マグマ溜りにおけるマグマ貯留期間:鉱物の微細組織解析からの推定

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13640478
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 下林 典正 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (70235688)
• 研究分担者: 三宅 亮 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10324609)
• キーワード: マグマ溜り / 火山岩 / ピジョン輝石

研究概要

本研究にとっての第一段階は、マグマ溜り中において噴出前に晶出していた鉱物斑晶をもった火山岩を特定することである。そのために現地調査を行なったり、岩石学者から提供を受けたりした数多くの火山岩試料を偏光顕微鏡および走査型電子顕微鏡を用いて詳細に観察した。
実際に観察に用いた試料は、有珠山・三宅島・桜島といった現在活動中の火山からの噴出岩や東北日本弧に属する船形火山岩類や高館火山岩類などの玄武岩-安山岩や、二上山の安山岩や九州豊肥火山地域からの流紋岩などであった。しかし、これらの多くの試料の中からでも、(1)ピジョン輝石を斑晶ないし微斑晶として含んでおり、(2)斑晶(ピジョン輝石や斜長石)が中央部と周縁部との二層構造となっており、(3)その周縁部の化学組成が石基中の同鉱物の組成と一致しており、(4)さらに斑晶の中央部の生成温度が輝石温度計などから見積もれる、といった本研究の全ての条件に適う試料は、現時点で確認されたものとしては船形火山岩類中のソレアイト質玄武岩が唯一のものであった。ただし、この岩石は既にMiyake ＆ Shimobayashi (2000)により、マグマ溜りにおける滞在期間が見積もられているものと同一産地のものである。研究計画書でも触れたように、マグマ溜りにおけるマグマの停留期間が見積もられた例は他にないため、比較検討するため他産地の火山岩からの情報が必要不可欠である。この点に関しては今後も引き続いて精査・検討していく予定である。
一方のアニーリング実験については、1600℃まで加熱可能な高温炉を導入し、Feの含まれない系での加熱・アニーリング実験を予備的に行なった。さらに、Feを含む系のアニーリング実験に対応すべく、Feの酸化を防ぐために炉内を不活性ガス雰囲気に置換するための改良を行い、その試運転を行なった。

研究成果

• [文献書誌] Shimobayashi, N., Kitamumura, M.: "Growth habit of needle crystals in coats of coated diamonds"Journal of Mineralogical and Petrological Sciences. 96・5. 186-194 (2001)
• [文献書誌] Shimobayashi, N., Miyake, A., Kitamura, M., Miura, E.: "Molecular dynamics simulations of the phase transformation between low-temperature and high-temperature clinoenstatites"Physics and Chemistry of Minerals. 28・9. 591-599 (2001)
• [文献書誌] Miyake, A., Shimobayashi, N., Miura, E., Kitamura, M.: "Molecular dynamics simulations of phase transition between high-temperature and high-pressure clinoenstatite"Physics of Earth and Planetary Interiors. 129・1. 1-11 (2002)
• [文献書誌] Kawano, J., Shimobayashi, N., Kitamura, M., Shinoda, K., Aikawa, N.: "Formation process of calcium carbonate from highly supersaturated solution"Journal of Crystal Growth. 237-239. 419-423 (2002)
• [文献書誌] Ikeda, T., Shimobayashi, N., Wallis, S.R., Tsuchiyama, A.: "Crystallographic orientation, chemical composition and three-dimensional geometry of sigmoidal garnet : evidence for rotation"Journal of Structual Geology. (in press). (2002)
• [文献書誌] Asada, R, Shimobayashi, N., Kitamura, M.: "Equilibrium form of negative crystals in igneous quartz"Journal of Mineralogical and Petrological Sciences. (in press). (2002)