1992 Fiscal Year Annual Research Report
東北日本弧、第四紀火山岩の希土類元素組成とそのマグマ成因における意義
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02640620
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
藤縄 明彦 茨城大学, 理学部, 助手 (10143140)
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| Keywords | 希土類元素、 / 液相濃集元素、 / 島弧マグマ / 沈み込み帯、 / スラブ由来フルイド、 / マントル交代作用、 / マグマ生成モデル、 / マグマ組成水平変化、 |
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| Research Abstract |
【前文】
本研究では、東北日本弧、とりわけ森吉火山帯および鳥海火山帯の、各火山毎代表的試料に関する希土類元素ならびにその他の液相濃集元素のシステマティックなデータを出す事を主な作業とした。この結果と那須火山帯構成火山岩のデータとを比較検討することによって、東北日本弧第四紀の島弧マグマの希土類元素を含む液相濃集元素組成に関する(島弧横断方向の)「水平変化」をキャラクタライズした。
【本文】
最終年度にあたる今年度は、このキャラクタリゼーションを島弧マグマの成因に関する新たな束縛条件として加え、島弧マグマ生成モデルを構築、提唱するという、究極の目標に迫った。今年度の実績は次の二点に集約される。
(1)いわゆる背弧側の火山の典型として寒風火山を選び集中的な検討を行った。この時、ある火山を特徴づけるマグマの液相濃集元素組成の特性を、「一火山に共存する複数マグマ系列間での当該元素の濃集度の系統的差異」という形で認識するという、全く新しい視点から捉えることにより、島弧マグマ(少なくとも背弧側のマグマ)生成過程における、沈み込みスラブ由来のフルイドの重要性が明かに示された。この検討を行う際、本研究の特徴であるLIL-HFS-LREシステマテイックス(液相濃集元素をlarge-ion-lithophile elements;LIL,high-field-strength elements;HFS,軽希土元素;LREに分け、相互の関係からマグマの化学的特性を議論しようとする手法)が大いに理解を助けた。
(2)背弧側の寒風火山に加え、同様の手法で火山フロント側の安達太良、船形両火山のデータを比較対照させ、前出の「マグマの液相濃集元素組成の特性」の水平変化を検討した。その結果、火山フロント側と背弧側とで付加されるフルイドの化学特性が異なっていることが解明された。即ち、火山フロント側にはRb>Cs>Kを含み、Baを含まないフルイドが、また、背弧側にはBa>K>Csを含みRbを含まないフルイドが付加されている、という事が推定された。この解釈、議論は現在数あるモデルの中でも広く支持されている、「2段階のスラブ脱水過程及び2種の脱水分解反応による段階的マントルウエッジ交代作用」を想定した巽らによる島弧マグマ生成モデルと最もよく調和する事が判明した。つまり、このモデルの信憑性を天然の火山岩のデータに基づく十分な精度の議論で支持した最初の研究と言える。
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[Publications] Akihiko FUJINAWA: "Tholeiitic and calc-alkaline magma series at Adatara volcano,Northeast Japan:Mechanism of evolution and petrological relationship" EOS. 71. 967 (1990)
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[Publications] 藤縄明彦: "東北日本、安達太良火山におけるソレアイト、カルクアルカリマグマ系列:その進化メカニズムと成因関係" 火山第2集. 36. 241-254 (1991)
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[Publications] Akihiko Fujinawa: "Distinctive REE patterns for tholeiitic and calc-alkaline magmas co-occurring at Adatara volcano,Northeast Japan" Geochemical Journal. 26. (1992)
