ペリドタイト部分溶融における粒界濃集微量元素の挙動

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63460053
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 鈴木 和博 名古屋大学, 理学部, 助教授 (90111624)
• 研究分担者: 諏訪 兼位 名古屋大学, 理学部, 教授 (70022564)
• キーワード: 鉱物粒界 / マグマ / 部分溶融 / 微量元素 / ペリドタイト / 玄武岩 / インコンパチブル元素

研究概要

玄武岩マグマのインコンパチブル元素の起源を解明するため、昭和63年度の研究を継続し次の実験を行った。
1.全岩と鉱物の化学組成の比較:秋田県一の目潟とアメリカ、アリゾナ州産のペリドタイトの全岩と鉱物の化学組成を正確に決定し、岩石1gあたり、前者では4400μgのAl_2O_3、100μgのK_2Oが、後者では200μgのTiO_2、6000μgのAl_2O_3、600μgのNa_2O、610μgのK_2Oが100μgのK_2Oが構成鉱物では説明できないことを明らかにした。X線マイクロプロ-ブによる粒界の分析や鉱物の表面を酸洗浄する前後の2回分析することで、この構成鉱物で説明できない過剰のインコンパチブル元素の粒界に濃集しいることを確認した。
2.粒界濃集元素の溶出実験:昭和63年度の実験を発展させて、5種類のペリドタイトの粒界に濃集するインコンパチブル元素を20、75、160℃の脱イオン水で溶出した。この結果、粒界に濃集しているインコンパチブル元素のうち、二次元的な汚染起源と解釈されるものは僅かであり鉱物で説明できない過剰な量の約80%以上がペリドタイト固有のものであること、高温ほど溶出量が増加し160℃では過剰成分の40-80%が溶出することが、明らかになった。粒界のインコンパチブル元素は多様な結合エネルギ-の表面分子層を形成していることが明らかになった。
3.部分溶融実験:新たに11種のペリドタイトを1気圧、1100-1370℃で30分ないし72時間部分溶融し、粒界に濃集するインコンパチブル元素の部分溶融液への寄与を調べた。昭和63年度の結果と併せて約1200個のガラスの分析値を検討し、金雲母やケルス-タイトなど特殊な鉱物相を含まないペリドタイトでも、粒界の寄与で数%の玄武岩質マグマが生じることを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] 飯山敏道: "変成過程における物質移動実験および理論的研究" 〔地球内部に於ける物質移動と変化〕・岩鉱特別号.4号. 199-208 (1989)
• [文献書誌] OHTANI,Eiji: "Structural change of albite(NaAlSi_3O_8)melt quenched at high pressure:density and AlKβ X-ray emission." Jour.Min.Pet.Econ.Geol.(Ganko Gakkisi). 11. 385-390 (1989)
• [文献書誌] SUZUKI,Kazuhiro: "Partial melting at grain-boundaries of constituent minerals in some mantle peridotites." Stuctural development of the Japanese islamds〔Origin of continental crust(granitic layer)〕,DELP Publication. 28号. 126-128 (1989)
• [文献書誌] SUZUKI,Kazuhiro: "Possible effects of grain-boundary REE on the REE distribution in derivative melts at partial melting" Geochem.
• [文献書誌] ENAMI,Masaki: "Quartz preudomorphs after coesite in eclogites from Shandong province,east China" Am.Mineral.75. (1990)