島弧下部地殻物質の部分溶解によるメルトネットワーク形成の実験的研究

岛弧下地壳物质部分溶解形成熔体网络的实验研究

基本信息

批准号：
07740421
负责人：
中村美千彦
金额：
$ 0.58万
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：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

島弧の中〜下部地殻物質の融解実験はこれまでにかなりの数の報告が出ているが、いずれも場合も出発物質として粒度や量が多様な多数の相を含む岩石の粉末を用いているため、メルトの連結性を支配する要因を掴みにくいという問題があった。本実験ではあらかじめ粒形と量を調整したラブラドライトとパ-ガサイトの混合物を用い、内熱式ガス圧装置による2Kbar、900〜950℃の融解実験を行った。実験産物はEPMAによるX線面分析を行い、画像処理によって部分融解液部の形状および体積の解析を行った。それによると、デイサイト質の部分融解液に対するラブラドライト・パ-ガサイト・単斜輝石(パ-ガサイトの分解生成物)の濡れ角はいずれも60°よりは小さく(およそ40〜50°)、融解液は比較的低い溶解度でネットワークを作り得ることが判った。鉱物相の種類による明瞭な濡れ角の差は認められなかった。ただし、実験産物内のメル分布には少なからず片寄りが見られる。実際の地殻下部においては、差応力の働き方によってメルトの分布が支配される可能性があるが、特別なメルトの絞り出しが起こらなくともおよそ15%(約95℃)程度融解すればメルトネットワークは形成され得る可能性が高い。これは島弧のマグマが(マグマ混合の産物を端成分マグマに振り分ければ)安山岩質なメルトを欠くバイモーダルな頻度分布を持つことを説明し得る。また、少なくとも下部地殻においては、ダイクではなく浸透流またはマイクロクラックによるメルトの移動モードが実現し得ることになる。実験時間内に平衡な部分溶解液が生成したことから、メルトの生成反応は天然においては十分に速く、玄武岩質マグマからの熱輸送に追従して部分融解は進行し得ることがかわったので、ダイクなどによってメルトが急激に分離する温度(融解度)が決まれば、熱輸送のシュミレーションと併せて火山活動の周期性を説明できる可能性がある。

岛弧中下地壳物质熔融实验已有不少报道，但均以含有多种不同粒度和数量的相的岩粉为起始原料，难度较大。了解控制熔体连通性的因素。在本实验中，我们使用预先调整好颗粒形状和用量的拉长石和钙长石的混合物，并使用内加热气压装置在2Kbar和900-950℃下进行熔融实验。使用EPMA对实验产品进行X射线表面分析，并使用图像处理分析部分熔化的液体部分的形状和体积。根据这项研究，拉长石、钙长石和单斜辉石（钙长石的分解产物）相对于英安岩部分熔体的润湿角均小于60°（约40至50°）；已发现可以形成液体；溶解度相对较低的网络。根据矿物相的类型，没有观察到润湿角的明显差异。然而，实验产品中的梅尔分布却没有一点偏差。在实际的地壳下部，熔体的分布可能受到差异应力作用方式的控制，但即使没有发生特殊的熔体挤压，大约15%（约95℃）也会形成一次熔体网络。可能已经融化形成。这可以解释为什么岛弧岩浆具有缺乏安山熔体的双峰频率分布（如果岩浆混合的产物分为端元岩浆）。此外，至少在下地壳中，可以实现渗流或微裂隙而非岩脉的熔体运动模式。由于在实验时间内产生了平衡部分溶液，因此熔体形成反应本质上足够快，如果熔体快速分离的温度（熔化度）可以，则可以通过跟随玄武岩浆的热传递来进行部分熔化。由堤坝确定，也许可以结合热传输模拟来解释火山活动的周期性。