高温高圧下における造岩鉱物中のインコンパティブル元素の挙動

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62460054
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 青木 謙一郎 東北大学, 理学部, 教授 (00004276)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 賢一 東北大学, 教養部, 助手 (20158744) ; 藤巻 宏和 東北大学, 理学部, 助手 (90133933)
• Keywords: 捕獲岩 / 分配 / インコンパティズル元素 / マントルメタゾマティズム / フルイド / 元素の移動

Research Abstract

本年度は天然の火山岩や捕獲岩の試料を多数分析し、地球内部でのSrやRb、Ba、Zr、Nb、Ceなどのインコンパティブル元素の移動や、マントルメダゾマティズムの研究を行った。具体的には、作年度実測したり、推定したりして求めた高温高圧下における造岩鉱物と珪酸塩溶融体との間のSrやRb、Ba、Zr、Nb、Ceの分配をもちいて、天然の試料の分析結果から、マントル内の元素の移動がマグマによるものなのか、または、フルイドによるものなのかを検討した。さらにきわめてインコンパティビリティーの高い元素の、高温高圧下でのみリザーバーとなり得る鉱物を求める努力した。
火山岩の岩石試料及び地球内部に由来する捕獲岩125個を東北地方-北海道さらには日本海海底の火山より収集し、これらの試料について主要元素、微量元素、Sr同位体組成を分析した。その結果明らかにすることができたとのうち、特別に重要なものだけを以下に列挙する。
1.SrとRb、Ba、Zr、Nb、Ceはマントル内の高温高圧の条件下ではすべてほぼ同じようにインコンパティブルであるが、これらの元素はいつでも同時に動くわけではない。
2.SrとRb、Baの3元素は時としてまったく別々に動いている。またZrとNbも別々に動いている。
3.マントル内でのこのような元素の動きはマグマによって動くとすると説明できない。
4.インコンパティブル元素がフルイドによってマントル内を動くとすると、1-2の現象はすべて説明できる。
5.インコンパディブルは元素のマントル内での最も効果的リザーバーは透輝石であるが、Rbは雲母にSrとBaは斜長石に対してコンパティブルとなる。またNbはスピネルに対してインコンパティブルである。

Research Products

• [Publications] 青木謙一郎: 地学雑誌. 97. 43-50 (1988)
• [Publications] 吉田武義、佐藤博明、青木謙一郎: 東北大核理研報告. 21. 256-267 (1988)
• [Publications] 吉田武義、青木謙一郎: 東北大核理研報告. 21. 268-280 (1988)
• [Publications] 吉田武義、酒寄淳史、青木謙一郎: 東北大核理研報告. 21. 281-300 (1988)
• [Publications] 吉田武義、青木謙一郎: 東北大核理研報告. 21. 301-318 (1988)