オ フ ィオ ライ トか ん らん岩 の成 因 荒 井 章 司*
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(2) 232. 荒. 井 I.. 章. 司. は じめ に. 典 型的 な オ フ ィオ ライ ト複 合 岩体 の最 下 部 は,か ん らん岩 が 占 めて お り,一 般 にマ ン トル相 で あ る と解 釈 され て い る(COLEMAN. 1977の 総 括 を見 よ)。 ま た,造 山帯 ま たは 変 成 帯 に は,直 接 的 に オ フ ィオ ラ イ. トの メ ンバ ー で あ る こ とを示 さな い,さ. ま ざ まな か ん らん岩 体 も貫 入 して い る。 これ らの 岩体 の ほ とん ど. す べ て が,い わ ゆ る 固体 貫 入 岩体 で あ り,ア ル プ ス型(ア ル パ イ ン ・タ イ プ)か ん らん 岩 体 と総 称 され て い る 。これ らの岩 石 は,変 質(特 に 蛇紋 岩 化)ま た は 変形 に よ り,一 般 に 火成 岩 とは程 遠 いみ か け を呈 して い る こ とも あ って,そ の火 成 岩 的性 質 は十 分 に解 明 され て い な い。 この論 文 で は,か ん らん 岩 中 の残 留 初 生 鉱 物 の化 学 組 成 か ら,そ の火 成 岩 的性 質,特 マ か ら形 成 され た か を探 る試 み を行 う。 これ が成 功 す れ ば,火 活 動 した環 境(テ. に どの よ うな マ グ. 山岩 の 化 学 組成 の特 徴 か ら,そ の マ グマ の. ク トニ ック ・セ ッテ ィ ン グ)が 推 定 され る の と同 様 に,か ん らん 岩 そ の もの か ら,そ れ. が 由来 した マ ン トル の 置 かれ て いた 環 境(テ. ク トニ ック ・セ ッテ ィン グ)が 読 み 取 れ る こ とに な り,各 方. 面 に対 して益 す る と ころ が大 き いで あ ろ う。 な お,本 稿 で は,ア ル プ ス型 か ん らん 岩 と して 最 も重 要 な ス ピネ ル か ん らん岩 の み を扱 う。 多 くの重 要 な マ グマ は,ス れ て い る(例 えば,TATSUMI. et al.. ピネ ル かん らん 岩 の 領 域 で形 成(リ. リー ス)さ. 1983)。. II. か ん らん 岩 の初 生 鉱 物 の サ ブ ソ リダス で の 二 次 的な 組 成 変 化 まず,変. かん らん 岩 の大 部 分 は,本 稿 の よ うな 目的 に は使 え な い 。特 に,蛇 紋 岩 の脱 水 分解 に よ っ て生. じた 変 か ん らん岩 で は,ク. ロム ス ピネ ル が か ろ う じて 残 留 して い る こ とが あ る が,か. 初 生 的 な もの か ら著 し く変化 して い る こ とが あ る(ARAI て も,高 温 でH2Oに and HIRAI. ん らん石 の組 成 は,. 1975)。 ま た,い わ ゆ る 変 か ん らん岩 で は な く. 富 む 流 体 が作 用 した形 跡 の あ る かん らん 岩(例 え ば,流 体 包有 物 の レ リッ ク(ARAI. 1985, HIRAI. and ARAI. 1987)に 富 む かん らん 石 を含 む場 合)で は か ん らん石,ク. ネ ル の組 成 が 変化 して い る可 能性 が あ るの で(DUNGAN. and AVELALLEMAN. 1977)注. ロム ス ピ. 意 を要 す る で あ. ろ う。 か ん らん石 は,単 (OBATA. 斜 輝 石,ク. et al.1974,EvANs. ロ ム ス ピネル との低 温 で のMg‑Fe交 and FROST. 1975)。 した が って,ク. トの か ん らん石 はサ ブ ソ リダ スで,そ れ ぞれFoに. 乏 し くま たFoに. 換 反 応 で そ の組 成 を 大 き く変 え る リノパ イ ロ ク シナ イ トや ク ロ ミ タイ 富 む よ うに な る(ARAI. 1980)。 か. ん らん 岩 は か ん らん石 に富 ん で い る た め,単 斜 輝 石 や ク ロム ス ピネ ル の ご く近 傍 以 外 の か ん らん石 は,高 温(ソ. リダ ス)時 の 組 成(Fo値)を. 原 子 比(以 下,単 にMg比 て よい 。 また,当 然. 保 って い る と して よ い(ARAI. と呼 ぶ)も,か. ん らん 石 のFo値. 1980)。 斜 方輝 石 のMg/(Mg+Fe2+). と同様 に,高 温 時 の値 を保 持 して い る と考 え. か ん らん岩 中 の単 斜 輝 石 や,ク ロ ム ス ピネ ル のMg比. は,ソ リダ ス時 の値 か ら大 き. く変化 す る 。 輝 石 類 のCa,AI,Cr含 OBATA. 有 量 は平 衡 温 度 に著 し く依 存 して い る(例 え ば,BoYD. 1976)。 ク ロ ムス ピネ ル のCr/(Cr+Al)原. 子 比(以 下,単 にCr比. 余 り変 化 しな い こ とが明 らか に され て い る(OZAWA. 1986,ARAI. 量 は,温 度 に よ り大 き く変 化 し,あ る種 の か ん らん岩 で は,ソ (GREEN. and. RINGWOOD. and ScHAIRER. と呼 ぶ)は,サ. 1988)。 た だ し,ク. 1964,. ブ ソ リダ ス で ロム ス ヒ。 ネルの. リダ ス近 くで 消失 して しま う可 能性 もあ る. 1967)。 以 上 よ り,か ん らん石 のFo値. とク ロム ス ピネル のCr比. は ソ リダ. ス時 の 組 成 を保 持 して い る と考 え,こ れ らの値 に注 目 して 議 論 を進 め る こ と とす る 。 か ん らん石 とク ロム ス ピネ ル は,超 マ フ ィ ッ ク岩 類 に き わ めて 普 遍 的 に 出現 す る の み な らず,マ. ン トル起 源 の 未 分 化(に 近 い). マ グ マか らの初 期 晶 出物 と して も普 遍 的 で あ り,両 者 を比 較 す る上 に お い て も,大 変 便 利 で あ る。 III. 上 部 マ ン トル 起源 の か ん らん岩(か. か ん らん 石‑ス. ピネル マン トル 列. ん らん 石+斜 方 輝 石 ±単 斜 輝 石+ク ―46―. ロ ム ス ピネ ル;レ ー ル ゾ ライ ト.
(3) オ フ ィオ ライ トかん らん 岩 の成 因 ま た は ハ ル ツ バ ー ガ イ ト). (A). の か ん ら ん 石 のFo値. とク. ロ ム ス ピ ネ ル のCr比. をプ. ロ ッ トす る と,比. 233. (B). 較的狭 い. 帯 状 の 領 域 を 占 め る(ARAI 1987,第1図)。. この 領域. をARAI(1987)に. 従 い,. かん らん 石 一 ス ピネル マ ン トル 列(olivine‑spinel ntle array)(以 と略 す)と. ma‑. 下,OSMA. 呼ぶ 。 こ こ で注. 目 す べ き こ と は1)ア. ル カ. リ玄 武 岩 な ど の 捕 獲 岩 と し て 産 す る も の と,ア. ル プス. 型 か ん ら ん 岩 で は,分 偏 り こ そ あ れ,ほ. 布の. ぼ同一の 第1図. ト レ ン ド を 示 す こ と,2) OSMAのCr比0.6以. 下の 部分 はほ. ぼ レ ー ル ゾ ラ イ トに よ っ て 占 め ら れ る 。 す な わ ち, OSMAに. お い て,レ. ール. ゾ ラ イ トか らハ ル ツ バ ー ガ イ トへ の 変 化 は 比 較 的 シ ャ ー プ で あ る 。 こ こ で,レ ル ゾ ラ イ ト,ハ. ー. ル ツバ ー ガ. イ トの 境 界 は 普 通 採 用 さ れ て い るIUGSの 比0.1に. と ク ロム ス. 関係. も の(単. 斜 輝 石5体. 積%)で. は な く,単. 斜 輝 石/全. 輝石体積. 置 く(ARAI,1984)。. か ん ら ん 岩 が マ ン トル 交 代 作 用 を 受 け た 場 合,OSMAか い る(ARAI. 1987,GoTo. 成 さ れ た 場 合 も,Alス. and. ま た,サ. らFoに. お け る 位 置 とモ ー ド組 成 に は,き. 1988MS)。OSMAのFo,Crに. も報 告 さ れ て い る が,(代. らCr比. 物が形. に富 む 方 向 にず れ る こ. 表 的 な 例 と して,WILKINSON. and. の 端 は,ほ. BINNS. 富 む マ グ マ な ど に 汚 染 さ れ た も の で あ る(ARAI. で あ る よ う に 見 え る(第1図)。. し た が っ て,リ 度 をfertileな. でFO=87以. ロム ス. 輝 石 体 積 比 が 単 調 に 増 加 す る(TAKA‑. の 端 は 不 明 で あ る 。 非 常 にFoに. 述 べ られ て い る よ う に,OSMA内. Fo=87‑88,Cr比=0.08程. ピネ ル 以 外 のA1‑Cr鉱. わ め て 良 い 相 関 が あ る 。 す な わ ち,ク. 富 む(refractoryな)方. 乏 し い(fertile)方. ら ん 岩 が,Feに. 乏 し い 方 向 に ず れ る こ と が 知 られ て. ブ ソ リ ダ ス で,ス. が 減 少 す る に つ れ て 全 輝 石 量 お よ び 単 斜 輝 石/全. で あ る が,Fo,Crに. ARAI(1987)に. 1987)。. 1988MS)。. か ん ら ん 岩 のOSMAに ピネ ル のCr比. ARAI. ピ ネ ル 成 分 が 選 択 的 に 消 費 さ れ る た め,OSMAか. とが あ る(TAKAHASHI. HASHI. 子 比)の. Fig. 1 Relationships between the Fo content of olivine and the Cr/(Cr+Al) atomic ratio of chromian spinel (=Cr ratio) in mantle-derived peridotites The narrow region where the mantle peridotites are distributed is called the "olivine-spinel mantle array (=OSMA)" (ARAI 1987). Open circle, harzburgite. Closed circle, lherzolite. The boundary between harzburgite and lherzolite is placed at the volume ratio of clinopyroxene/total pyeoxenes=0.1. (A) Xenolithic peridotites in alkali basalts except for Japanese ones. (B) Alpine-type peridotites.. の 部 分 は ほ ぼ ハ ル ッバ ー ガ イ ト,0.5以. マ ン トル 起 源 の か ん ら ん 岩 の か ん ら ん 石 のFo値 ピ ネ ル のCr比(Cr/(Cr+Al)原. 上. ぼFo=93.5,Cr比=0.95 乏 し い(80前. 1977),そ 1987,GOTO. 後)か. ん らん 岩. れ らの一 部 は通 常 の か ん and. ARAI. 1987)。. 下 の マ ン トル か ん ら ん 岩 は き わ め て ま れ. ソ ス フ ェ ァ 内 の 主 要 な か ん ら ん 岩 に 関 し て は,OSMAは. 端 と す る と し て よ い(ARAI ―47―. 1987)。. こ の付 近 の か ん らん 岩 の.
(4) 荒. 234. 井. 章. 司. 全 岩化 学 組 成 は,パ イ ロライ トの組 成 とほ ぼ一 致 す る(ARAI 1987)。 OSMA内. の か ん らん岩 の化 学組 成(Fo値,Cr比)お. モ ー ド組 成 の変 化 よ り,OSMAは. よび. 溶 り残 りかん らん 岩 の トレ. ン ドを表 す 可 能 性 が示 唆 され る 。 す な わ ち,Fo=88,Cr比= 0.08付 近 の か ん らん岩 か ら,さ ま ざま な程 度 に マ グマ を取 り去 る と,溶 け残 りかん らん 岩 はOSMAをFo値,Cr比. に 富. む方 向 に た どるで あ ろ う。 この こ とは,JAQUES (1980)の. 実験 結 果 か らも 支 持 さ れ る。 彼 らは,Tinaquillo. (ヴ ェ ネ ズ エ ラ)の. レー ル ゾ ライ ト(ほ ぼパ イ ロ ライ トの 全 岩. 組成 を 持 つ)か ら,40%の. 第2図. Tinaquilloレ. ール ゾ ライ. ト を 部 分 融 解 した 時 の 溶 け残 りか ん らん石 と ク ロ ム ス ピネ ル の 組 成 変 化 (JAQUES 1980の. Fig. 2. and. GREEN. 結 果 を プ ロ ッ ト). Pressure-dependent compositional trajectories of residual olivine and chromian spinel in partial melting run products from a Tinaquillo lherzolite (JAQUES and GREEN 1980) Arrows indicate the directions of increase of the degree of partial melting.. and GREEN. か ん らん石 を除 い た も の を無 水 で5. か ら15kbの. 圧 力 下 で部 分 融 解 した 。 彼 らの 公 表 し た溶 け残 り. 物 質 のFo値. とCr比. を第2図 に 示 す 。 彼 らの 実 験 はOSMA. を み ご とに再 現 して い る と言 っ て よ い 。 こ の よ うに,溶 け残 り か ん らん岩 の トレン ドはOSMAと. 一 致 す る 。 た だ し,い まの. と ころ,溶 け残 りか ん らん岩 の トレン ドは,OSMAと 分 条 件 に過 ぎ な い と しか 言 え な い 。OBATA (1987)は,有. and. して 十 NAGAHARA. 名 な北 海 道,日 高 帯 の 幌 満 か ん らん岩 類 は,溶. け残 りか ん らん岩 と メル トが さ ま ざま な割 合 で混 合 され た も の で あ る と した。一 方,最 近 のTAKAHASHI. (1988MS)の. に よれ ば,幌 満 か ん らん 岩類 の一 部(Cr比,0.7‑0.1の バ ー ガ イ トー レー ル ゾ ライ ト)は,極. 研究 ハル ツ. め て 美 し くOSMAに. 収 ま って しま うか らで あ る 。 わ れ われ は,も と よ り任 意 の 場所 の 上部 マ ン トル か ん らん岩 を入 手 す る こ と はで きな い わ け で あ る が,火 山 岩 の 捕 獲 岩 も し くは ア ル プ ス型 岩 体 と して 得 られ る マ ン トル か ん らん岩 は,十 分,最 上部 マ ン トル を代 表 して い る と し よ う。 言 い 換 え る と, ス ピネ ル か ん らん岩 の安 定 領域 で生 ず る あ らゆ る種 類 の マ グマ の溶 け残 り物 質 を,わ れ わ れ は手 に入 れ る こ とが で き る と仮 定. し よ う。 IV. さて,一. 既 知 の セ ッテ ィン グ に 由来 す る マン トル か ん ら ん岩. 般 に オ フ ィオ ライ トか ん らん岩 を 含 む ア ル プ ス型 か ん らん岩 は,そ. れ が 由来 した テ ク トニ ッ. ク ・セ ッテ ィ ン グが 不 明 で あ る(少 な くと も論 議 の対 象 に な る こ とが多 い)。そ れ らの 由来 を議 論 す るた め に は,出 所 の 明瞭 な マ ン トル かん らん 岩 の性 質 を,整 理 し理 解 して お く必 要 が あ る。 海 洋 底 を構 成 す るか ん らん岩 の性 質 は,オ. フ ィオ ライ トか ん らん岩 の 由来 を検 討 す る うえ で,特. で あ る。 海 洋 底 の か ん らん 岩 は 今 ま で の と ころ,主. と して大 西 洋,イ. 0.6‑0.1の 間 に収 ま るが,特 に0.4‑0.2程 度 の もの が 多 い(DlcK. に重 要. ン ド洋 か ら得 られ て い る。Cr比. and BuLLEN. は. 1984)。 した が っ て ,ほ と. ん どの も のが レー ル ゾ ライ トで あ る(第3図)。 ハ ワ イ,タ. ヒチな どの 海 洋 ホ ッ ト ・ス ポ ッ ト下 の マ ン トル かん らん 岩 は,強. 岩 と して得 られ る(SEN Cr比0.1前. 1987,TRACY. 1980)。 お しな べ て,Cr比0.4以. 後 の もの が 圧 倒 的 に 多 い(第3図)。 ―48―. ア ル カ リ ・マ グマ 中 の 捕 獲. 下 の レール ゾ ライ トで あ る が,.
(5) オ フ ィ オ ラ イ トか ん ら ん 岩 の 成 因. 島弧 域 の マ ン トル か ん らん岩 で あ る可 能 性. 235. B). A). の 高 い もの として,日 本 列 島 に お いて 得 られ る捕 獲岩 が あ る。 た だ し,そ れ らの多 くは, 日本 海 沿 岸 域 で得 られ るた め,典 型 的 な 島弧 の マ ン トル物 質 で あ るか ど うか 問題 で あ る。 日本 列 島 の マ ン トル かん らん 岩 のCr比 少 数 の 例 外 を除 いて,0.6‑0.1の る(第3図)。. は,. 範 囲 に収 ま. 多 くが レール ゾ ライ ト で あ る. が,Cr比0.4以. 上 の もの に は,ハ ル ツバ ー ガ. イ トも含 まれ る 。 た だ し,日 本 列 島 の マ ン ト ルか ん らん岩(特. に 目潟,黒 瀬 の もの)は,. 全 体 に,OSMAのFoに. 乏 し い部 分 に プ ロ. ッ トされ る(第3図)。. これ が,島. D). C). 弧マ ン ト. ル かん らん岩 の一 般 的 な特 徴 で あ るか ど うか は,デ ー タ不 足 の た め不 明 で あ る。 最 近, OZAWA. (1988)に. よ って,島. 弧 の マ ン トル. か ん らん 岩 で あ る とされ た宮 守 オ フ ィオ ラ イ トのハ ル ツバ ー ガ イ トー レー ル ゾ ライ トは, 同一Cr比. で比 べ て,日 本 列 島の もの よ りFo. 値 に富 ん で い る(す な わ ち,通 常 のOSMA 内 に収 ま る)(第3図)。 マ リア ナ海 溝 や トン ガ海 溝 の 陸側 斜面 で ド レッ ジ され た か ん らん 岩 類 は,前. 弧 域 の 上. 部 マ ン トル 物 質 で あ ろ う(BLOOMER HAWKINS. 1983, BLOOMER. and. and. 第3図. 既 知 の セ ッ テ ィ ン グ に 由 来 す マ ン トル か ら. FISHER. ら ん 岩 の か ん ら ん 石(Fo値),ク ネ ル(Cr比)の. 1987)。 ハ ル ツバ ー ガイ ト か ら レール ゾ ライ トで,Cr比. Fig. 3. は0.8か ら0.4で あ る(第3図)。. ア ル カ リ玄武 岩 中 の 捕獲 岩 と して得 られ る か ん らん岩 の多 くは,大 陸 地 域 の上 部 マ ン ト ル 物 質 で あ ろ う。 ハ ル ツバ ー ガ イ トも少 量 存 在 す る が,多. くの もの は レール ゾラ イ ト(Cr. 比0.2以 下 の もの が70%近. くを 占 め る)で あ. る(第1図)。 V.. 初 生 マ グ マか ら晶 出す る か ん ら ん 石,ク. ロム ス ピネ ル の 組 成. か ん らん 石,ク か ん らん岩(=溶. ロム ス ピネ ル は,マ. ン トル. Upper mantle peridotites from known tectonic settings in terms of the Fo-Cr relationship. The OSMA is shown by the region between broken lines. (A) Present-day ocean floors (the Indian and the Atlantic Oceans). (B) Oceanic hot spots (Hawaii and Tahiti). (C) Japan island arcs. (D) Fore-arc regions (arc-side slopes of the Tonga and the Mariana Trenches). Dotted lines with arrowheads in the OSMA indicate the ranges of peridotites deduced from reported Cr ratios.. け残 りか ん らん 岩)の み な らず,上 部 マ ン トル で形成 され る マ グ マ か ら の 初 期 晶 出物. (ほぼ リキ ダ ス鉱 物)と. して も きわ めて 普 遍 的 で あ る 。 あ る マ グ マの 一 連 の分 化 物 を丹 念 に追 う と,マ. マ の分 化 に伴 う ク ロム ス ピネ ル の組 成(特 にCr比)の る か ん らん 石 のFo値 化 を,Fo値‑Cr比. ロム ス ピ. 組成関係. 変化 を知 る こ とが で き る 。 分 化 の 程 度 は,共 存 す. に よ って知 る 。 こ の よ うに して 得 られ た,マ 図 上 に 記 した もの を,"分. グマ の分 化 に伴 うFo値,Cr比. 化 曲線"と 呼 ぼ う(第4図)。 ―49―. グ. 分化 曲線 は,火. の変. 山岩,集 積.
(6) 236. 荒. 第4図. マ グ マ の 分 化 に 伴 う,か. 井. 章. 司. ん らん. 石 とク ロム ス ピネ ル の組 成 変 化 ("分 別 曲 線"). Fig. 4. 岩 に つ い て得 られ るが,い て,出 発 点 が高Crの. A possible. た は そ のFoに. of. magmas. within. 乏 しい 近 傍)よ. 場 合 は,右. 1988). assignment. primary. peridotites MA. to. the OS-. り派 出 す る 。 そ し. 上 が りの傾 向 が あ る(第4図)。. は,予 想 に反 して,マ グマ の 分化 と と もに,単 調 減 少 す る とは限 らな. ロ ム ス ピネ ル のFe3+/(Cr+Al+Fe3+)比. and TAKAHASHI. とTi含. 有量 は ほぼ 単調 に 増加す る. 1987)。 VI.. 分 化 曲線 の 出 発 点 の,OSMA内. 5. some. ず れ の場 合 もOSMA(ま. す な わ ち,ク ロ ムス ピネ ル のCr比. OSMA内 に お け る,溶 け 残 り か ん ら ん 岩 と初 生 マ グ マ の 対 応(ARAI. Fig.. 場 合 は,や や 右 下 が りの,低Crの. い の で あ る。 た だ し,ク (例 え ば,ARAI. 第5図. Fo-Cr ratio variation trends ("fractionation lines") in volcanic rocks during magmatic differentiation Note that the fractionation lines, inclining upwards or downwards when the starting point is low-Cr or high-Cr respectively, are traceable back to the OSMA.. 溶 け 残 りか ん らん 岩 の 推 定. にお け る位 置 の違 い は,そ れ らを も た ら した初 生 マ グ マ の溶 け残 りか. ん らん 岩 の 違 いに 由来 す る もの と考 え られ る。な ぜ な らば,溶 け残 りか ん らん 岩 か ら分離 した マ グマ か ら, た だ ち に晶 出 した か ん らん石,ク. ロム ス ピネル は,溶. い る はず であ るか らで あ る。 た だ し,マ. グマ が,溶. け残 りか ん らん 岩 の 同 じ鉱 物 と同 様 の組 成 を有 して. け残 りか ん らん 岩 か ら分 離 され た 位 置 よ りか な り浅所. でか ん らん 石,ク ロム ス ピネ ル を 晶 出 した場 合,そ れ らの組 成,特 に ク ロ ム ス ピネ ル のCr比. は,溶 け残 り. かん らん 岩 の もの とは か な り異 な る可 能性 もあ る 。 こ の 点 は実 験 岩 石 学 的 に 解 決 す る必 要 が あ る。 分 化 曲 線 をOSMAま. で逆 にた ど り,各 種 の マ グマ の溶 け残 りか ん らん 岩 を 推 定 して み る。 結 果 を 第5図 に 示. す 。 なお,DICK. and BULLEN(1984)も,同. い るが,彼 らは,Cr比. 様 な 目的 で,火 山 岩 中の ク ロ ム ス ピネ ル のCr比. の 変 化 を共 存 す るか ん らん 石 のFo値. か で あ る。ア ル カ リ玄武 岩 はCr比0.5以. 下(特 に0.5‑0.2)の ―50―. を検 討 して. で モ ニ ター して お らず,そ の 結 論 は よ り不確 レー ル ゾ ライ トを,MORBはCr比0.6以. 下.
(7) オ フ ィ オ ライ トかん らん 岩 の成 因 (特 に0.6‑0.4)の. 主 と し て レ ー ル ゾ ラ イ トを 溶 け 残 り か ん らん 岩 と す る 。 前 弧 域 を含 め た 島 弧 で 生 じ うる. マ グ マ の 溶 け 残 り か ん ら ん 岩 は,き. わ め て 変 化 に 富 む 。 ボ ニ ナ イ トはCr比0.9以. 高 マ グ ネ シ ア 安 山 岩 や 高 マ グ ネ シ ア ・高 シ リ カ 玄 武 岩(例 ア=ニ. ュ ー ギ ニ ア の マ ナ ム 火 山 の も の)で. ル カ リ玄 武 岩 で は,Cr比0.7以 に,第. え ばJOHNSON. は,Cr比0.9‑0.7の. Cr比0.4以. ハ ル ツ バ ー ガ イ トを,一. 報 告 したパ プ 般 的 な 島弧 の非 ア. 下 の ハ ル ツ バ ー ガ イ トー レ ー ル ゾ ラ イ トを 溶 け 残 りか ん ら ん 岩 とす る 。 特. and. BULLEN(1984)は,島. はTiに. ど の プ レ ー ト内 ソ レ ア イ トは,Cr比0.7前. 富 む)を. 後 の ハ ル ツ バ ー ガ イ ト(た. よ う な),縁. 海(あ. る い は 背 弧 海 盆)お. ー タ が 不 十 分 な た め 不 明 で あ る 。 た だ し,緑. り,MORBの あ り(DICK た め,溶. も の と そ う 変 わ ら な い(DICK and. BULLEN. and. 1984),MORBの. だ し,ク. ロム ス ピネル. VII.. し て い る(第1図)。. は0.6‑0.3で. 海 台 玄 武 岩 で は,同. あ. 比 は0.8‑0.5で 別 曲線 が不 明 な. け 残 り か ん らん 岩 と す る 可 能 性 が 高 い 。. オ フ ィ オ ラ イ トか ん ら ん 岩 の 成 因. ル プ ス型 か ん らん 岩 体 の か ん らん 岩 は,OS‑. 間 に ほ ぼ一 様 に分 布. こ れ は,か. が ほ と ん ど レー ル ゾ ラ イ ト(特 値90前 後 の も の)で. 1984)。. 海 玄 武 岩 は 単 斜 輝 石 に 乏 し い レ ー ル ゾ ラ イ トを,. オ フ ィオ ライ ト岩 体 基 底 部 をな す か ん らん岩 体 を含 む,ア でCr値0.95‑0.08の. よ び 海 台 の 玄 海 岩 の 溶 け 残 り か ん らん. も の よ り明 ら か に 高 い 。 こ れ ら の 場 合,分. 海 台 玄 武 岩 の 場 合 は ハ ル ツ バ ー ガ イ トを,溶. ん らん岩 捕獲 岩 にCr比0.1,Fo. あ る の と対 照 的 で あ る 。 ア ル. プ ス型 か ん らん 岩 体 をJACKSON TEX(1969)に. る 。 一 つ は,い. デ カ ン高 原(台. 海 玄 武 岩 の ク ロ ム ス ピ ネ ル のCr比. BULLEN. け 残 り か ん ら ん 岩 は 特 定 で き な い 。 し か し,緑. (1972),DEN. 洋 ホ ッ ト ・ス ポ ッ ト)や. 溶 け 残 り か ん ら ん 岩 と す る だ ろ う。. 陸 上 の リ フ ト帯(Afarの 岩 は,デ. 下 の レール ゾ ラ. 弧 マ グ マ の 溶 け 残 りか ん ら ん 岩 は,. 上 の ハ ル ツ バ ー ガ イ トで あ る と して い る 。 ハ ワ イ(海. 地 玄 武 岩)な. ず,主. 上 の ハ イ ツバ ー ガ イ ト,. et al.(1985)の. 四 紀 東 北 日本 弧 の フ ロ ン ト沿 い の ソ レ ア イ トの 溶 け 残 りか ん ら ん 岩 は,Cr比0.4以. イ トと 推 定 され る の が 注 目 さ れ る 。DICK. MA内. 237. and. THAYER. 従 い,二. 分 して み. わ ゆ る オ フ ィ オ ラ イ ト層 序 を 示 さ. と して レ ー ル ゾ ラ イ トよ り な る 岩 体 を な す. も の で,レ. ー ル ゾ ラ イ ト ・サ ブ タ イ プ ま た は ル ー. ト ・ゾ ー ン と総 称 さ れ る も の で あ る 。 他 は,し. ば. し ば オ フ ィ オ ラ イ ト複 合 岩 体 の 基 底 部 を な し,ハ ル ツ バ ー ガ イ ト ・サ ブ タ イ プ ま た は 狭 義 の オ フ ィ オ ラ イ ト型 と呼 ば れ る も の で あ る 。 た だ し,こ 分 類 は,厳. 密 で は な く,あ. あ る 。 以 前 か ら,前. and. 第6図 くま で便 宜 的 な もの で. JACKSON. ゾ ー ン か ん らん 岩 は,お. 1972)。. お む ねCr比0.5以. レ ー ル ゾ ラ イ トで あ る(第6図)。. 図 に 幌 満 岩 体 の デ ー タ を 加 え る と,ル ン か ん ら ん 岩 類 に は,Cr比0.7の. Fig. 6. ー ト ・ゾ ー. 後 の も の(例. え ば, ―51―. ん ら ん 岩"の. 白 丸:ハ ル ツ バ ー ガ イ ド;黒 ー ル ゾ ラ イ ト。. 下 の,. ハ ル ツバ ー ガイ. た はハ ル ツバ ー. か. ん ら ん石 の ク ロム ス ピネ ル の組 成 関 係 ルー ト・. トま で 含 ま れ る こ と に な る 。 ル ー ト ・ゾ ー ン か ん らん 岩 の う ち,Cr比0.1前. イ ト ・サ ブ タ イ プ)か. え. し か し,第6. "オ フ ィ オ ラ イ ト(ま. ガ イ ト ・サ ブ タ イ プ)か ん ら ん 岩"と "ル ー ト ・ ゾ ー ン(ま た は レ ー ル ゾ ラ. 者 の も の は 大 陸 下 の マ ン トル. 後 者 は 海 洋 下 の マ ン トル と解 釈 さ れ て き た(例 ば,NICOLAS. の. 丸:レ. Olivine-spinel compositional relationships in ophiolitic (or harzburgite subtype) and root-zone (or lherzolite subtype) peridotites Symbols are the same as those in Fig. 1..
(8) 238. 荒. AlpsのBalmuccia,Baldissero岩. 井. 章. 体 の も の)は,種. 司. 々 の 記 載 岩 石 学 的 性 質 の 上 で ア ル カ リ玄 武 岩 中 の 捕 獲. 岩 と して 得 ら れ る か ん らん 岩 と き わ め て 類 似 し て お り(ARAI1988),NICOLAS の 解 釈 と調 和 的 で あ る 。 オ フ ィ オ ラ イ ト型 か ん ら ん 岩 は,Cr比0.2以 イ トよ りな る(第6図)。OSMA内. でCr比0.95ま. and. JACKSON. (1972). 上 の レ ー ル ゾ ラ イ トー ハ ル ツ バ ー ガ. で ほ ぼ 一 様 に 分 布 し て い る が,Cr比0.5前. 後 の,ハ. ル. ツ バ ー ガ イ トに 近 い レ ー ル ゾ ラ イ トが 最 も 普 通 で あ る 。 さ て,第6図. を 第3,5図. と対 比 す れ ば,ア. ル プ ス型 か ん らん 岩 類 の 成 因 が 概 観 で き る 。例 え ば,Cr比. 0.6以 上 の ハ ル ツ バ ー ガ イ トを 含 む よ う な か ん ら ん 岩 体 は,MORBの 図),通. 常 の 海 洋 底 の 上 部 マ ン トル(第3図)で. refractoryな. ハ ル ツ バ ー ガ イ トを 含 む 岩 体(例. ア ・オ フ ィ オ ラ イ ト(ENGLAND. and. え ば,幌. DAVIES. 溝 陸 側 斜 面)で. KINS. 1983,BLOOMER. and. FISHER. け 残 りか ん らん 岩(残. 留 岩,refractory. な わ ち,溶. オ フ ィ オ ラ イ ト(ENGLAND. ん 岩 体(オ. and. DAVIES. (DUNCAN. and. 井1988)。. 1987,荒. 井1988)。. 1985)で. 1980)で は,溶. ル ツ バ ー ガ イ ト(ま. たは. 様 の 関 係 が 示 唆 され る 。 有 部 熔 岩)は,ほ. の 出 発 点 はFo値=92‑93,Cr比=0.7‑0.8付. ぼ同 一 近 である. く0.6の ハ ル ツ バ ー ガ イ トー レ ー ル ゾ ラ イ トで あ る 積 岩,噴. 洋 底 の か ん らん 岩(す. 出 岩 は,Fo値‑Cr比. か ら見. マ グ ネ シ ア ・高 シ リ カ 玄 武 岩). な わ ちMORBの. 溶 け 残 り)的. ル ー ドス ・オ フ ィ オ ラ イ トの 溶 け 残 りか ん ら ん 岩 と集 積 岩,噴. であ. 出 岩 は,. レ ゴ ン の キ ャ ニ オ ン マ ウ ン テ ン ・オ フ ィ オ ラ イ ト(HIMMELBERG. も 同 様 の こ と が い え る(荒. け 残 り か ん ら ん 岩 はCr比0.7以. ム ス ピ ネ ル のCr比. が 一 致 し,同. た は 高 マ グ ネ シ ア 安 山 岩,高. け 残 り か ん らん 岩 は,海 し た が っ て,ト. も,ハ. トル ー ドス で は,集. ニ ナ イ ト(ま. 成 因 的 に 無 関 係 で あ る 。 ア メ リ カ,オ LONEY. 有 し,そ. な. 夜 久 野 オ フ ィ オ ラ イ ト(ISHIWA‑. 積 岩 お よ び 噴 出 岩 の 一 部(上. け 残 りか ん ら ん 岩 は,Cr比. 源 で は な く,ボ. 起 源 で あ る 。 一 方,溶. and. 1981)や. ダ ナ イ トで,Fo値,Cr比. に 関 す る)を. GREEN. て もMORB起. し成. 因 的 つ な が りが 予 想 さ れ る 。 三 郡 ・山 口 帯 の 諸 か ん ら. 名 な キ プ ロ ス の トル ー ドス ・オ フ ィ オ ラ イ トで は,集. る(荒. 溶 け 残 り か ん ら ん 岩 と 集 積 岩 が,も. が 等 し くな る はず で あ る。東 部 〜北 部 パ プ アの. 1973,JAQUES. が 一 致 し,成. 単 斜 輝 石 に 乏 し い レ ー ル ゾ ラ イ ト)と. 一 方,溶. 積 岩(cumulate),. 稿 で 多 用 し て い るFo値‑Cr. フ ィ オ ラ イ トの 一 部 で は な く独 立 し た 岩 体)(ARAI1980)で. (荒 井1988)。. HAW‑. り残 りか ん ら ん 岩 と平 衡 に あ っ た マ グ マ か ら 集 積 岩 が 形 成 され た)の. は 両 者 のFo値,Cr比. の 分 別 曲 線(Fo値,Cr比. and. residue,restite),集. 井1988)。. り残 りか ん ら ん 岩 と 最 初 期 集 積 岩 のFo値,Cr比. 1985)で. マ グ ネ シ ア 安 山 岩,高. 弧 ま た は 島 弧 の マ ン トル 物 質 で あ ろ う 。 実 際,前. ん ら ん 石 と ク ロ ム ス ピネ ル を 含 む 各 種 の 火 成 岩 よ りな り,本. 因 的 に 関 係 が あ る(す. TARI. ニ ナ イ ト,高. パ プ. 1987)。. 比 図 を 使 っ て そ の 成 因 を 考 察 す る の に 適 して い る(荒. ら ば,溶. ど)は,ボ. わ めて. 1985)や. は そ の よ うな ハ ル ツバ ー ガ イ トが 得 られ て い る(第3図:BLOOMER. オ フ ィ オ ラ イ トは,溶 噴 出 岩 な ど,か. 上 の,き. 加 内 オ フ ィ オ ラ イ ト(ISHIZUKA. 1973)な. マ グ ネ シ ア ・高 シ リ カ 武 武 岩 マ グ マ の み と共 存 で き,前 弧(海. 溶 け 残 り物 質 で は あ り え ず(第5. は な い こ と が わ か る 。 特 に,Cr比0.8以. も0.4‑0.6でMORB的. 井1988).北. 海 道 の 幌 加 内 オ フ ィ オ ラ イ ト(ISHIZUKA. 上 で あ る の に 対 し て,噴 で あ る)(ISHIZUKA. イ トの 噴 出 岩 の 溶 け 残 りか ん ら ん 岩 は,同. 1981)。. 出 岩 はMORB的 し た が っ て,幌. で あ る(ク. ロ. 加 内 オ フ ィオ ラ. オ フ ィ オ ラ イ トの ハ ル ツ バ ー ガ イ トで は あ り え な い こ と に な. る。 か ん ら ん 石 のFo値. と ク ロ ム ス ピネ ル のCr比. の 組 成 等 を 組 み 合 わ せ れ ば,さ. 本 稿 の 内 容 に 関 し て 高 橋 栄 一(東 会 を 通 じ て,い. の ほ か に,ク. ロ ム ス ピ ネ ル のTi,Fe3+含. 有 量,単. 斜輝石. 氏 を 初 め と す る 多 く の 人 々 に は,種. 々 の機. らに詳 細 な議 論 が 可 能 とな ろ う。. 工 大),小. 沢 一 仁(東. ろい ろ議 論 を して い た だ い た。. ―52―. 大)両.
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