研究課題
基盤研究(B)
鉱床の生成や岩石の熱水変質過程を理解する上で、岩石・鉱物・マグマと熱水間における元素分配に関する情報は重要である。本研究では、各種鉱物を用いて塩化物水溶液との問における2価金属元素の多元素同時分配実験を行い、元素分配を支配する要因を明らかにすることを目指した。本研究期間では、対象鉱物として閃亜鉛鉱、ザクロ石、スピネル、磁鉄鉱、ヘデン輝石、透閃石、金雲母、滑石および緑泥石を用いて、鉱物一熱水間の元素分配実験を1kb、500〜800℃の条件下で行った。実験の結果、基本的に元素の分配はイオン半径に支配されるが、Ni、ZnおよびCoでは、分配異常を示すことが明らかとなった。また、鉱物の集合体である岩石に対して塩化物水溶液との間における元素分配実験を行った。日本岩石標準試料であるJG-laを用いてNaC1水溶液との間における元素分配の温度依存性に関する実験を行った。本実験では、テストチューブ型の高温高圧反応容器を用いて、主として1kb、500〜800℃の条件下において実験を実施した。さらに、JB-1aを用いて、元素分配に関する圧力依存性の実験も行った。実験は、600℃、0.3〜7.5kbの条件下において行った。本実験でも低圧条件下ではテストチューブ型高圧反応容器を用いたが、5および7.5kbの高圧条件下ではピストンシリンダ型高圧反応容器を用いて行った。実験の結果、遷移金属は、高温・低圧条件下において熱水溶液中に溶存されやすくなることが明らかとなった。このことは、マグマが浅所で固結した場合に、鉱化ポテンシャルの高い鉱液が放出されることを示唆している。
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