海洋底深部岩石からみたMORBの成因

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10440152
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 荒井 章司 金沢大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (20107684)
• キーワード: MORB / 海洋底 / オフィオライト / ダナイト / トロクトライト / クロムスピネル / かんらん岩 / メルト相互反応 / 上部マントル

研究概要

MORBの生成と深部岩石の関係を探るために、太平洋ヘス・ディープと、カリブ海中央ケイマン・トラフから得られた超マフィック岩の再検討し、比較した。両者は、それぞれ高速拡大軸、低速拡大軸下の深部物質を代表している。両者のマントルかんらん岩はスピネルのCr#がそれぞれの0.5〜0.6、0.2程度のハルツバーガイド、レールゾライトであり、大きく異なっている。一方、ダナイト〜トロクトライトはスピネルのCr#が0.5〜0.6、0.4〜0.5とわずかな違いしかない。この違いは、比較的未分化なMORBの組成が拡大速度にほとんどまたはわずかにしか依存しない事実と調和的である。すなわち、ダナイト〜トロクトライトは未分化MORBと化学的平衡にあることが予想される。また、ダナイト〜トロクトライトは、既存のかんらん岩とメルトの相互反応(メルトからのかんらん石の晶出+かんらん岩中の輝石の分解溶融)の産物であることが独立にわかっている。したがって、未分化MORBも同相互反応の生成物であることになる。また、マス・バランスの計算からダナイトは海洋地殻(厚さ6〜7km)の50%(重量)程度存在する必要がある。したがって、上部マントル中の初生MORBの分離深度を35〜40kmとすると、かんらん岩中にダナイトが7〜8%存在する必要があることになる。この妥当性は現時点では適当なオフィオライトでチェックする以外に方法がない。また、顕微赤外分光光度計によりダナイト中のかんらん石の包有物の解析が予察的に行われ、含水鉱物がかなり普遍的であることが明らかになった。これはダナイトの生成に関する重要な制約となる。

研究成果

• [文献書誌] S.Arai: "Comments of the paper“Primitive basaltic melts included in podiform chromites from the Oman ophiolite"by P.Schiano et al." Earth Planet-Sci. Lett.156. 117-119 (1998)
• [文献書誌] K.Matsukage S.Arai: "Jadeite,albite and nepheline as inclusions in spinel of chromitite from Hess Deep,equatorial Pacific:their genesis and implications for serpentinite diapir formation." Contrib.Mineral.Petrol.131. 111-122 (1998)
• [文献書誌] S.Arai K.Matsukage: "Petrology of a chromitite micropod from Hess Deep,equatorial Pacific: a comparison between the abyssal and alpine-type podiform chromitites." Lithos. 43. 1-14 (1998)
• [文献書誌] A.Ninomiya S.arai: "Polygenetic olivine phenocrysts in Okete basanite,New Zealand." Jour.Min.Petr.Econ.Geol.(岩鉱). 93. 235-249 (1998)
• [文献書誌] S.Arai,H.M.Prichard I.Matsumoto,P.C.Fisher: "Platinum-group minerals in podiform chromitite from the Kamuikotan zone,Hokkaido,northern Japan." Resource Geology. 49(印刷中). (1999)