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ベントナイトのイライト化のナチュラルアナログ:新潟県西頚城半深成岩による接触変性事例

A Natural analogue of illitization of bentonite: A Contact metamorphism by the nishikubiki hypabyssal rock in niigata prefecture, Japan

二口 克人*; 橋本 秀爾*; 桜本 勇治*; 三ツ井 誠一郎; 亀井 玄人

Futakuchi, Katsuhito*; Hashimoto, Shuji*; Sakuramoto, Yuji*; not registered; not registered

熱によるベントナイトのイライト化のナチュラルアナログとして新潟県西頚城地域における第三紀の泥岩とこれに貫入する第四紀の火成岩(ひん岩)を対象に、この貫入岩周辺の粘土鉱物の変化と、貫入岩及びその周辺の熱履歴について検討した。その結果、泥岩中有の主な粘土鉱物は貫入岩に近づくにつれてモンモリロナイト$$rightarrow$$イライト/モンモリロナイト混合層鉱物$$rightarrow$$イライトと変化することが明らかとなった。また貫入岩の冷却史に基づく周辺泥岩の熱的解析の結果、イライト割合75%の条件として、270$$^{circ}C$$から15$$^{circ}C$$まで冷却するのに約75万年要したことが明らかとなった。モンモリロナイトからイライトへの反応を一次反応としてその活性化エネルギーを求めると、約103kJ/molの値を得た。この値は、従来の天然事例の調査や室内試験において得られている値の範囲にある。

As a natural analogue, the authors investigted a Tertiary argillaceous bed and a Quarternary hypabyssal rock (porphyrite) which intruded into the argillaceous rock, distributed in the Nishikubiki district of Niigata prefecture in Japan. We examined the variation of clay mineral species in the argillaceous rock surrounding the intrusive rock and carried out thermal analyses for the argillaceous rock based on the coolig history of the intrusive rock. The predominant clay mineral varied from montmorillonite to illite through illite/montmorillonite interlayers with approaching to the intrusive rock. The thermal analyses indicated that the temperature descended from 270 to 15 $$^{circ}$$C during the 7.5$$times$$ 10$$^{5}$$ years at alocalty of argillaceous rock containing 75% illite in the interlayers. On the assumption that the alteration from montmorillonite to illite was regarded as a first-order reaction, we evaluated the apparent activation energy based on the thermal condition mentioned above; about 103 kJ/mol was obtained for this illitization. This was within the range of values reported previously by laboratory experiments and/or examinations of natural illitizations.

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