泥岩の高温高圧相変化と溶融関係:大陸地殻形成と高マグネシウム安山岩の成因

• 研究課題/領域番号: 14654093
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 川嵜 智佑 愛媛大学, 理学部, 教授 (50136363)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2003年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 2002年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: 泥岩 / 大陸地殻 / 安山岩質マグマ / 超高温変成岩類 / 花崗岩質マグマ / 石英-コランダム共生 / サフィリン / 珪線石 / 泥質岩 / 溶融実験 / 雲母 / スピネル / 斜方輝石 / ルチル / Fe Mg分配 / 最高変成温度 / エンダビーランド / ルンドボークスヘッタ / 斜方輝石-サフィリン地質温度計 / 斜方輝石-ザクロ石地質温度計

研究概要

オーストリア,カーニック・アルプスで採取した泥岩について,8キロバールから14キロバールまでの圧力範囲で,700℃から1150℃までの温度範囲で,256時間から407時間の保持時間で高温高圧実験を行った.8キロバール700℃で菫青石+黒雲母+カリ長石+曹長石+石英+ルチル+チタノマグネタイト+気相の組み合わせ安定であった.この組み合わせのうち,8キロバール800℃で黒雲母と曹長石が消滅し,新にスピネルとメルトが出現した.このことは,8キロバールでは,700℃と800℃の間の温度で,溶融を開始することを示している.8キロバール900℃ではカリ長石が消滅し自形のコランダムが出現した.この新に出現したコランダムは自形の石英結晶と直接しており,この条件では,スピネル+コランダム+石英が安定で,サフィリン+珪線石が不安定であることを示唆している.また,9キロバール1050℃では,超高温変成岩類に普遍的に観察される鉱物組み合わせである斜方輝石+菫青石+サフィリン+スピネル+珪線石+石英とメルトが出現した.このメルトは花崗岩質の組成を有していた.この事は,沈み込むプレートで地下深所にもたらされた泥岩もしくは泥質岩が地殻下部の条件で,部分溶融することにより,安山岩質マグマよりもむしろ花崗岩質マグマが発生し,地殼下部に超高温変成岩類を溶融残存物として貯蓄していく可能性を示唆している.14キロバール1150℃の条件では,リキダス相としてコランダムが出現しメルト+気相と共生していた.このメルトの組成は安山岩質であった.この事から,泥岩や泥質岩の溶融の度合い違いにより,花崗岩質マグマから安山岩質マグマへの多様なマグマが発生する可能性を示唆している.

研究成果

• [雑誌論文] Experimental estimation of the metamorphic condition of a phlogopite-bearing orthopyroxene granulite from Howard Hills, Napier Complex, East Antarctica (2004)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Miyamoto T, Kawasaki T
  • 雑誌名: Gondwana Research 7 ページ: 1383-1384
• [雑誌論文] Experimental constraints of metamorphic pressure and temperature, and phase relations of a phlogopite-bearing orthopyroxene granulite from Howard Hills, Napier Complex, East Antarctica (2004)
  • 著者名/発表者名: Sato K, Miyamoto T, Kawasaki T
  • 雑誌名: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 99 ページ: 191-201
• [図書] Geological Map of Skallen (Revised Version), Antarctic Geological Map Series, 39 (2004)
  • 著者名/発表者名: Osanai Y, 他12名, 10番目
  • 総ページ数: 29
  • 出版者: National Institute of Polar Research
• [文献書誌] Sato K, Miyamoto T, Kawasaki T: "Experimental constraints on metamorphic pressure and temperature, and phase relations of a phlogopite-bearing orthopyroxene granulite from Howard Hills, Napier Complex, East Antarctica."Journal of Mineralogical and Petrological Sciences. 99(in press). (2004)
• [文献書誌] Kawasaki, T., Sato, K.: "Experimental study of Fe-Mg exchange reaction between orthopyroxene and sapphirine and its calibration as a geothermometer"Gondwana Research. 5. 741-747 (2002)
• [文献書誌] Kawasaki, I., Sato, K., Motoyoshi, Y.: "Experimental constraints on the thermal peak of a granulite from Mclntyre Island, Enderby Land, East Antarctica"Gondwana Research. 5. 749-756 (2002)
• [文献書誌] Sato, K., Kawasaki, T.: "High-pressure and high-temperature experiments on the phase relations in the system of Mg-rich garnet composition (Prp75Alm25), and on the Fe-Mg partitioning between garnet and orthopyroxene"Polar Geoscience. 15. 1-15 (2002)