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湯口 貴史*; 加藤 丈典*; 小北 康弘; 渡邊 みのり*; 山嵜 勇人*; 加藤 あすか*; 伊藤 大智*; 横山 立憲; 坂田 周平*; 大野 剛*
Journal of Asian Earth Sciences, 265, p.106091_1 - 106091_13, 2024/04
被引用回数：2 パーセンタイル：50.98(Geosciences, Multidisciplinary)Cathodoluminescence (CL) characterization combined with titanium concentration of quartz crystals in granite is a prevalent tool for deciphering the crystal growth of quartz in granitic magmas. The CL pattern yields to the internal structure, and the titanium concentration allows crystallization temperature determination based on TitaniQ geothermometry. This study is conducted using two approaches, 1) observations of quartz crystals based on thin sections and 2) observations based on multiple sections of separated quartz, revealing to obtain both the overall characteristics of quartz crystals within a magma chamber and the 3D internal structure and growth characteristics of quartz grains. Petrological restrictions such as zircon in quartz deduced from thin-section observations permit suitable geothermometer use and appropriate TiO
activity estimation, and thus, accurate quartz crystallization temperature determination. The difference in CL characteristics and crystallization temperature among the lithofacies in granite contributes to clarifying the spatiotemporal magma chamber processes.
渡邊 みのり*; 加藤 丈典*; 小北 康弘; 湯口 貴史*
no journal, ,
石英は珪長質な深成岩に普遍的に産出する鉱物であり、石英の結晶化プロセスの解明はマグマ溜まりの冷却過程の解明に寄与する。本研究ではカソードルミネッセンス(CL)パターンと微量に含有されるチタン(Ti)濃度の情報から、石英の結晶化プロセスを論じる。研究対象は宮崎県北部の大崩山花崗岩体である。大崩山花崗岩から採取した試料を観察・分析し、CL像およびTi濃度を取得した。石英のCL像取得は山形大学のSEM-CL(JEOL IT100A+Gatan mini CL)を用い、石英中のTi濃度定量は名古屋大学宇宙地球環境研究所のEPMA(JEOL JCXA-733)を用いた。Ti濃度定量の分析条件は、4つの分光結晶(PET)をTiの検出に割り当て、加速電圧15kV, 照射電流60nA, ビーム径20
m、1回の測定時間を200s(ピーク: 100s, バックグラウンド: 50sずつ)とし、同一地点で8回(計1,600s)カウントした値を積算することにより1点の定量値を得た。大崩山花崗岩体の石英のCL観察の結果、オシラトリーゾーニングなどの累帯構造を持つ内部構造がしばしば観察される。石英のTi濃度は17
11ppmから38210ppmの幅を有し、全点の加重平均は9311ppm(N=148)となった。TiOの活動度を1と仮定し、TitaniQ地質温度計(Wark and Watson, 2006)を適用すると、チタン濃度に対応して最高温度が93920
C、最低温度が55668Cと導出された。コアのCL低輝度域において比較的高いTi濃度を持つのに対して、リム部の高輝度域でも比較的高いTi濃度を示す。つまり、CLの輝度の明暗とTi濃度が関連しない可能性を示しており、CLパターンとTi濃度の関連を示したYuguchi et al. (2020)と異なる結果となった。
湯口 貴史*; 加藤 丈典*; 小北 康弘; 渡邊 みのり*; 加藤 あすか*; 伊藤 大智*; 横山 立憲; 坂田 周平*; 大野 剛*
no journal, ,
石英は珪長質深成岩中に普遍的に含有される鉱物である。このため、石英の結晶化プロセス(結晶の内部構造や温度条件などの結晶化の際の情報)は、花崗岩質マグマの貫入・定置に関するマグマ溜りプロセスの情報を保存する。本研究では宮崎県の大崩山花崗岩体の石英の結晶化プロセスを解明することを目的とする。1つの珪長質の深成岩体において、その岩体内部の異なる岩相においても石英はしばしば共通して産出する。本研究で対象とする大崩山花崗岩体は鉛直方向において上方の珪長質の黒雲母花崗岩から、ホルンブレンド黒雲母花崗岩を経て、下方の苦鉄質のホルンブレンド黒雲母花崗閃緑岩へと変化するが、そのいずれでも石英は観察される。このため、複数の岩相の石英から温度条件などの結晶化の際の情報を取得し、結晶化プロセスを解明することは、深成岩体全体のマグマ溜りプロセスの把握へと発展可能である。本研究では石英の結晶化プロセスの解明に、カソードルミネッセンス(CL)像およびチタン濃度を組み合わせる方法を用いる。本研究は、1)薄片による石英結晶の観察、2)分離した石英の複数断面による観察の2つのアプローチにより、マグマ溜りの中の石英結晶の石英粒の三次元的な内部構造と成長特性を明らかにした。薄片中のジルコンを包有する石英は、ジルコンの結晶化に続いて石英の結晶化が生じたことを示す。このことは、冷却中のマグマ溜りの中で石英の結晶化温度はジルコンの結晶化温度よりも低温であるという制約を与える。このような岩石学的な制約により、適切な地質温度計の採用が可能となり、正確な石英の結晶化温度の決定が可能となった。分離した石英結晶の複数断面を用いた観察により、結晶粒子内の三次元内部構造と真の結晶化の開始地点が取得できる。花崗岩体内の岩相間のCL特性や結晶化温度の違いは、時空間的なマグマ溜りプロセスの解明に貢献する。
