島弧マントルにおけるHFS元素の枯渇過程

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07404026
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (A)
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 周藤 賢治 新潟大学, 理学部, 教授 (50143748)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤林 紀枝 新潟大学, 教育学部, 助教授 (20238603) ; 志村 俊昭 新潟大学, 自然科学研究科, 講師 (70242451) ; 宮下 純夫 新潟大学, 理学部, 助教授 (60200169)
• Keywords: 東北日本弧 / Sr同位体比 / Nd同位体比 / HFS元素 / 玄武岩 / OIBソース / MORBソース

Research Abstract

研究代表者らによって,東北日本弧の漸新世以降の火山岩類のSrおよびNd同位体組成のデータに基づき、東北日本弧の上部マントルには同位体的に2つの異なるソースが提唱されている。一つは同位体的に非枯渇的な島弧リソスフェア性マントルで、もう一つは同位体的に枯渇的したソースで15Maあたりに背弧側へ上昇したアセノスフェア性マントルである。これらの斬新世以降の玄武岩のHFS元素(Nb、Ti、Y、Zr)どうしの比の時間的変化を検討した結果以下の点が明らかとなった。
(1)島弧リソスフェア性マントルに由来する玄武岩のZr/Y比は35Ma以降時間とともに減少するのに対して、Ti/Zr比は増加傾向を示す。また,各時代の玄武岩の中で最も低いZr/Y比を有する玄武岩を2Nb-Zr/4-Y図で検討したところ,島弧リソスフェア性マントルマントルは35Maから第四紀に向かって,NbとZrに富む側からこれらの乏しくなる側にほぼ直線的に変化することが明らかとなった.これらの事実に基づき、島弧リソスフェア性マントルは、斬新世以降、HFS元素にエンリッチしたOIBソース的なものからN-MORBソース的なものを経て現在のHFS元素に枯渇したソースに変化してきたことを議論した。このような,島弧リソスフェア性マントルにおけるHFS元素比の経年変化は,マントルからの玄武岩質マグマの継続的な生成によって生じたものと考えられる.
(2)一方,アセノスフェア性マントルに由来する玄武岩のこれらの比は上記玄武岩とは異なる変化パターンを示す。しかし,これらの玄武岩のデータが不足しているので,アセノスフェア性マントルのHFS元素の経年変化の詳細は今後の研究の蓄積によって明らかになるであろう.

Research Products

• [Publications] 宮下純夫: "日本海盆奥尻海嶺玄武岩の岩石学-島弧およびプリュームタイプの火成作用(英文)" 地質学論集. 1-21 (1995)
• [Publications] 上松昌勝: "能登半島北部漸新統穴水累層に産するソレアイト質玄武岩、高マグネシア安山岩、古銅輝石安山岩およびアダカイト様安山岩の成因" 地質学論集. 101-124 (1995)
• [Publications] 藤林紀枝: "東北日本弧北端、積丹半島-支笏湖地域における中新世後期〜鮮新世火山岩類の化学組成の時空変遷" 地質学論集. 181-195 (1995)
• [Publications] 中嶋聖子: "東北日本弧,後期中新世〜鮮新世火山岩の島弧横断方向における化学組成および同位体組成変化" 地質学論集. 197-226 (1995)
• [Publications] 周藤賢治: "東北日本弧リソスフェア性マントルにおけるHFS元素の枯渇現象" 地質学論集. 241-262 (1995)