岩石の高圧高温下における弾性波速度と岩石学的地殻断面モデル

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12440147
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 有馬 眞 横浜国立大学, 教育人間科学部, 教授 (10184293)
• 研究分担者: 石川 正弘 横浜国立大学, 教育人間科学部, 助教授 (70232270)
• キーワード: 弾性波速度 / 高圧高温 / 下部地殻 / 大陸地殻 / 島弧地殻 / 伊豆小笠原弧 / 東北本州弧 / 岩石学的地殻断面モデル

研究概要

地震波速度と岩石学的・化学的性質との関係を明かにするために、ピストンシリンダー高圧・高温発生装置を開発し、下部地殻構成物質のP波・S波速度を最大1.0GPaの高圧下で直接測定した。現段階で達成された項目は、次の3項目である。
(1)比較的大容量試料の弾性波速度測定のためのピストンシリンダー高圧・高温発生装置を新たに開発した。最大1GPaの高圧下における弾性波速度の測定を大容量の試料(直径14mm、長さ12mmの円筒状試料)について400℃までの温度領域で長時間安定して測定可能である。より高温条件での弾性波速度測定のための高圧セルを改良した。最大1.0GPaの高圧下における弾性波速度の測定を最大800℃までの高温領域で測定可能な実験システムを確立した。
(2)常温-400℃,常圧-1.0GPaまでの範囲において島弧中部・下部地殻構成岩石の弾性波速度測定を行った。測定試料:丹沢山地産の深成岩類(トーナル岩・石英閃緑岩・閃緑岩・ハンレイ岩など)、秋田県一の目潟に産出する捕獲岩(角閃石ハンレイ岩および角閃岩)、高島産捕獲岩(ガブロノーライト・パイロキシナイト)、パキスタン北部に産する中生代コヒスタン島弧下部地殻構成岩石(ガブロノーライト、ザクロ石-単斜輝石グラニュライト、ザクロ石パイロキシナイト)。
(3)実験結果から、伊豆弧および東北・西南日本を代表すると思われる下部-中部地殼物質の地震波速度および弾性定数の岩石組織・化学組成依存性が明らかになり、地震波速度構造から大陸や島弧地殼の構成岩石や化学組成を深さごとに詳細に推定した。伊豆-ボニン-マリアナ弧の岩石学的構造がさらに正確に推定された。また、東北本州弧の岩石学的地殻断面モデルを検討した。これら研究結果の一部を西太平洋地球物理学連合、日本地質学会学術講演会、日本岩石鉱物鉱床学会学術講演会、米国地球物理学連合で報告した。

研究成果

• [文献書誌] Saradhi,P.,Arima,M.,Rao,A.T.,and Yoshida,M.: "Whole rock chemistry of charnockites in a central part of the Eastern Ghats Belt, India : A preliminary report."J.Geosic.Osaka City Univ.(大阪市立大学理学部紀要). 43号. 177-191 (2000)
• [文献書誌] 有馬眞,石川正弘,北村圭吾: "海洋性島弧地殻構造と花崗岩質マグマの起源"月刊地球. 30巻. 52-56 (2000)
• [文献書誌] Pati,J.,Arima,M.,and Gupta,A.K.,: "Experimental study of the Diopside-Albite-Nepherine join under 28 (dry consition), 10 and 20 kbar (in presence of excess water) and its significance."Canadian Mineralogist. 38巻. 1177-1191 (2000)
• [文献書誌] SINGH,P,ARIMA,M and GUPTA,A.K.: "Phase Equilibrium Constraints on the Petrogenesis of Nephelinites with reference to the system diopside-nepheline under variable P-T conditions in the presence or absence of water."Journal of Mineralogical and Petrological Sciences. 95巻. 113-124 (2000)
• [文献書誌] Rao,.T.,Rao Divakara V.,Yoshida,M.,and Arima,M.,: "Oxygen isotope values in granulites facies rocks from the Eastern Ghats granulite belt, India"J.Geol.Soc.India. 56巻. 445-452 (2000)
• [文献書誌] Ishikawa,M.,Kaneko,Y.,Anma,R.Yamamoto,H.: "Subhorizontal boundary between ultrahigh-and low-pressure units in the Sulu-Tjubearea of the Kokchetav massif, Kazakhstan."The Island Arc.. 9巻. 317-327 (2000)