地殻〜マントルにおける超塑性流動の検証

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13304042
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: 金川 久一 千葉大学, 理学部, 助教授 (40185898)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 竹下 徹 広島大学, 理学研究科, 教授 (30216882) ; 廣井 美邦 千葉大学, 理学部, 教授 (40019427) ; 伊藤 谷生 千葉大学, 理学部, 教授 (50111448) ; 安東 淳一 広島大学, 理学研究科, 助手 (50291480)
• Keywords: 超塑性流動 / 変形微細構造 / ハンレイ岩マイロナイト / EBSD / CPO / 斜長石 / 斜方輝石 / 巣斜輝石

Research Abstract

下部地殻条件(圧力約500MPa、温度600〜700℃)で変形した日高変成帯ハンレイ岩マイロナイト、ウルトラマイロナイト各試料の構成鉱物について、後方散乱電子回折パターン検出解析(EBSD)システムを用いて詳細な結晶方位配列(CPO)解析を行い、下部地殻における超塑性流動の可能性を検討した。結果は以下のように要約される。
1)各試料の50%以上を占める斜長石には、いずれも(001)が面構造にほぼ平行に配列し、<11^^-0>が線構造方向に集中するCPOが発達していた。
2)両試料の輝石ポーフィロクラストには、(100)が面構造にほぼ平行に配列し、[001]が線構造方向に集中する顕著なCPOが発達していた。
3)マイロナイト試料基質の、細粒多相集合体(斜方輝石+単斜輝石+ホルンブレンド+石英±黒雲母±イルメナイト)の約90%を占める輝石の結晶方位はランダムであった。
4)ウルトラマイロナイト試料の基質の約40%を占める輝石には、(100)が面構造にほぼ平行に配列し、[001]が線構造方向に集中する、弱いCPOが認められた。
マイロナイト、ウルトラマイロナイトのいずれにおいても、基質の斜長石粒子が連結した応力支持ネットワークを形成している。この斜長石にCPOが発達することから斜長石は塑性流動しており、岩石全体のレオロジーも塑性流動する斜長石によって支配されていると結論できる。マイロナイト中の反応生成物起源の細粒多相集合体は、主要構成鉱物である輝石のCPOがランダムであることから、粒界すべりによって超塑性流動していたと判断されるが、岩石全体のレオロジーを支配するには至っていない。一方、ウルトラマイロナイトではこの細粒多相集合体を構成していた個々の鉱物粒子が斜長石集合体中に分散孤立した結果、基質の両輝石にはポーフィロクラストのような結晶塑性変形によってCPOが形成されたと考えられる。

Research Products

• [Publications] Tsurumi, J., Hosonuma, H., Kanagawa, K.: "Strain localization due to a positive feedback of deformation and myrmekite-forming reaction in granite and aplite mylonites along the Hatagawa Shear Zone of NE Japan."Journal of Structural Geology. 25(4). 557-574 (2003)
• [Publications] Imon, R., Okudaira, T., Kanagawa, K.: "Development of shape- and lattice-preferred orientations of amphibole grains during initial cataclastic deformation and subsequent deformation by dissolution-precipitation creep in amphibolites from the Ryoke metamorphic belt, SW Japan."Journal of Structural Geology. 26(5). 793-805 (2004)
• [Publications] Sakashima, T., Terada,.K., Takeshita, T., Sano, Y.: "Large-scale displacement along the Median Tectonic Line, Japan : evidence from SHRIMP zircon U-Pb dating of granites and gneisses from the paleo-Ryoke belts."Journal of Asian Earth Sciences. 21(9). 1019-1039 (2003)
• [Publications] Takeshita, T., Yagi, K.: "Flow patterns during exhumation of the Sambagawa metamorphic rocks, southwest Japan, caused by brittle-ductile, arc-parallel extension."Geological Society Special Publication. (in press). (2004)
• [Publications] Nishiyama, N., Irifune, T., Inoue, Ando.J., Funakoshi, K.: "Precise determination of phase relations in pyrolite across the 660 km seismic discontinuity : in-situ X-ray diffraction and quench experiments."Physics of the Earth and Planetary Interiors. 142(in press). (2004)
• [Publications] 竹下 徹: "フィールドジオロジー 第7巻 変成・変形作用(B-9, B-10担当)"共立出版. 27 (2004)