2011 Fiscal Year Annual Research Report
ジルコンから読み取る沈み込み帯深部の脱水および融解過程
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21540468
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
岡本 和明 埼玉大学, 教育学部, 准教授 (60456001)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺林 優 香川大学, 工学部, 教授 (40243745)
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| Keywords | 地質学 / 地殻・マントル物質 / 沈み込み帯深部 / 部分融解 / ジルコン / 低温高圧型変成岩 / エクロジャイト / サブダクションファクトリー |
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| Research Abstract |
(概要)沈み込み帯深部の脱水および融解過程は、深発地震、島弧マクマの成囚に探く関っている。三波川エクロジャイトは、マントルまで沈み込んだ海洋プレートの断片と考えられており、沈み込み帯深部での変成、変形過程を開設するのに最適である。しかし三波川エクロジャイトは著しい加水後退変成作用を受けており、野外露頭、岩石薄片から得られるピークの変成作用の情報は限られている。本研究では(21年度)詳細な野外地質調査に基づく部分融解組織の記載、SEM-EDS,EPMAを用いた岩石簿片の記載、解析を行い、部分融解組織を解明した。さらに22年度は岩石中からジルコン結晶の分離を行い、部分融解時に成長したジルコンの特定、内部累帯構造、ジルコン包有鉱物の同定を完了した。23年度は、2次イオン質量分析計(SHPIMP)を用いたジルコンU-Pb微小領域年代測定を行った。マントル深部への沈み込み過程におけるP-T-Time経路における脱水作用、部分融解役割を解明することに成功した。
(成果)部分融解組織を示す三波川エクロジャイトの発見により、岩石記載を詳細に行った。その結果、沈み込み帯深部での含水鉱物(フェンジャイト)の分解による部分融解過程を明らかにした。さらに採取した岩石中からジルコン結晶の分離に成功した。部分融解領域のジルコンはメルトとともに成長した可能性がある。さらにジルコンのU-Pb年代測定とREE濃度測定を韓国基礎研究所の2次イオン質量分析計により行った。その結果、1)エクロジャイト中のジルコンは120-110Maに上部マントルで変成作用を受けていること、2)部分融解領域のジルコンはセクターゾーニング(急成長組織)を持ち、コア、マントルが120-110Maに変成された後、リムが105Maで成長している。ことが明らかになった。また、ジルコンはガーネットと共存する条件で成長をはじめ、オンファス輝石やフェンジャイトが消費されるときにリムが形成されていること(部分融解が起きていること)が明らかになった。
(意義、重要性)本研究では、三波川エクロジャイトが上部にマントルで部分融解がフェンジャイトの分解により引き起こされたことを初めて明らかにした。これまで冷たい海洋プレートの沈み込みモデルでは、含水鉱物の脱水分解によりマントルウェッジが加水されることが協調されてきた。温かい海洋プレートの場合、角閃石の分解に伴う部分融解の重要性が高圧実験から指摘されてきたが、フェンジャイトの脱水分解に伴う部分融解の重要性が本研究で明らかとなった。また、部分融解組織中から分離されたジルコン結晶からメルトや脱水流体の科学的特徴、温度圧力条件の確定ができた。
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[Presentation] Fluid geochemistry in the Major Listric Fault of the Collision Zone-fluid inclusion chemistry from the Lishan Fault, Taiwan2012
Author(s)
Okamoto. K., Iijima, C., Kurosawa, M., Chan, Y.C., Terabayashi, M.
Organizer
Joint Symposium of Misasa 2012 and Geofluid-2 Dynamics and Evolution of the Earth's interior : special eamphasis on the role of fluids
Place of Presentation
Blanc-Art Misasa, Tottori, Japan(invited)
Year and Date
2012-03-19
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