北上山地,久喜花崗岩体の岩石学的研究と年代学的研究; 大陸地殻浅部におけるマグマの貫入・定置プロセス

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.

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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。