ヒ ̀ ト1.4

)

1.2

1

る

φ 十

十

o

ATh、/UforRC OTh/UferOC

0.10 .8

Y9837203456bt'ecciatedY9837203456b、recciated PetrologictypePetrologictype

図4.4Rコ ン ドラ イ ト と 普 通 コ ン ド ラ イ ト酸 残 渣 中 のLa/Lu比(左)とTh/U比(右)

(ま ) 岩 響 目 国

80

60

40

20

rzAs'OCtype3(皿=5)

◆OCtT.IP'P・4(n=6)

・口 ・OCty

.pe5(n=2) ひOCtype6(nニ2)

O

LaCePrNd(pm)SmEuGdTbD .yHoErTmYbLuThU

図4.5普 通 コ ン ド ラ イ ト酸 残 渣 中 の 希 土 類 元 素 及 び ト リ ウ ム 、 ウ ラ ン の 分 布 Shinotsuka(1997)よ り 引 用 。

4.3.第 二 溶 出 相 で の3成 分 混 合 モ デ ル と4成 分 混 合 モ デ ル

3.5.で 述 べ た よ うに 、第 二 溶 出 相 は 主 に撒 檀 石 か ら成 り、多 くの 硫 化 物 を含 ん で い る が 、 溶 け残 っ たCa一 リ ン酸 塩 鉱 物 や 斜 長 石 、輝 石 も含 ん で お り、第 二 溶 出相 中 の 希 土 類 元 素 は 第 一 溶 出 相 成 分 と酸 残 渣 成 分 の 混 合 に よ る も の と考 え られ る。 こ の 仮 定 よ り、 第 二 溶 出相 中 の 第 一 溶 出 相 と酸 残 渣 、 そ して 第 二 溶 出相 中 の 多 く を 占 め て い る撒 檀 石 で の3成 分 の 混 合 比 を計 算 で き る。 この 計 算 で の 撒 檀 石 は希 土 類 元 素 及 び ト リ ウム 、 ウ ラ ン を 全 く含 有 しな い と仮 定 して い る。 主 要 元 素 な ど を含 む 測 定 した全 元 素 を 考 慮 し、混 合 比 を 計 算 す る と、Y 980703で は 、 第 二 溶 出相 中 に 第 一 溶 出 相 成 分 が0.5%、 酸 残 渣 成 分 が0.9%、 そ して 撒 概 石 が98.6%ほ ど含 まれ て い る こ とが 分 か る。 図4.6(a)にY980703の 場 合 で の 計 算 に よ っ て 得 られ た 混 合 曲線(ピ ン ク の破 線)と 第 二溶 出 相 中 に 得 られ た 存 在 度 パ タ ー ン(緑 の 実 線) を 示 した 。 図4.6(a)か ら分 か る 通 り、3成 分 混 合 モ デ ル に よ り、 第 二 溶 出 相 中 の軽 希 土 類 元 素 か ら 中希 土 類 元 素 ま で の 存 在 度 パ タ ー ン は 再 現 で き た が 、 重 希 土 類 元 素 や トリ ウ ム 、 ウ ラ ン の 存 在 度 パ タ ー ン を 再 現 す る こ とは で き な か っ た 。 第 二 溶 出 相 中 の 軽 希 土 類 元 素 は ほ と ん ど がCa一 リ ン酸 塩 鉱 物 に よ る も の で あ り、中 希 土 類 元 素 もCa一 リン酸 塩 鉱 物 と酸 残 渣 成 分 の 混 合 に よ る もの と考 え られ る が 、 第 二 溶 出 素 相 中 に得 られ た 重 希 土 類 元 素 及 び トリ

ウ ム 、 ウ ラ ンの 存 在 度 パ タ ー ン を 再 現 し よ う とす る と 、 非 常 に 重 希 土 類 元 素 に 富 ん だ 成 分 が含 ま れ て い な い と存 在 度 パ タ ー ン を 再 現 で き な い 。 第 二 溶 出 相 中 に 得 られ た 存 在 度 パ タ ー ン を 再 現 す る た め に は 、3成 分 目に 図4.6(a)中 の青線 で示 した よ うな成 分 が必 要 とな る。

こ の3成 分 混 合 モ デ ル で は 、3成 分 目で あ る 第 二 溶 出 相 の 大 部 分 を 占 め て い る撒 檀 石 中 の 希 土類 元 素 存 在 度 を0と 仮 定 して い る が 、実 際 に は 撒 概 石 は 少 量 の希 土 類 元 素 を 有 して い る。

参 考 ま で に 普 通 コ ン ドライ トの 撤 檀 石 中 の 希 土 類 元 素 存 在 度 パ タ ー ン(黒 の 破 線;Curtis andSchmitt,1979)を 図4.6(a)に 示 して い る が 、 撒 檀 石 の 希 土 類 元 素 存 在 度 は 図4.6(a) に 示 した 再 現 に 必 要 な 成 分 よ り も重 希 土 類 元 素 存 在 度 が 非 常 に低 い 。 そ の た め 、 図4.6(b) 中 の ピ ン ク の 破 線 で 示 した よ うに 、 撤 檀 石 中 の 希 土 類 元 素 存 在 度 を0で な く、 普 通 コ ン ド ラ イ ト中 の撤 概 石 と同 様 の 希 土 類 元 素 存 在 度 を 有 して い る と仮 定 して も 、3成 分 の 混 合 比 は 多 少 変 わ る が 、3成 分 混 合 モ デ ル で 第 二 溶 出 相 中 の 存 在 度 パ ター ン を 再 現 す る こ とは で き な い。 これ ま で に鉱 物 観 察 に よ り報 告 され て い るRコ ン ドラ イ ト、 普 通 コ ン ドラ イ ト構 成 鉱 物 で は 、 図4.6(a),(b)に 示 した 青 線 の よ うに重 希 土 類 元 素 に富 む よ うな鉱 物 の 候 補 は 存 在 しな い 。Rコ ン ドラ イ ト、普 通 コ ン ドライ ト構 成 鉱 物 以 外 で 重 希 土 類 元 素 に富 ん だ鉱 物 と し て は ジ ル コ ン(ZrSio4)が 挙 げ られ 、 こ の 鉱 物 は 微 量 に しか 存 在 せ ず と も 、 非 常 に 高 い 希 土 類 元 素 存 在 度 を も っ て い る た め 、 こ の鉱 物 が 第 二 溶 出 相 中 に 含 ま れ て い れ ば 、 得 られ た 存 在 度 パ ター ン を説 明 で き る か も しれ な い 。 しか しな が ら、 この ジル コ ン は 風 化 作 用 へ の 抵 抗 力 が 非 常 に 強 い こ と が 知 られ て お り、 酸 に対 す る抵 抗 力 も非 常 に 強 く、 本 研 究 で の フ ッ化 水 素 酸 を 用 い た 酸 分 解 法 で も ほ とん ど溶 け る こ と は な い 。 そ の た め 、 ジル コ ン が 第 二 溶 出相 に溶 け る だ す こ と は 考 え に く い 。 そ もそ も 、 ジル コ ン は マ グマ に よ る 分 別 結 晶 作 用 か ら形 成 され る た め 、 エ コ ン ドラ イ トの よ うな 分 化 した 阻 石 中 に は 存 在 す る が 、 分 化 して

希 土 類 元 素 よ り重 希 土 類 元 素 に 富 む 試 料 が ほ とん どで あ る た め 、 下 に 凸 で 右 上 が りの 存 在 度 パ タ ー ン を持 っ 斜 方 輝 石(図4.3)と パ タ ー ン は 近 い 。単 斜 輝 石 と斜 方 輝 石 の 酸 に 対 す る 溶 解 性 や 、Rコ ン ドラ イ ト中 の そ れ ら の鉱 物 の 粒 径 な どが 明 確 で な い こ と か ら、第 二 溶 出相 中 に ど ち らが 多 く溶 け だ す か の判 断 は で き ず 、3成 分 混 合 モ デ ル で は 酸 残 渣 成 分 は 酸 残 渣 中 の 単 斜 輝 石/斜 方 輝 石 の 比 と 同 じ比 で 第 二 溶 出 相 中 に 溶 け た と仮 定 を お い て い る 。 同 様 に 、 リ ン灰 石 と メ リ ライ トの 酸 に 対 す る溶 解 性 や 、Rコ ン ドライ ト中 の そ れ らの 鉱 物 の粒 径 な ど も 明 確 で な い た め 、 第 一 溶 出相 成 分 は 第 一 溶 出 相 中 の リン灰 石/メ リラ イ トの 比 と同 じ比 で 第 二 溶 出相 中 に溶 け た と仮 定 した 。 も し、 単 斜 輝 石 よ りも 第 二 溶 出 相 中 の 存 在 度 パ タ ー ン に 近 い 存 在 度 パ タ ー ン を も つ 斜 方 輝 石 が 溶 け や す く、 第 二 溶 出 相 中 の 希 土 類 元 素 存 在 度 パ タ ー ン がCa一 リン 酸 塩 鉱 物 、撒 概 石 、斜 長 石 、そ して 斜 方 輝 石 の 混 合 に よ りで き て い る とす る と 、 図4.6(b)に 示 した よ うな4成 分 混 合 曲線(赤 の破 線)が 計 算 で き 、 第 二 溶 出 相 中 の 存 在 度 パ タ ー ン を再 現 す る こ とが で き る。 な お 、 こ の 計 算 のCa一 リン 酸 塩 鉱 物 の 希 土 類 元 素 存 在 度 に はRコ ン ドラ イ ト中 のCa一 リン 酸 塩 鉱 物 の 値 を 用 い 、 撒 概 石 と斜 長 石 、斜 方 輝 石 に は 普 通 コ ン ドライ ト中 で の 値(CurtisandSchmitt,1979)を 用 い た 。 こ の4成 分 混 合 モ デ ル に よ り、第 二 溶 出 相 中 の 存 在 度 パ タ ー ン を再 現 す る こ とが で き た が 、4成 分 の 混 合 割 合 に 注 目す る と、撒 檀 石 が59.38%、 斜 方 輝 石 が40%、 斜 長 石 が0.6%、 そ してCa一 リン 酸 塩 鉱 物 が0.02%と 最 も撒 檀 石 が 多 い が 、 斜 長 石 の 方 が 溶 け や す い に も 関 わ らず 斜 方 輝 石 の 方 が 多 く溶 け だ し て い る こ と に な る。 ま た 、 全 岩 で の 斜 方 輝 石 の モ ー ド比 は 約4.3wt.%

(Kallmeynθtal,1996)し か な い が 、 この4成 分 混 合 モ デ ル に よ る と少 な く と も斜 方 輝 石 の モ ー ド比 が30wt.%な い と 、 第 二 溶 出相 中 に40%も の 斜 方 輝 石 が溶 け る こ と は な い。 し た が っ て 、普 通 コ ン ドライ ト構 成 鉱 物 中 の 希 土 類 元 素 存 在 度 に 基 づ くCa一 リン 酸 塩 鉱 物 と撒 檀 石 、斜 長 石 、斜 方 輝 石 の4成 分 混 合 モ デ ル で は 、 第 二 溶 出 相 中 の 希 土類 元 素 存 在 度 パ タ ー ン を 再 現 す る こ とは で き た が 、酸へ の溶 解性 やモ ー ド比 に矛盾 が 生 じて しま う。

以 上 の 事 柄 か ら、 第 二 溶 出相 中 に 得 られ た 存 在 度 パ タ ー ン を説 明 す る た め に 、 次 の3つ の 可 能 性 が 考 え られ る;(i)Rコ ン ドライ トの撒 概 石 中 の 重 希 土 類 存 在 度 は 普 通 コ ン ドライ

トの 場 合 に 比 べ て 非 常 に 高 い 、(ii)Rコ ン ドラ イ ト中 に は 未 発 見 の 普 通 コ ン ドラ イ ト中 に は 見 られ な い 重 希 土 類 元 素 に 富 み 、 酸 に 可 溶 な 特 異 的 な 鉱 物 が 存 在 す る、(iii)第 二 溶 出相 中 に含 ま れ る で あ ろ うい くつ か のRコ ン ドライ ト構 成 鉱 物 中 の 重 希 土 類 元 素 存 在 度 が 普 通 コ ン ドラ イ トの 場 合 よ り も高 い 。

の①り昌弼唱唱5﹄弼O①N昌粥≡﹄O唱ー一︹) 2

1

■●2ndleachate

OCalculatedmixingcurve

・十 ・Unidentifiedcomponent

・蟹.0血vine

o'1i灘 臨