地殻熱水流動と岩石変質メカニズム

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05232104
• Research Institution: Kochi University
• Principal Investigator: 山崎 仲道 高知大学, 理学部, 教授 (50036589)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木島 宣明 岡山大学, 地球内部研究センター, 講師 (30033260) ; 東 正治 高知大学, 理学部, 教授 (90036583) ; 井沢 英二 九州大学, 工学部, 教授 (50037751) ; 中塚 勝人 東北大学, 工学部, 教授 (60005345)
• Keywords: 熱水 / き裂 / 岩石変質 / フラクタル / スメクタイト / リニアメント / 溶解析出 / 水熱ホットプレス

Research Abstract

地殻熱水流動と岩石変質メカニズムを解明すべく行った研究の内容と成果は以下の通りである。
(1)室内での地殻熱水流動のシミュレーター実験:地殻内での溶解-析出そして再結合岩石化の実験室内でのシミュレーターを世界に先駆けて開発、特性試験を行いほぼ完成した。本装置による予備試験から、溶解-析出による物質移動についてほぼ正確な予測を可能ならしめることができた。また、スメクタイト系粘土鉱物の生成過程を調べ、生成の過渡的なゲル状態の時間や温度による変化から、これらの粘土鉱物はき裂制御の可能な物質であることを確認した。
(2)フィールドからの資料の収集と解析:鹿児島 霧島火山西方にある菱刈鉱山は鉱脈自体が天然のき裂生成とき裂での析出鉱物を目視できる重要なフィールドであり、このき裂に関するフラクタル性を確認すると同時に、地表の航空写真によるリニアメントのフラクタル性を調べ、地下き裂との関連をさぐった。また、鉱脈(き裂での金鉱石析出層)析出の鉱物相を同定し、析出層のK-Ar年代測定から溶解-析出の経時変化をもとめ、き裂の形成は125万年前に始まり、66万年前に終わったことを明らかにした。
(3)抽熱理論への展開:岩石と熱水の相互作用を考える上で溶液の状態が決定的な影響をもち、その中でもpHが特に重要であり、高温pHメーターの作成に見通しをつけた。またコロイドの挙動が重要であり、水熱条件下でコロイド挙動をしらべる準備を終えた。