地殻〜マントルにおける超塑性流動の検証

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13304042
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 金川 久一 千葉大学, 理学部, 助教授 (40185898)
• 研究分担者: 竹下 徹 広島大学, 理学研究科, 教授 (30216882) ; 廣井 美邦 千葉大学, 理学部, 教授 (40019427) ; 伊藤 谷生 千葉大学, 理学部, 教授 (50111448) ; 安東 淳一 広島大学, 理学研究科, 助手 (50291480)
• キーワード: 超塑性流動 / 変形微細構造 / EBSD / CPO / マイロナイト / 花崗岩 / ハンレイ岩 / カンラン岩

研究概要

今年度は地殻深部〜最上部マントルで形成されたマイロナイト〜ウルトラマイロナイト試料の採取、これらの試料中の細粒多相集合体の詳細な変形微細構造解析、および新しく購入設置した後方散乱電子回折パターン検出解析(EBSD)システムを用いた構成鉱物の結晶方位配列(CPO)解析を行った。成果は以下の3点に要約される。
1)中部地殻で変形した阿武隈山地畑川破砕帯花崗岩マイロナイト〜ウルトラマイロナイト試料の細粒多相集合体では、変形の進行に伴い、CPOの発達した結晶塑性変形石英粒子集合体の混入が進むものの、斜長石とカリ長石のCPOはランダムに近く、これらは粒界すべりによって変形していたことが判明した。斜長石とカリ長石は細粒多相集合体の6〜8割を占めており、細粒多相集合体も粒界すべりによって変形していたと考えられる。従って、細粒多相集合体が試料全体の6〜8割に達するウルトラマイロナイトは、超塑性流動していた可能性が大きい。
2)下部地穀で変形した日高変成帯ハンレイ岩ウルトラマイロナイト試料の細粒多相集合体では、その約6割を占める斜長石は等粒状にもかかわらずCPOが発達していた。従って、ハンレイ岩ウルトラマイロナイトは塑性流動していたと考えられる。
3)最上部マントルで変形した日高変成帯カンラン岩マイロナイト試料の細粒多相集合体では、カンラン石と斜長石がともに等粒状であり、かつCPOはランダムまたは非常に弱いものであった。従って、細粒多相集合体を構成するカンラン石と斜長石は粒界すべりによって変形していたと考えられる。細粒多相集合体は試料全体の約5割を占めており、カンラン岩マイロナイトは超塑性流動していた可能性が大きい。
花崗岩ウルトラマイロナイトとカンラン岩マイロナイトで超塑性流動の痕跡が見出されたことは画期的な成果であり、本研究計画の正当性を裏付けるものである。

研究成果

• [文献書誌] Takanashi, M., Nishizawa, O., Kanagawa, K., Yasunaga, K.: "Laboratory measurements of elastic anisotropy parameters for the cxposed crustal rocks from the Hidaka Metamorphic Belt,Central Hokkaido,Japan"Geophysical Journal International. 145(1). 33-47 (2001)
• [文献書誌] Tsurumi, J., Hosonuma, H., Kanagawa, K.: "Strain localization due to a positive feedback of defromation and myrmekite-forming reaction in granite and aplite mylonites along the Hatagawa Shear Zone of NE Japan"Journal of Structural Geology. 24(印刷中). (2002)
• [文献書誌] Ito, T.: "Active faulting,lower crustal delamination and ongoing Hidaka arc-arc collision,Hokkaido,Japan"Seismotectonics in Convergent Plate Boundary edited by Fujiwara,Y.and Yoshida,A.,TERRAPUB,Tokyo. 219-224 (2002)
• [文献書誌] Hiroi, Y., Grew, E.S., Motoyoshi, Y., Peacor, D.R., 9 others: "Ominelite,(Fe,Mg)Al_3BSiO_9(Fe^<2+> analogue of grandidierite),a new mineral from porphyritic granite in Japan"American Mineralogist. 87(1). 160-170 (2002)
• [文献書誌] Takeshita, T., Yagi, K.: "Paleostress orientation from 3-D orientation distribution of microcracks in quartz from the Cretaceous granodiorite core samples drilled through the Nojima fault,south-west Japan"The Island Arc. 10(3/4). 495-505 (2001)
• [文献書誌] Ando, J., Shibata, Y., Okajima, Y., Kanagawa, K., 2 others: "Striped iron zoning of olivine induced by dislocation creep in deformed peridotites"Nature. 414(6866). 893-895 (2001)