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湯口 貴史*; 遠藤 京香*; 鈴木 哲士*; 小北 康弘; 坂田 周平*; 横山 立憲; 井村 匠*; 大野 剛*; 笹尾 英嗣
Lithos, 494-495, p.107909_1 - 107909_14, 2025/02
被引用回数：1 パーセンタイル：13.00(Geochemistry & Geophysics)花崗岩質マグマ溜りプロセスの解明のために、東北日本、北上山地の久喜花崗岩体に産出するジルコンの成長の特徴を明らかにした。分離ジルコンの複数断面と薄片中のジルコンに基づいて、ジルコンU-Pb年代、Ti濃度、Th/U比とジルコンの内部組織とを3次元的に関連付けるとともに、他の鉱物との晶出順序について検討した。ジルコンの内部組織には、低ルミネッセンスの均質なコア(LLC)と反復累帯構造(OZ)が見られた。LLCとOZはそれぞれ900-800
C、850-700Cの結晶化温度を有し、LLCのTh/U比はOZよりも高い。これは、マグマ溜りの冷却に伴う漸進的な分別結晶作用によりLLCからOZへの遷移を生じたことを示唆する。分別結晶作用が進行し、マグマ温度の低下により拡散速度が減少することが、界面反応律速によるLLCの形成から拡散律速によるOZの形成への遷移を引き起こしたと考えられる。薄片での分析では、異なる鉱物に含まれるジルコンでは異なるTh/U比を有することがわかった。周辺鉱物によるTh/U比や結晶化温度の違いは、広い温度範囲にわたるマグマ分化や鉱物の結晶化を明らかにすることに有用である。
鈴木 哲士*; 湯口 貴史*; 石黒 啓斗*; 遠藤 京香*; 加藤 あすか*; 横山 公祐*; 小北 康弘; 横山 立憲; 坂田 周平*; 大野 剛*; et al.
Journal of Mineralogical and Petrological Sciences (Internet), 119(1), p.230807_1 - 230807_18, 2024/02
被引用回数：2 パーセンタイル：27.97(Mineralogy)沈み込み帯における火成活動は、地下深部での熱や物質の供給の観点から重要な地質現象である。火成活動がとりわけ大規模であった時期(フレアアップ)には、大量のマグマが生成されることで大陸地殻の発達・進化が促進されたと考えられるが、詳細なマグマ溜りプロセスについての理解は乏しい。そこで本研究では、フレアアップ期の沈み込み帯におけるマグマ溜りプロセスの時空間変化を明らかにすることを目的とし、北上山地の白亜紀深成岩体のひとつである久喜花崗岩体の岩石学的、年代学的研究を行った。久喜岩体の標高ごとの岩石サンプルのモード組成や全岩化学組成は、久喜岩体での鉛直方向の分別結晶作用が生じたことを示唆する。ホルンブレンドに対して地質温度圧力計を適用したところ、定置深度は約10km、温度条件は800Cから730Cとなった。ジルコンに対するU-Pb年代・Ti濃度定量分析の結果から、久喜岩体は約125Maに900Cから700Cまでの冷却を受けたことが明らかとなった。また、ジルコンのTh/U比と結晶化温度の関係から、900Cから800Cまでに分別結晶作用が大きく寄与したこと、岩体の深度方向でその傾向が一様であることが示唆される。
小北 康弘; 坂田 周平*; 大野 剛*; 横山 立憲; 鈴木 哲士*; 遠藤 京香*; 湯口 貴史*
no journal, ,
ジルコンU-Pb年代は火成活動の時期の指標として広く用いられる一方で、ジルコンの結晶化に数百万年程度の期間の幅があるケースが報告されている。ジルコンのU-Pb年代測定から得られる年代値は、あくまでジルコンの結晶化年代を示すに過ぎず、マグマ溜りプロセスをより精緻に議論するためには岩石学的情報を踏まえた解釈が必要となる。そこで本研究では、単一の花崗岩体におけるジルコンの結晶化条件(年代、温度)を、ジルコン周辺の鉱物との晶出関係と関連させて解釈を行うことを目的として、薄片中のジルコンに対して結晶化年代、結晶化温度の推定を実施した。試料として、北上山地の遠野複合深成岩体の岩石サンプルを用いた。それぞれのサンプルで薄片を作製し、ジルコンのカソードルミネッセンス像観察とジルコンU-Pb年代及びTi濃度の同時取得分析を行った。その結果、産状によるジルコンの結晶化年代、結晶化温度に明瞭な相違が認められないことから、ジルコンやその周囲の鉱物の晶出が同じ時間、温度条件で並行して進んだことが明らかとなった。このことは、遠野岩体を形成したマグマ溜りの急速な冷却を示唆する。
鈴木 哲士*; 湯口 貴史*; 石黒 啓斗*; 遠藤 京香*; 加藤 あすか*; 横山 公祐*; 小北 康弘; 横山 立憲; 坂田 周平*; 大野 剛*; et al.
no journal, ,
島弧-海溝系の沈み込み帯におけるマグマの発生は、大陸地殻の発達・進化において重要な地質現象である。北上山地に分布する白亜紀深成岩体では、化学組成の特徴やマグマの起源に基づき2種類のマグマ(アダカイト質、非アダカイト質)が累帯状の岩体を形成するモデルが提案されている(例えば、土谷ほか, 2015)。しかし、北上山地には久喜花崗岩体のような、アダカイト質岩を伴わない岩体も存在する。そのような岩体を構成する非アダカイト質マグマは、アダカイト質マグマとは異なるマグマ溜りプロセスを辿ったことが想定されているが、その詳細なプロセスは明らかにされていない。そこで本研究では、久喜花崗岩体を対象として、マグマの発生から地殻への貫入・定置プロセスの解明を目的として、岩石学的研究と年代学的研究を実施した。久喜花崗岩体のホルンブレンドの化学組成に基づき、久喜花崗岩体の温度・圧力履歴を推定したところ、800Cから730Cへの冷却では圧力(深度)の変化が認められず、深度約9から10kmにマグマが定置したと解釈できる。ジルコンU-Pb年代、Ti濃度の同時分析を行ったところ、マグマ溜りが約125Maにおいて約900Cから700Cまで冷却したことが明らかとなった。マグマの分別結晶作用の程度の指標となるジルコンのTh/U比は、ジルコンの結晶化温度が800C以上と800C以下で異なる傾向が認められた。これは、800C以上ではマグマ溜り内での鉱物の分別が800C以下に比べて活発であったことを示す。これらのことをまとめると、久喜花崗岩体を形成したマグマ溜りは、約125Maにおいて、比較的活発な分別結晶作用(ホルンブレンドやジルコンの晶出)を生じながら深度約9から10kmに温度800Cで定置し、その後、比較的穏やかな分別結晶作用を生じつつ冷却し、約700Cにおいてホルンブレンドとジルコンの結晶化が終了したと考えられる。
湯口 貴史*; 遠藤 京香*; 鈴木 哲士*; 小北 康弘; 坂田 周平*; 横山 立憲; 井村 匠*; 大野 剛*; 笹尾 英嗣
no journal, ,
マグマ溜り内でのジルコンの成長過程は、これまでの手法では得られる情報が限定的であった。具体的には、岩石薄片中のジルコンでは2次元情報しか得られず、分離ジルコンでは周辺鉱物との共生関係の情報が欠損する。そこで本研究では、北上山地の久喜花崗岩体を対象として、薄片中のジルコンに対する解析と分離ジルコンの複数断面に対する解析を行うことで、ジルコン結晶の3次元的な内部構造の特徴とその特徴に関連したU-Pb年代、Ti濃度、Th/Uの変化、そしてジルコンと他の鉱物との結晶化順序の解明を行った。カソードルミネッセンス像観察の結果、久喜花崗岩体のジルコン結晶の内部構造として低輝度コア(Low luminescence core; LLC)、反復累帯構造(Oscillatory zoning; OZ)が認められた。ジルコンU-Pb年代はLLC、OZの両者に誤差の範囲を超えた相違は認められない。一方、結晶化温度を反映するTi濃度や分別結晶作用の指標となるTh/UはLLCとOZとで明瞭に異なる傾向を示す。また、薄片中のジルコンの分析結果から、異なる種類の鉱物に包有されるジルコン結晶は、異なるTh/Uを有する傾向が認められた。これらの結果から、広い温度条件でのマグマ溜りプロセスにおける分別と鉱物の結晶化のプロセスを議論する。
