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花崗岩体内で認められるPeraluminous/Metaluminousの累帯推移とチタン鉄鉱/磁鉄鉱系列の累帯推移; 土岐花崗岩体を例にして

Peraluminous / metaluminous and ilmenite-series / magnetite-series zoning within a granitic body; Case study of the Toki granitic body, Central Japan

湯口 貴史; 鶴田 忠彦; 西山 忠男*

Yuguchi, Takashi; Tsuruta, Tadahiko; Nishiyama, Tadao*

本論文は、西南日本内帯の中部地方に位置する土岐花崗岩体の岩相分布及び化学組成分布を明らかにし、これを通して花崗岩質マグマ溜りの貫入定置プロセスについて議論を行った。土岐花崗岩体に対する19本のボーリングコア試料から、岩体中の鉱物組合せとモード、全岩化学組成の空間分布を明らかにした。土岐花崗岩体は、内部へ向かって白雲母-黒雲母花崗岩から、ホルンブレンド-黒雲母花崗岩,黒雲母花崗岩相へと推移する内部が珪長質な正累帯深成岩体である。周縁部から内部に向かって、全岩化学組成のASI (mol. Al$$_{2}$$O$$_{3}$$/(CaO+Na$$_{2}$$O+K$$_{2}$$O)), K$$_{2}$$O及びAl$$_{2}$$O$$_{3}$$は減少し、Na$$_{2}$$O及びNa$$_{2}$$O/K$$_{2}$$Oは増大する。このことは白雲母-黒雲母花崗岩でperaluminousであり、黒雲母花崗岩においてmetaluminousであることを示す。また周縁部から内部に向かってFe$$^{3+}$$/Fe$$^{2+}$$は増大する。このことは白雲母-黒雲母花崗岩でチタン鉄鉱系列の傾向が強く、黒雲母花崗岩において磁鉄鉱系列の傾向が強いことを示す。これに加え、土岐花崗岩の貫入の際に熱変成を被った美濃帯堆積岩起源のホルンフェルスと土岐花崗岩体の全岩化学組成の比較は、混成作用の寄与の可能性を示す。一方、3つの岩相のSiO$$_{2}$$量の分布領域が重なることは、それぞれの岩相が、各々別のマグマであり、それらが同時期(あるいは時期の間隔の短い)貫入の可能性をも残す。

The Toki granite, a single pluton, is located in the Cretaceous Sanyo Belt in the Inner Zone of Southwest Japan. Samples collected from 19 borehole sites in the Toki granite display spatial variations in mineral assemblage, mode, bulk chemical composition and mineral composition, indicative of a zoned pluton. Based on the mode and the mineral assemblages with or without hornblende, the Toki granite can be divided into three rock facies from the margin to the interior: muscovite - biotite granite (MBG), hornblende - biotite granite (HBG) and biotite granite (BG). The ASI values (mol Al$$_{2}$$O$$_{3}$$ / (CaO + Na$$_{2}$$O + K$$_{2}$$O)), Al$$_{2}$$O$$_{3}$$, K$$_{2}$$O and Na$$_{2}$$O change systematically from MBG through HBG to BG, corresponding to a systematic variation from peraluminous granite in the margin to metaluminous in the interior. The Fe$$^{3+}$$ / Fe$$^{2+}$$ ratios gradually increase from MBG through HBG to BG, corresponding to a systematic change from ilmenite-series in the margin to magnetite-series in the interior. Both petrography and bulk chemistry imply that (1) the chemical variation of the Toki granite is not solely due to fractional crystallization, and (2) assimilation of crustal host rocks or simultaneous intrusion of different magmas has played a significant role during the emplacement process.

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