| 研究課題/領域番号 |
17K14419
|
|---|
| 研究機関 | 大阪市立大学 |
|---|
研究代表者 |
柵山 徹也 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (80553081)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| キーワード | アルカリ玄武岩 / 岩石学 / 地球化学 / 背弧域 / プレート内火山 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究では、沈み込んだ海洋プレートが背弧側上部マントルに与える熱・物質的影響を評価するために、ユーラシア大陸東縁部背弧域・超背弧域に産する新生代プレート内火山の物質科学的検討を行っている。本年度は，中国・南京周辺の第三紀・第四紀火山玄武岩試料，日本海にある清風海山の玄武岩試料，および中国地方神鍋火山玄武岩試料の分析・解析を中心に行った．
中国・南京周辺の玄武岩火山に含まれる斑晶かんらん石には，特異的に高いNiO含有量と低いMnO含有量を示すものが多数含まれていることを明らかにした．高NiO・低MnOかんらん石斑晶は玄武岩質起源マントル物質に由来すると言われている．そのような火山下のリソスフェアは，系統的に厚い（>80km）ことが示唆されているが，本地域下リソスフェアの厚さは70km程度と見積もられており，その傾向からはずれている．
清風海山玄武岩試料は，2次的な変質をあまり受けていない試料の全岩化学組成分析結果から，大きく2種類のグループに分けられることが新たにわかった．全岩K2O含有量が特徴的に異なることから，それらを高Kグループと低Kグループとした．両グループとも全岩MgO含有量はほぼ等しいが，TiO2，Zr, Yなどの含有量が系統的に異なる．両グループの全岩化学組成差が，マグマ溜まり内での分化過程の違いによるのか，初生メルト組成の違いによるものかは今後の検討課題である．
神鍋火山玄武岩試料は，全岩主成分および微量成分化学組成，同位体組成(Sr-Nd-Pb-Hf)分析結果，鉱物化学組成分析結果をまとめ，短報を出版した．全岩および鉱物主成分化学組成から，マグマ含水量及びマントル融解条件を推定した結果，神鍋火山下深さ約80kmから400kmまで伸びる低速度異常域の上端部分と，本研究で推定したマグマ生成深度が一致することがわかった．全岩同位体組成もこの結論を支持する．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
中国・南京周辺の試料（合計58試料）および清風海山試料（合計62試料）は，岩石から粉末作成用および薄片作成用のチップを切り出すところから開始した．岩石粉末からガラスビードを作成し，蛍光X線分析装置（XRF）により全岩主成分および微量成分化学組成を測定した．岩石薄片は全てダイヤモンドを用いて鏡面研磨を行い，組織観察，鉱物組み合わせの決定，斑晶モードの測定，電子線マイクロプローブアナライザ（EPMA）による鉱物化学組成分析を行った．
南京周辺の火山試料に関しては，斑晶かんらん石を約５００粒子分析した．まず，含まれる斑晶（かんらん石，輝石，斜長石など）の主成分化学組成を決定するため，全鉱物に関して同一条件で分析を行った．その後，かんらん石中微量成分（NiO, MnO, CaO）を高い精度で分析するために，加速電圧とビーム電流の設定を変更し，ピーク強度測定をより長時間行う設定で分析を行った．斑晶かんらん石の分析はほぼ予定数の7割程度を終了したが，その他の斑晶鉱物（単斜輝石，直方輝石，斜長石，クロムスピネル）の分析は，まだ予定の半分程度である．斑晶かんらん石以外の斑晶鉱物の分析点数を増やし，傾向を明らかにする必要がある．
清風海山玄武岩試料の分析試料数が多い上，海底から採取した岩石のため，正味約３週間を費やして塩抜き作業を行ってから，岩石粉末の作成を行った．当初の予定を上回るペースで作業は進んでおり，当初予定していたXRFによる全岩化学組成分析は終了し，研磨薄片の作成，EPMA分析も順調に進んでいる．
神鍋火山玄武岩試料は，2017年度は追加のサンプリングおよび鉱物分析を行い，一連の研究行程（全サンプリング，全岩化学組成・鉱物化学組成分析）はほぼ全て終了し，必要十分な数と質の分析値を取得することができた．今年度は短報として報告したが，論文としてまとめて発表できる段階まで進行している．
|
| 今後の研究の推進方策 |
清風海山玄武岩試料については，まず斑晶鉱物化学組成，石基ガラス組成分析を行い，2種類のマグマ組成（高Kと低Kグループ）の違いの原因を特定する．鉱物化学組成からマグマ含水量の推定を行った上で，マグマ生成条件の推定を行う．また，起源物質や融解過程をより詳細に議論するために，表面電離型質量分析計（TIMS），誘導結合プラズマ質量分析計（ICP-MS）を用いた全岩微量成分分析・同位体組成分析を行う．さらに， 2種類のマグマの活動に時間間隙があったかどうかは，本海山の形成過程を明らかにする上でも重要である．そのために，資金的な余裕があれば年代測定を行いたい．
次年度はこれまで採取していない中国地方の第三紀玄武岩火山（横田玄武岩火山，黒岩高原玄武岩火山）の新たな試料採取を行う．横田地域（島根県）には，第四紀に噴出した玄武岩質単成火山が散在しており，噴出時期と空間分布に系統性があることが以前から指摘されていたが，詳細な岩石学的・地球化学的な成因の検討はこれまで行われてこなかった．黒岩高原（岡山県）には5Ma頃に噴出した玄武岩質単成火山が散在しており，全岩MgO含有量の高い玄武岩質溶岩が報告されている．しかし，そのような未分化に近い玄武岩試料に対する岩石学的・地球化学的な研究は限られている．活動位置や時代から考えて横田地域も黒岩高原も，活動時にはすでに下にフィリピン海プレートが存在していたと考えられ，現在フィリピン海プレートが地震学的に確認されていない神鍋火山とは，対象的なテクトニックセッティングに位置する．このことから，フィリピン海プレートの有無と，マグマの成因を議論する上での比較対象として，横田地域と黒岩高原の玄武岩試料を新たな研究対象とする．なるべく風化を受けておらず，二次的な変質の少ない新鮮な試料を採取し，そこから岩石粉末及び岩石薄片を作成し，全岩化学組成分析，岩石記載を行う．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
ノートパソコン購入時に送付されたメールに表示されていた金額と，実際の請求書に記載されたいた金額に２円の差があったため，会計処理で混乱が生じ，２円を繰り越すこととなった．
|
