珪酸塩鉱物のメルトへの溶解機構-水の役割と火山噴火モデルへの応用

硅酸盐矿物溶解到熔体中的机制 - 水的作用及其在火山喷发模型中的应用

基本信息

批准号：
08740411
负责人：
中村美千彦
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

主要造岩鉱物の大部分は固溶体を形成し、より高温成分に富む固溶体組成と平衡にあるような非平衡メルトに対して部分溶解するが、その機構はよくわかっていなかった。今回研究代表者はAn値60の斜長石結晶を用いて圧力200MPa,温度1050-1150℃における部分溶解実験を行った。その結果、実験産物の組織の解析から、斜長石結晶は反応前線において一度調和的に非平衡メルトへ溶解したのち、より高An値を持つ斜長石が再結晶するという“dissolution and recrystallization"機構によって部分溶解が進行することがわかった。過去に1気圧下の実験(Tsuchiyama 1985)で得られた結論では、この反応は斜長石種結晶内のNaSi-CaAl相互拡散を経て、これが律速過程であるとされていたが、本実験結果はこのモデルを支持せず、律速過程は斜長石が調和的に溶解する表面反応であることが示唆された。さらに“dusty zone"の前進速度は1150℃において約1.0〜2.5×10^<-8>m/s、1150℃において約3.9〜8.8×10^<-10>m/sと求まった。この結果は、無水1気圧下の反応速度より3〜4桁速い。これは、反応経路が斜長石固溶体内の元素拡散という非常に遅い過程を経ていないこと、水の存在によってメルト内の元素拡散、斜長石の調和溶解や再結晶の表面反応のいずれもが飛躍的に高速になったことによると考えられる。また、このような部分溶解反応によって、天然の火山岩中に産する斜長石斑晶にしばしば観察される部分溶解組織(“dusty zone"、“sieve texture"等と記載される)を非常によく再現できた。応用例として、雲仙普賢岳平成噴火の噴出物中に含まれる斜長石斑晶のsieve textureの幅に本実験結果を適用すると、高温マグマが低温マグマのマグマ溜りに注入されてから噴火にいたるまでの時間は数か月から数年と見積られ、マグマ混合が噴火の引き金になっていることが示唆された。

大多数主要岩石矿石构成了一个实心溶液，部分溶解在非平衡熔体中，它们具有平衡，富含高温成分，但该机制尚不清楚。这次，研究代表使用对角线长石晶体（AN值为60）在200 MPa的温度1050-1150°C下进行了部分溶解实验。结果，通过对实验产品组织的分析，通过“溶解和重结晶”机制，一个值较高的斜长石在反应方面的非平衡熔体中被重结晶一次。溶解进展。过去，在过去的实验中获得的结论（Tsuchiyama 1985），据说这是在对角石晶体内NASI-CAAL相互扩散后的恢复过程，但该实验的结果不支持。该模型表明随机速度过程是一个表面反应，在该反应中，斜石被和谐融化。此外，在1150°C时，“尘土区”的高级速度约为1.0-2.5×10^<-8> m/s，在1150°C下约为3.9-8.8×10^<-0> m/s。结果是在1压下的反应速度比反应速度快3至4位。这是由于以下事实：反应途径尚未通过斜石块内的元素扩散的非常缓慢的过程，以及熔体中元素的传播，对角线的和谐和溶液以及对角石的和谐和溶液，以及重结晶的表面反应是戏剧性的。此外，由于这种部分溶解的反应，经常在自然火山岩中观察到部分溶解的组织（“尘土区”，“灰尘区”，“筛子纹理”等，通常会观察到它们。我能够做到这一点。作为一个应用示例，如果将此实验结果应用于筛子质地的宽度，这是一个草率的长石M，但是Heisei Evil爆发，则将高温度的岩浆注入到低温岩浆的岩浆中估计时间从几个月到几年，这表明岩浆混合是由喷发触发的。