の角閃の安定限界はカンラン岩のソリダスより高温側(1050〜1075℃)にある.このことは,上部マントルで含水カンラン岩が少量部分融解を生じるとき,カンラン岩中の角閃石は分解するが,ハンレイ岩層中では角閃石は安定に存在しうることをしめす.
3.メルトのmg♯値(mg♯=100Mg/(Mg+Fe))および共存する苦鉄質鉱物(カンラン石・斜方輝石・単斜輝石・角閃石)のmg♯値はチャ-ジ内で空間的変化をしめし,今回おこなった実験時間(最大で148時間)では,少量部分融解が生じている場合,完全な平衡にたっしていない.
4.実験で生じた角閃石(10kb,1050℃)は,天然のハンレイ岩(GBII)中の角閃石に比べて,Ti02,Na20+K20に乏しく,A1203に富む.これは,カンラン岩の少量部分融解メルトの影響が角閃石の結晶作用に及んでいることを示す.

Research Products

• [Publications] 新井田 清信: "Nowendoc harzburgiteから推定される上部マントル" Geology of the New England Fold Belt. 2. 63-66 (1991)
• [Publications] 中川 光弘: "森吉火山における安山岩ーデイサイト質マグマ生成モデル" 火山. 36. 223-239 (1991)
• [Publications] NIIDA,K.: "Cumulate inclusions from Turtle Rock,Ross Island,Antarctica" Proc,NIPR Symp.Antarct.Geosci.5. 146-157 (1991)
• [Publications] 新井田 清信: "実験と天然のパ-ガサイトーその化学組成にみられる組成およびPT依存性" 岩鉱. 86. 174 (1991)