2016 Fiscal Year Research-status Report
灰長石巨晶とその包有物から探る島弧マグマの揮発性成分
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16K20921
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
越後 拓也 秋田大学, 国際資源学研究科, 准教授 (30614036)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | メルト包有物 / 揮発性成分 / 島弧マグマ / 灰長石巨晶 / EPMA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は新潟県佐渡島南端の小木半島に産する玄武岩に含まれる灰長石巨晶中の包有物や内部組織などを波長分散型電子線プローブマイクロアナライザ（EPMA）により組織観察と化学分析を行い、灰長石巨晶の生成環境や成長機構を考察した。小木半島産玄武岩に含まれる粒径1cm以上の粗粒な斜長石斑晶の化学組成はAn成分が92-94%の灰長石端成分を含むのに対し、粒径が100-200μmの長柱状斜長石斑晶はAn成分が79-84%の亜灰長石に相当し、明確に区別できる。灰長石巨晶の化学組成は中心部から縁辺部に至るまで均質で累帯構造や反応縁はみられない。また、今回調べた灰長石巨晶にはカンラン石包有物は発見されなかったが、直径1mm前後の融食形を示す斜長石包有物が多数観察された。この斜長石包有物の化学組成がホストである灰長石巨晶と同じAn92-94であることから、灰長石巨晶はマグマ溜まり中で融解と析出を繰り返しながら大きく結晶成長した可能性が高い。他の包有物としては、Fe-Cu-Ni硫化物およびSやClなどの揮発性成分を含む苦鉄質メルト包有物が観察された。SやClに富む苦鉄質メルト包有物は、太平洋－オーストラリアプレート境界の背弧海盆であるラウ海盆の海底火山で噴出する玄武岩中のカンラン石斑晶中にも発見されており (Kamenetsky et al 1997)、これらの揮発性成分は、沈み込むスラブからマントルウェッジに供給されたものと考えられている (e.g., Wallace 2005)。以上の結果から、本研究で調べた灰長石巨晶は、沈み込むスラブから離脱したSやClを含む苦鉄質マグマがマグマ溜まりに繰り返し注入したことによるオストワルト熟成 (Ostwald ripening) で成長したと結論づけた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は電子プローブマイクロアナライザ（EPMA）を用いた灰長石巨晶中の微小包有物（メルト包有物）の正確な化学組成分析に着手し、硫黄や塩素といった揮発性成分の定量分析を行った。灰長石巨晶中のメルト包有物は多くが直径50μm程度であり、プローブ径や加速電圧などを最適化する必要があったが、良い標準試料を揃えたこともあり、非常に良いデータを出すことが出来た。また、直径5μm以下の微小鉱物包有物の相同定を行うため、顕微ラマン分光分析法を応用し、正確な相同定を行うことに成功した。こうした分析技術の向上により、灰長石巨晶の成因や島弧マグマ中の揮発性成分に関してこれまで分からなかったことが分かるようになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
前述のとおり、今年度は硫黄や塩素を含む微小包有物（メルト包有物・鉱物包有物）の分析方法を確立し、背弧に産出する灰長石巨晶から沈み込むスラブ由来の揮発性成分を検出することができた。今後は背弧に限らず、日本列島各地に産出している灰長石巨晶中の微小包有物にこうした微小領域分析法を適用し、島弧マグマ深部での揮発性成分の分布を調べていく。また、これらの分析と合わせてICP-MSやLA-ICP-MSなどを用いた微量元素分析を行い、灰長石巨晶の成長機構や起源マグマに関する研究を進めていく。
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| Causes of Carryover |
当初の計画では、30試料前後の薄片作成および化学分析を外注する予定（合計60万円）であったが、薄片の作成を学内で行ったことや、化学分析の外注に出した試料が少なかったことなどが重なり、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
薄片作成や化学分析をすべき試料はまだ多く残されているので、次年度使用額は予定通りそれらの外注に使用する予定である。
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