北西九州佐賀両子山に分布する高Nb/La高マグネシウム安山岩の成因

Genesis of high magnesium andesites with high Nb/La ratio from Saga-Futagoyama, Northwest Kyushu, Southwest Japan

眞島 英壽

Mashima, Hidehisa

北西九州佐賀両子山に玄武岩に伴って分布する玄武岩質安山岩は、(1)Mg/(Mg+Fe)=0.8の斜方輝石を含み、(2)Mg-Fe-Ni組成がマントルカンラン石と平衡可能なことを示すことから、マントルと平衡共存可能な高マグネシウム安山岩(HMA)である。以下に挙げる証拠から、佐賀両子山HMAの成因にスラブ由来の流体あるいは珪長質メルトは重要な役割を果たしていないと考えられる。(1)斜長石-全岩のKD=1.25であり、メルト中のHO=1.8wt.%以下であったと考えられる。(2)Nb/La1かつSiOとNb/Laに系統的相関が認められず、起源マントルのメタゾマティズムを示唆しない。(3)北西九州から含水鉱物組合せを持つマントルゼノリスは発見されていない。(4)北西九州に沈み込んだフィリピン海プレートは到達していない。ノルムJd+CaTs-Ol-Qz組成は、佐賀両子山HMAマグマは0.5GPa程度の極低圧領域で比較的無水なマントルから生じたことを示唆する。このような異常低圧部分溶融は北西九州火山活動に先行する唐津佐世保堆積盆の形成と消滅に伴う、堆積盆リソスフェリックマントルの力学的強度の低下、及び白亜紀花崗岩からなる背振山地リソスフェリックマントルとの力学的強度比の増大によると考えられる。

Basaltic andesites distributed at Saga-Futagoyama, northwest Kyushu, southwest Japan are high magnesium andesites (HMA) originally equilibrated with Fe-rich mantle. The reasonsfor thinking so are twofold. The andesites contain orthopyroxene phenocrysts with Mg/(Mg+Fe)=0.8. The bulk rock Mg-Fe-Ni compositions suggest that the andesite magmas could equilibrate with mantle olivines. Hydrous components derived from the subducting slab played an insignificant role in the genesis of the Saga-Futagoyama HMA magmas. Lines of evidence for this interpretation are following. KD=1.25 between plagioclase and melt suggests that the HMA magmas originally contain less than 1.8 wt.% HO. Nb/La of the Saga-Futagoyama samples is higher than one and has an insignificant correlation with SiO. All of previously reported mantle xenoliths from NW Kyushu have anhydrous mineral assemblages. The subducted Philippine Sea plate does not extend to NW Kyushu. Normative Jd+CaTs-Ol-Qz compositions of the HMA suggest that they were separated from their source mantle at 0.5 GPa. This abnormally low pressure partial melting would be caused by the weakening of the lithospheric mantle beneath the Karatsu-Sasebo basin during its subsidence and uplift.