伊豆ー小笠原ーマリアナ弧前縁部の上部マントルに至る地質断面の研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04640731
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 石井 輝秋 東京大学, 海洋研究所, 助手 (80111582)
• 研究分担者: 前川 寛和 神戸大学, 理学部, 助教授 (50173696)
• キーワード: 前弧オフィオライト / マントルカンラン岩 / 蛇紋岩ダイアピル / クリーバブル・オリビン / 藍閃変成作用 / 岩石学的モホ / 前弧海山 / 低温高圧型変成作用

研究概要

伊豆ー小笠原ーマリアナ弧前縁部には、上部マントルの超塩基性岩に起源を持つ蛇紋岩を主体とする、オフィオライト質岩石からなる海山が分布していて、前弧オフィオライトとか前弧海山等と呼ばれている。その成固として、「マントルペリドタイトが蛇紋岩化して蛇紋岩ダイアピルとして上昇してくる際に、島弧前縁域のウエツジマントル上部及び地穀下部の岩石を捕獲岩として取り込んできている」と考えられている。これらの超塩基性岩及び捕獲岩の岩石学的・鉱物学的研究から島弧前縁部の、上部マントルに至る地質断面を明らかにすることを研究の目的とする。
1.超塩基性岩の研究から次の点が明らかになった。(1)新たにKH92-1で採集した試料約1000個を加え計2000個の試料を観察した結果、前弧域のマントルはハルツバーシャイトとダナイトから構成されていることが解った。(レルゾライトは1個もなかった)。(2)鉱物の化学組織から、これらの岩石は融解の程度が30%にも達する溶け残りカンラン岩である。(3)マリアナ南部でKM92-1で採集したベリドタイトは、クリーバブル・オリビンが多く、マグマ放出後(後続のマントルダイアピルにより?)再加熱をうけたと考えられる。(4)しんかい6500による南部マリアナの潜航調査で、水深5800m付近で岩石学的モホ(マントルと地穀の境界部)と思われる地点を発見した。(5)比較のために調査を行ったインドネシアスマトラ島前弧域のニアス島産超塩基性岩は、(島弧ではなく)海洋性マントル由来と考えられる。 2.異質岩片の研究から次のことが解った。(1)超塩基性岩の均質性に比し、黒質岩片は採集地点により構成岩石の量比、変成の程度が大巾に異なり、地質断面の全体像を描くには、より多くの試料採集、解析が不可欠である。(2)ODP Log125のコニカル海山(中部マリアナ)からの掘削試料中に、変成条件150〜250℃、5.0〜6kbの藍内変成作用(=低温高圧型変成作用)を被った岩石を世界で初めて発見した。

研究成果

• [文献書誌] Teruaki ISHII: "Petrological studies of peridotites from deapiric serpentinite seamounts in the Izu-Ogasawara-Mariana forearc,Leg 125." Proceedings of the Ocean Drilling Program,Scientific Results. 125. 445-485 (1992)
• [文献書誌] Hirokazu Maekawa: "Metamorphic rocks from the serpentinite seamounts in the Mariana and Izu-Ogasawara forearcs" Proceedings of the Ocean Drilling Program,Scientific Results. 125. 415-430 (1992)
• [文献書誌] 石井 輝秋: "島弧前縁部の上部マントルに至る地質断面 ーミニ・モホール計画の実現ー" 月刊 地球 号外 No6.184-190 (1992)
• [文献書誌] 前川 寛和: "マリアナ海溝前弧域,蛇紋岩質海山からの低温高圧型変成岩類の発見ー沈み込み帯における藍閃変成作用の検証ー" 月刊 地球 号外 No6.191-195 (1992)
• [文献書誌] Teruaki ISHII: "Description of dredged samples from Mariana forearc,during the first leg (Tokyo to Guam)of KH92-1 cruise." Preliminary Report of the Hakuho Maru Cruise KH92-1 (Ocean Research Institute,University of Tokyo). (1993)
• [文献書誌] Osamu Takemura: "Amphibolites and metabasites recovered from the lower part of the Southern Mariana Trench inner slope during KH92-1 Cruise." Preliminary Report of the Hakuho Maru Cruise KH92-1 (Ocean Research Institute,University of Tokyo). (1993)