2018 Fiscal Year Research-status Report
Reexamination of the genesis of adakitic magma: with special reference to the significance of metamorphosed layered gabbros
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18K03790
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| Research Institution | National Institute of Polar Research |
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Principal Investigator |
本吉 洋一 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (90211606)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣井 美邦 国立極地研究所, 研究教育系, 外来研究員 (40019427)
白石 和行 国立極地研究所, その他部局等, 特任教授 (90132711)
川嵜 智佑 愛媛大学, 理学部, 研究員 (50136363)
土谷 信高 岩手大学, 教育学部, 教授 (50192646)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | アダカイト / 海洋地殻 / 層状斑れい岩 / 高圧変成作用 / 大陸地殻 / 三波川変成帯 / 高温高圧実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、珪長質マグマの生成をマントルに沈み込んだ含水鉱物に富む変成岩の脱水部分融解過程によって説明しようとするものである。若くて熱い海洋プレートが沈み込み、マントル内で部分融解して生ずるアダカイト質マグマは、太古代の花崗岩類の多くがアダカイト質であることから、近年大陸地殻の形成に大きく関わる点で注目を集めている。ただ、一口にアダカイトといってもその化学組成は多様であり、必ずしもMORB組成の海洋地殻のみの関与だけでは説明できない。海洋地殻は、第2層であるMORBの下位に量的にははるかに厚い第3層である層状斑れい岩が存在しており、これらはマグマの結晶分化作用によって広範な組成・鉱物共生の岩石になっている。これらが海溝深部で融解すれば、アダカイト質マグマの多様性を説明する上で重要なキーとなる。
本研究テーマを進める上で必要となる岩石試料のサンプリングを、2018年11月下旬に愛媛県新居浜市足谷川において実施し、変斑れい岩を採集した。この調査には、研究代表者本吉と研究分担者廣井、川嵜が参加した。
採集した岩石を国立極地研究所において薄片に加工し、偏光顕微鏡観察を行った。これらの岩石は、元々海洋地殻を構成する斜長岩が海溝深部で高圧変成作用を受け、藍晶石ーパラゴナイトーゾイサイトを主体とする鉱物共生が生じている。原岩の鉱物組み合わせや化学組成を反映して、ざくろ石や角閃石が含まれることもある。
四国三波川変成帯にはこうした変斑れい岩が分布するが、それらの一部はすでに露頭でのサンプリングが困難な場合もあるため、過去に同地域を調査された名古屋大学・榎並正樹教授より試料の提供をいただき、今回サンプリングした試料を合わせて顕微鏡観察を行うとともに全岩化学分析を行った。分析したサンプルは5点であり、2019年3月に島根大学理工学部の蛍光X線分析装置を用いて行った。
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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
本研究に必要な岩石試料である変成した斑れい岩は、研究代表者らによる四国でのサンプリングにより採集することができた。ただ、露頭へのアクセスは現在難しくなっている場所もあり、そのためかつてその地域を対象に調査されたいた名古屋大学・榎並正樹教授からの提供により、別途サンプルを確保することができことで、研究の準備が整った。
これらのサンプルは、国立極地研究所において薄片に加工され、ただちに偏光顕微鏡観察に供された。鏡下観察の結果、原岩である海洋地殻起源の斑れい岩は、三波川変成作用を受けて、高圧の変成条件を示す藍晶石ーパラゴナイトーゾイサイトを主体とする鉱物共生に改変されている。また原岩の鉱物組み合わせや化学組成を反映して、ざくろ石や角閃石が含まれることも確認した。鉱物共生ならびに反応組織から、
斜長石+H2O→藍晶石+ゾイサイト+石英、斜長石+ざくろ石+H2O→ゾイサイト+石英、斜長石+コランダム+H2O→ゾイサイト+石英、斜長石+ざくろ石＋コランダム+H2O→ゾイサイト
といった、主に斜長石の加水分解反応が想定される。
また、原岩の化学組成の多様性を検証するために、全岩化学分析を島根大学理工学部の蛍光X線分析装置を用いて行うこともできた。データの解析はこれからであるが、研究初年度としてほぼ計画通りの項目も実施することができたので、おおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は昨年度に引き続き岩石の記載を行う。とくに偏光顕微鏡による観察に加えて、走査型電子顕微鏡を用いて微細組織の解析を行う。同時に構成鉱物のX線マイクロアナライザによる鉱物の化学分析を行う。分析は、国立極地研究所所有の装置を使用する。分析結果をもとに、変成温度圧力条件の推定を行うとともに、高温高圧実験の条件を設定するための基礎データとする。
また、全岩分析結果を詳細に解析し、化学的特性を明らかにするとともに、原岩の化学組成と構成鉱物との対比を試みる。
さらに、鏡下観察の結果から想定される反応の物理条件（温度、圧力）を決定するために、採集した岩石を出発物質とした高温高圧実験を行う。実験は、研究分担者である川嵜とともに、山口大学大学院創成科学研究科所有のピストン・シリンダー装置を用いて行う予定である。実験は、出発物質である変斑れい岩を部分融解させ、生成した液と溶け残り物質（レスタイト）を記載・分析して、部分融解過程ならびにその生成物の化学的特徴や多様性を明らかにすることを目指す。
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Research Products
(4 results)
