地殻〜マントルにおける超塑性流動の検証

2002 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 / ハンレイ岩マイロナイト / EBSD / CPO / 斜長石 / 斜方輝石 / 単斜輝石

研究概要

今年度は、下部地殻条件(圧力約500MPa、温度700〜800℃)で変形した日高変成帯ハンレイ岩マイロナイト試料中の斜長石、斜方輝石および単斜輝石について、後方散乱電子回折パターン検出解析(EBSD)システムを用いて詳細な結晶方位配列(CPO)解析を行った。このハンレイ岩マイロナイトは、斜方輝石+単斜輝石±斜長石のポーフィロクラスト(粒径300〜1500μm)、リボン状を成す斜長石集合体(粒径50〜150μm)、および斜方輝石+単斜輝石+ホルンブレンド+石英±黒雲母±イルメナイトから成る伸長した細粒多相集合体(粒径50μm以下)から成っている。成果は以下の3点に要約される。
1)斜長石集合体中の斜長石には、(001)面が面構造にほぼ平行に配列し、<110>が線構造方向に集中するCPOが発達していた。このようなCPOは、斜長石集合体が(001)<110>の転位すべり系の卓越する塑性流動をしていたことを示している。
2)ポーフィロクラストの斜方輝石と単斜輝石には、いずれも(010)が面構造にほぼ平行に配列し、<001>が線構造方向に集中するCPOが発達しており、両輝石は(010)<001>の卓越する塑性流動をしていたと考えられる。
3)細粒多相集合体の主要構成鉱物である斜方輝石と単斜輝石の結晶方位は、ほぼランダムであった。従って、細粒多相集合体は粒界すべりによる超塑性流動をしていたと考えられる。
昨年度の研究により、細粒多相集合体は輝石ポーフィロクラストの分解反応生成物であることが判明しており、反応生成物が超塑性流動していたことになる。しかし、細粒多相集合体は伸長しているものの、連結して層を形成するには至っていない。一方、斜長石集合体は岩石全体の55%を占めており、連結した応力支持ネットワークを形成している。従って、岩石全体のレオロジーは塑性流動する斜長石によって支配されていると判断される。

研究成果

• [文献書誌] Kanagawa, K.: "Frictional behavior of synthetic gouge-bearing faults under the operation of pressure solution"Earth, Planets and Space. 54(11). 1147-1152 (2002)
• [文献書誌] Tsurumi, J., Hosonuma, H., Kanagawa, K.: "Strain localization due to a positive feedback of deformation and myrmekite-forming reaction in granite and aplite mylonites along the Hatagawa Shear Zone of NE Japan"Journal of Structural Geology. 25(4). 557-574 (2003)
• [文献書誌] 伊藤谷生, 岩崎貴哉: "島弧衝突研究の新展開"地震研究所彙報. 77(2). 87-96 (2002)
• [文献書誌] 廣井美邦: "最近のカソードルミネッセンス像観察事情"地質ニュース. 573. 35-41 (2002)
• [文献書誌] Yagi, K., Takeshita, T.: "Regional variation in exhumation and strain rate of the high-pressure Sambagawa metamorphic rocks in central Shikoku, southwest Japan"Journal of Metamorphic Geology. 20(7). 633-647 (2002)
• [文献書誌] Sakashima, T., Terada, K., Takeshita, T., Sano, Y.: "Large-scale displacement along the Median Tectonic Line, Japan : evidence from SHRIMP zircon U-Pb dating of granites and gneisses from the South Kitakami and paleo-Ryoke belts"Journal of Asian Earth Sciences. 21(印刷中). (2003)