地殻におけるマグマの熱物質進化モデルの構築

地壳岩浆热物质演化模型的构建

基本信息

批准号：
00J06438
负责人：
栗谷豪
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度の当初の研究計画は、マグマ溜まり内における温度・組成構造の進化モデルの仕上げであった。マグマ溜まりの熱物質進化について、結晶の運動を無視するという条件付ながら、多成分系熱力学及び、物質・運動量・エネルギー保存を考慮した2次元モデルの構築を、今年度の前半に終えることができた。その後結晶の運動について、モデルへの組み込みに取り組んできたが、結晶の核密度についての予測が必要であったり、固相が支配的である領域での固相-液相の相対運動を支配するパラメータが未知であったりするといった壁に阻まれ、今年度中の完成には至らなかった。上記の研究と同時進行で、表面電離型質量分析計における鉛同位体比の測定法の開発及び改良を行った。測定時のマス分別効果の補正についてDouble spike法を導入した結果、従来の世界のあらゆる測定法よりも高確度・高精度で鉛同位体比が測定できるようになった。その成果については現在国際誌に投稿中である。また本年度は、昨年度に採取したアイスランドの岩石の解析も行った。解析の結果、アスキヤ火山の玄武岩は大規模なマグマ混合及び地殻物質の混染の影響を受けており、マグマの分化プロセスの情報を引き出すという当初の目的にそぐわないことが判明した。しかし鉛同位体比等のデータから、マグマ溜まり周囲の地殻物質が約2Maに形成されたものであること、またアスキヤ火山の玄武岩マグマはMORBのマグマと地下深部由来のマントルプリューム起源のマグマが噴火直前に混合していた可能性が示された。

今年最初的研究计划是最终确定岩浆室内温度和成分结构的演化模型。关于岩浆房的热物质演化，我们希望在忽略晶体运动的条件下，完成考虑多组分热力学和物质、动量、能量守恒的二维模型的构建。本财年我做到了。从那时起，我们一直致力于将晶体的运动纳入模型中，但需要预测晶核的密度，并且需要预测固相占主导地位的区域中固相和液相之间的相对运动由于参数未知等障碍，该项目未能于今年年底完工。在进行上述研究的同时，我们开发并改进了一种使用表面电离质谱仪测量铅同位素比的方法。由于引入双尖峰法来校正测量过程中的质量分馏效应，因此可以比世界上任何传统测量方法更高精度地测量铅同位素比。研究结果目前正在提交给一家国际期刊。今年，我们还分析了去年从冰岛收集的岩石。分析结果发现，阿斯基亚火山的玄武岩受到大规模岩浆混合和地壳物质污染的影响，不适合提取岩浆分异过程信息的最初目的。然而，铅同位素比值等数据显示，岩浆室周围的地壳物质形成于大约2Ma前，阿斯基亚火山的玄武岩岩浆由来自MORB的岩浆和源自地下深处的地幔柱的岩浆组成。表明它们之前可能已经混合。