マグマ分化プロセスの時間スケールの定量的解明

岩浆分异过程时间尺度的定量阐明

基本信息

批准号：
17740351
负责人：
栗谷豪
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Tohoku University (2007)Kyoto University (2006)Okayama University (2005)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の主目的は、地殻下のマグマ溜り内において、どのような時間スケールでマグマの熱・物質進化が進行するのかについて、定量的な理解を得ることである。その目的達成のため、昨年度まで利尻火山下マグマ溜まりにおける、玄武岩質マグマから安山岩質マグマへの進化の時間スケールを推定し、さらにモデル計算に基づいてマグマの熱進化を時間の関数として表現した。そこで今年度はまず、熱進化の理解の一般性を図るべく、モデル計算の結果の解析を行った。マグマ溜まり内において、熱対流の駆動力は、天井部の固液境界層と主要部マグマ間の熱境界層の温度差であり、その温度差は結晶の過冷却度に対応していると考えられているが、モデル計算で得られた過冷却度と固液境界層の成長速度の関係が、実験で得られているカンラン石の過冷却度と結晶成長速度の関係に比較的近いことが明らかになった。このことから、将来的には結晶の過冷却度と成長速度の関係から、マグマの熱進化をある程度予測できる可能性が示された。本年度はさらに、マグマ溜まり内における、主要部での結晶分化作用(均質分化)と固液境界層由来の分化液が主要部マグマに混入することによって引き起こされる分化作用(境界層分化)との結合作用について考察を行った。その結果、含水量が高いマグマが地下の比較的深部でマグマ溜まりを形成した場合、固液境界層から主要部マグマへのメルトの輸送(境界層分化)が活発になり、さらに主要部マグマのリキダス温度降下を引き起こして結晶化を抑えることによって均質分化を妨げ、その結果、境界層分化がさらに支配的になることが予測された。その一方で、地下の比較的浅部のマグマ溜まり内では、固液境界層から主要部マグマへのメルトの輸送が起こりにくいため、マグマは主に均質分化作用で進化することが明らかになった。

这项研究的主要目的是获得对岩浆热和材料进化在岩浆亚壳中进化的时间尺度的定量理解。为了实现这一目标，直到去年，估计了岩浆潜水器中从玄武岩岩浆到安山岩岩浆的演变时间尺度，估计了岩米尔火山下的岩浆，并根据模型计算将岩浆的热演化作为时间表示。因此，今年我们首先分析了模型计算的结果，以确保对热进化的一般了解。在岩浆储层中，热对流的驱动力是天花板和主要岩浆的固液边界层之间的温度差，并且认为温度差与晶体过冷的高度相对应，但已表明，固定边界的超级冷冻速率与固定边界的超级冷却程度之间的关系相关的关系是模型的相关速率的关系，这是模型层的相关速率的相互冷却程度。在实验中获得的橄榄石和晶体生长速率的过冷。这表明将来可以在一定程度上预测超冷和生长速率之间的关系。今年，我们还讨论了主要部分（均匀分化）在主要部分（均质分化）和分化效应的结合效应，这是由于将固体边界层分化掺入主要部分（边界层分化）引起的。结果，当水含量高的岩浆形成一个岩浆池相对较深的地下时，可以预测，从固体液体边界层到主岩浆的熔体运输（边界层差异）将变得更加活跃，从而导致主要岩浆的液体温度下降以抑制结晶，从而导致均匀的差异化，从而导致均匀的边界层差异化。另一方面，已经揭示了岩浆主要通过均匀的分化发展，因为在相对较浅的地下岩浆中很难将熔体从固体液体边界层传输到主岩浆。