初期地球における高度変成岩の形成プロセスと酸化還元状態

早期地球强变质岩的形成过程和氧化还原状态

• 批准号: 06740413
• 负责人: 角替 敏昭
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Shimane University
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06740413/
• 关键词: チャノッカイト; グラニュライト; 酸素分圧; リンポポ帯; 始生代; ジンバブエ

本研究は南部アフリカ・リンポポ帯北縁部の変成作用における酸化還元状態を決定し、変成作用に関与した流体組成を推定することを目的とした。リンポポ帯は世界最古の高度変成帯(グラニュライト帯)であり、初期地球の地殻(特に下部地殻)形成プロセスを解明する上で重要な変成帯である。初期の高度変成帯にはチャノッカイト(斜方輝石を含む花崗岩質片麻岩)が存在し、初期地球とそれ以降の時代との違いを明らかにする大きな鍵を握っていると思われる。流体組成の推定には、安定な鉱物組合わせの選定など問題点があるため、本研究では岩石中の酸素分圧を決定し、変成作用における酸化還元状態を明らかにした。補助金によって購入したパソコン及びメモリーを用い、酸素分圧計算のためコンピュータープログラムを作成した。このプログラムにより化学分析によって得られた分析データを保存し、これらを用いて酸素分圧をルーチンで迅速に計算することが可能となった。このプログラムにより磁鉄鉱-チタン鉄鉱組合せおよび磁鉄鉱-斜方輝石-石英組合せの両方から酸素分圧を求めることができる。分析および計算の結果、チャノッカイトの酸素分圧は高く(QFMバッファー以上)酸化的条件を示し、斜方輝石を含まない岩石はやや還元的である。一方、ペグマタイト的チャノッカイト(おそらく脱水溶融で形成されたメルトの固結物)はさらに還元的であり、グラファイトの安定領域付近にある。しかしこの岩石にはグラファイトが見られないため、多量のCO_2が存在した証拠はない。つまりCO_2の浸透によるモデル以外のプロセスによってリンポポ帯北縁部のチャノッカイトは形成されたと考えるべきであろう。

这项研究旨在确定南部非洲Limpopo带北部边缘变质期间的氧化还原状态，并估算变质涉及的液体组成。 Limpopo腰带是世界上最古老的高度变质带（花岗岩皮带），是阐明早期地球（尤其是下层外壳）的重要变质带。早期的高变质带中存在Chanockites（花岗岩片麻岩），它似乎拥有阐明早期地球和后来的时代之间差异的主要钥匙。由于估计液体组成的问题，例如选择稳定的矿物组合，因此这项研究确定了岩石中氧的部分压力，并在变质过程中揭示了氧化还原态。创建了计算机程序，以使用通过补贴购买的计算机和内存来计算氧气的部分压。该程序允许存储通过化学分析获得的分析数据，并用于以常规方式快速计算氧部分。该程序允许从磁铁矿组合和磁铁矿 - 非嗜（氧烯 - 石英组合组合）确定氧部分压力。分析和计算表明，Chanockites中的氧局部压很高（超过QFM缓冲液），氧化条件是氧化的，而没有正规氧的岩石有些还原性。同时，pegmatite Chanockites（大概是由脱水形成的熔体的固结）更加还原，并且附近是石墨的稳定区域。但是，在这条岩石中找不到石墨，因此没有证据表明存在大量的CO_2。换句话说，应该假定，由于CO_2的穿透模型，林波波带北边缘的chanockites是由模型以外的其他过程形成的。

项目成果

角替敏昭、圦本尚義: "SIMSによる太古代岩石のU-Pb年代" 月刊地球号外. 10. 62-66 (1994)

Toshiaki Kakugae、Naoyoshi Kakumoto：“使用 SIMS 确定太古宙岩石的 U-Pb 年龄”，地球月刊特刊，10. 62-66 (1994)。

Tsunogae,T.: "Compositional variation of Precambrian pelitic rocks" Memoirs of the Fac.of Ed.,Shimane Uni.28. 25-33 (1994)

Tsunogae,T.：“前寒武纪泥质岩的成分变化”回忆录 Fac.of Ed.，岛根大学 28。

Tsunogae,T.and Yurimoto,H.: "SIMS U-Pb age of zircons in Archean granulites from the Limpopo Belt,southern Africa." U.S.Geological Surver Circular. 1107. 329- (1994)

Tsunogae,T. 和 Yurimoto,H.：“南非林波波带太古代麻粒岩中锆石的 SIMS U-Pb 年龄。”

Tojo,S.,Miyano,T.,and Tsunogae,T.: "H_2O-rich fluid inclusion in quartz from charnockite near the Manjirenjidam in the Limpopo Northern Marginal Zone,Zimbabwe." Ann.Rep.,Inst.Geosci.,Univ.Tsukuba. 20(in press). (1994)

Tojo,S.、Miyano,T. 和 Tsunogae,T.：“津巴布韦林波波省北缘地区 Manjirenjidam 附近的镁钙岩石英中富含 H_2O 的流体包裹体。”