機械学習で読み解く蛇紋岩メランジュ形成の過程と影響

使用机器学习了解蛇纹岩混杂岩形成的过程和影响

• 批准号: 20K04119
• 负责人: 森 康
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Kitakyushu Museum of Natural History and Human History
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04119/
• 关键词: 蛇紋岩メランジュ; 交代作用; 沈み込み帯; 機械学習; 流体岩石相互作用; 蛇紋岩メランジュ; 交代作用; 沈み込み帯; 機械学習; 流体岩石相互作用

本研究は、沈み込み帯のプレート境界における岩石の混合、反応、変形、流体との相互作用の影響を明らかにすることを目的とし、低温高圧変成帯の蛇紋岩メランジュの形成過程を全岩化学組成データセットの機械学習により解析する。反応組織や変形構造との比較から本質的な過程を抽出し、蛇紋岩メランジュの形成モデルを提案する。令和４年度は、神居古潭変成岩類（北海道）と長崎変成岩類（長崎県）において野外調査を行い、蛇紋岩メランジュの産状を比較した。両者とも剪断された基質中に構造岩塊を含む「ブロック・イン・マトリックス構造」で特徴付けられるが、岩相と変形の様相はかなり異なる。メランジュ基質の岩相は、神居古潭変成岩類では蛇紋岩および少量の滑石片岩であるが、長崎変成岩類ではアクチノ閃石片岩および少量の蛇紋岩と滑石片岩である。前者では、蛇紋岩が全体的に剪断され、変形の集中は滑石片岩に限られる。後者では剪断変形がアクチノ閃石片岩に極度に集中しており、その中に蛇紋岩と滑石片岩がレンズとして含まれる。これまでの研究結果として、アクチノ閃石片岩は蛇紋岩（基質）と苦鉄質変成岩（構造岩塊）の混成物であることが明らかになっている。以上の結果から、蛇紋岩メランジュの形成過程において交代作用が重要な役割を果たしていると考えられる。現時点での仮説的なメランジュ形成モデルは次のとおりである：(1)蛇紋岩と苦鉄質・泥質変成岩が混合され、神居古潭変成岩類で見られるような「蛇紋岩メランジュ」となり、(2)流体の関与により蛇紋岩基質と構造岩塊の交代作用が生じ、(3)交代作用により岩石強度の低下により剪断変形の集中と岩石の混合が促進され、(4)最終的に長崎変成岩類で見られるような「交代岩メランジュ」となる。鍵となる(3)の岩石強度の低下は、機械的に弱い滑石が形成されることに加え、脱水と間隙水圧上昇も原因と考えられる。

这项研究旨在阐明岩石混合，反应，变形和与俯冲区板边界上的流体相互作用的影响，并使用整个岩石化学成分数据集在低温和高压变质区中分析蛇纹石熔点在低温和高压变质区域的形成过程。我们从与反应性组织和变形结构的比较中提取基本过程，并提出了一种形成蛇纹石融合的模型。在2022年，在Kamiikotan变质岩石（北海道）和长崎变质岩（长崎县）上进行了现场调查，并比较了蛇纹石熔点的发生。两者的特征都以剪切底物中包含结构岩体质量的“块状垫子结构”的特征，但是岩性和变形方面却大不相同。混合底物的岩性是蛇纹石和少量的滑石片岩中的岩石变质岩石，而在长崎的变质岩石，静脉岩质岩石，静脉岩质和少量的蛇纹石和滑石片岩中。在前者中，蛇纹石总体上是剪切的，并且变形的浓度仅限于滑石粉。在后者中，剪切变形极为集中在Actinobleite片岩中，包括蛇形和滑石片段作为镜片。先前的研究表明，放线片片岩是蛇形（底物）和镁铁质变质岩（构造岩石质量）的杂种。从以上结果来看，可以认为交替的动作在蛇形融合的形成过程中起着重要作用。 The current hypothetical melange formation model is as follows: (1) Serpentine and mafic and muddy melange rocks are mixed to form the "serpentine melange" as seen in Kamiikotan melange, (2) fluid involves the alternating action of the serpentine substrate and structural rock mass, (3) the alternating action of the reduction in rock strength promotes concentration of shear deformation and mixing of the rocks, and （4）最终变成了长崎冰岩中看到的“交替岩石混合物”。 （3）中岩石强度的关键降低被认为是由弱机械滑石，脱水和孔隙水压升高引起的。