マントル捕獲岩の同位体地球化学による南太平洋スーパープルーム起源物質の解明

通过地幔捕虏体的同位素地球化学阐明源自南太平洋超羽流的物质

• 批准号: 04J04886
• 负责人: 石川 晃
• 金额: $ 2.18万
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J04886/
• 关键词: オントンジャワ海台; スーパープルーム; マントル; リソスフェア; かんらん岩; 地球化学; オスミウム同位体; 白金族元素; 同位体地球化学; マントルプルーム; マントル捕獲岩; 微量元素濃度; 放射起源同位体; 地球内部物質大循環; ロディニア超大陸; Sm-Ndアイソクロン年代

本年度は英国ダラム大学において、負イオン表面電離型質量分析法(N-TIMS)による^<187>Os/^<188>Os比測定と、誘導結合プラズマ質量分析計を用いた同位体希釈法(ID-ICP-MS)によるRe及び白金族元素濃度測定を遂行し、オントンジャワ海台下リソスフェアの主要構成物質であるかんらん岩の年代・起源を推定した。浅部リソスフェアに由来するかんらん岩は、現世のMORBマントルと対比されるOs同位体・白金族元素組成を有しており、他の親石元素ベースの地球化学トレーサが示唆する結果と調和的であることが示された。一方、深部リソスフェアに由来するかんらん岩はOs同位体・白金族元素組成ともばらつきが大きく、特徴的にハルツバーガイトが現世のMORBマントルのOs同位体組成より低い値(^<187>Os/^<188>0s=0.115-0.120)を有することが判明した。これらの低いOs同位体組成のモデル年代計算に基づくと、これらハルツバーガイトは原生代(1.2-1.8Ga)に枯渇イベントを経験したマントルに由来することが示唆され、深部由来の石英パイロキシナイトが保持するHf-Nd-Pb同位体に基づくモデル年代と良い一致を示している。これらの結果から、オントンジャワ海台を形成した起源物質、すなわち南太平洋スーパープルーム起源物質は、主に原生代リソスフェアを構成したリサイクル地殻・マントル物質から構成されていたという結論に至った。

今年，在英国杜伦大学，我们将使用负离子表面电离质谱（N-TIMS）和使用电感耦合等离子体质谱仪的同位素稀释法来测量^<187>Os/^<188>Os比我们使用 ID-ICP-MS 进行了铼和铂族元素浓度测量，并估计了橄榄岩的年龄和起源，橄榄岩是翁通爪哇高原下方岩石圈的主要成分。源自浅层岩石圈的橄榄岩具有与现代 MORB 地幔相当的 Os 同位素和铂族元素组成，这与其他基于亲石的地球化学示踪剂所得出的结果一致。另一方面，源自岩石圈深部的橄榄岩的 Os 同位素和铂族元素组成变化较大，方辉橄榄岩具有比现代 MORB 地幔低的 Os 同位素组成的特征 (^<187>Os/ ^<188>0s= 0.115-0.120）。根据这些低 Os 同位素组成的模型年代学，这些方辉橄榄岩被认为起源于元古代 (1.2-1.8 Ga) 期间经历过耗尽事件的地幔，这表明来自深部的石英辉石岩与基于模型年龄的模型显示出良好的一致性。保留的 Hf-Nd-Pb 同位素。这些结果得出的结论是，形成翁通爪哇高原的源物质，即南太平洋超级地幔柱的源物质，主要由构成元古代岩石圈的地壳和地幔物质组成。