プレート収束帯における地殻内流体に伴う物質移動メカニズムの時空間解析

板块汇聚区壳内流体传质机制的时空分析

基本信息

批准号：
13J00715
负责人：
東野文子
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

東南極セール・ロンダーネ山地に産する、片麻状構造を切るように発達するザクロ石―角閃石脈を含むザクロ石―斜方輝石―角閃石片麻岩を用い、脈形成に伴う物質移動および鉱物組成・組織変化過程を調べた。本試料では、黒雲母と角閃石の塩素濃度および角閃石中のK濃度が、脈の中心から離れるにつれて徐々に減少し、数cm離れると濃度一定になるプロファイルが観察され、斜長石のNaに富むシャープなリムのモードが脈から離れるにつれて減少する。さらに脈直近の壁岩にはLi,Cu,Rb,Ba,Pb,Uが添加されており、これらの元素はメルトやH2O流体では動かず、アルカリ元素と塩化物を含む流体で動くと実験的研究から既に示されている。以上から、本試料のザクロ石―角閃石脈は、塩水流入で形成されたと考えられる。加えて、脈直近の壁岩に添加されていた元素の鉱物局所微量元素分析を行ったところ、脈からの距離に応じて徐々に濃度が減少し、脈から数cm離れて濃度一定となることが分かった。濃度一定となる距離は、鉱物種によらず元素種によって異なる。また、斜長石粒子(粒径数100μm)の微量元素の組成ゾーニングは、1粒子内でほぼ均質で、脈からの距離に応じて濃度変化することが分かった。斜長石のシャープなリムは、粒界に流体が存在し、界面溶解―再沈殿プロセスによるリム形成を示唆する。これは粒界に塩水が浸透し、脈からの距離に応じた微量元素濃度変化が粒界を主経路として起きたことを意味する。さらに、斜長石1粒子内のゾーニングは、NaSi-CaAl相互拡散係数および微量元素の結晶内拡散係数の違いによって説明できる。本試料において、塩素に富む含水鉱物と、シャープな斜長石リムが共存する領域は、粒界に塩水が流入した証拠と考えられ、この微細組織は、塩水活動を示す痕跡として、他試料にも適用できると考えられる。

利用来自东南极洲 Serre Rondane 山脉的切割片麻岩状结构中发育的含有石榴石-角闪石脉的石榴石-斜方辉石-角闪石片麻岩，我们研究了传质和矿物成分和结构变化过程。在该样品中，观察到随着远离矿脉中心，黑云母和角闪石中的氯浓度以及角闪石中的K浓度逐渐降低，并且浓度在几厘米之外变得恒定的轮廓。边缘模式远离脉冲而减小。此外，矿脉附近的围岩中还添加了Li、Cu、Rb、Ba、Pb和U，实验研究表明这些元素在熔体或H2O流体中不移动，但在含有碱元素和氯化物的流体中移动已经显示了。综上所述，认为该样品中的石榴石-角闪石脉是由于盐水的流入而形成的。此外，对矿脉附近围岩中添加的元素进行局部微量元素分析发现，浓度随着距矿脉的距离逐渐降低，在距矿脉数厘米处达到恒定浓度。浓度恒定的距离取决于元素的类型，而不是矿物的类型。研究还发现，斜长石颗粒（颗粒尺寸为数百微米）中微量元素的成分分布在每个颗粒内几乎是均匀的，并且浓度根据距脉的距离而变化。斜长石的尖锐边缘表明晶界处存在流体，并且通过界面溶解-再沉淀过程形成边缘。这意味着盐水渗透到晶界，微量元素浓度的变化主要通过晶界发生，具体取决于距脉的距离。此外，单个斜长石晶粒内的分区可以通过 NaSi-CaAl 相互扩散系数和微量元素晶内扩散系数的差异来解释。在这个样品中，富含氯的水合矿物和尖锐的斜长石边缘共存的区域被认为是盐水流入晶界的证据，这种微观结构在其他样品中也被视为盐水活动的痕迹。认为是适用的。