海洋マ ン トルの岩石学的構造 と海洋掘 削
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(2) in choosing ocean. Key. the. drilling. drilling in the. words:. ocean. sites. coming. floor,. harzburgite,. We also. propose. a close. linkage. between. the. ophiolite. study. dunite,. lherzolite,. and. IODP.. ophiolite,. upper. mantle,. petrological. model,. キ ー ワ ー ド: 海 洋 底,上. IODP 部 マ ン トル,オ. ハ ル ツ バ ー ガ イ ト,統. フ ィ オ ラ イ ト,岩 石 学 的 構 成,ダ. ナ イ ト,レ. ー ル ゾ ラ イ ト,. 合国際深海掘削計画. な アナ ロ グで は ない 可 能 性 が 高 い(荒 井,1995参. 1. は じ め に 海 洋 底 マ ン トル の 岩 石 学 的 性 質 はMORBの. 照)。 す な わ ち,海 洋 リ ソ ス フ ェ ア の 断 片 の 大 規 成. 模 な オ ブ ダ ク シ ョ ン(=大. 規模 なオ フィオライ ト. 因,海 洋地 殻 の 生 成 過 程 な どの重 要 な 問 題 を解 く. の 形 成)は,そ. の 「対 の プ ロ セ ス 」 と して の 一 種. 際 に不 可 欠 な情 報 で あ る。 しか る に 海洋 底 マ ン ト. の サ ブ ダ ク シ ョ ン を必然 的 に伴 う。 これ に よ り海. ル物 質 へ の 直 接 的 ア プ ロ ー チ は極 め て不 完 全 で あ. 嶺 で 形 成 され た岩 石 群 は 陸 上 へ 送 入 す る時 に 島弧. り偏 りが あ る た め,全 貌 の 理 解 に は程 遠 い 状 況 で. 的 な岩 石 の付 加 に よ り改 変 され る 。 言 い換 え れ ば,. あ る 。 海洋 底 の マ ン トル の露 出 の多 くが 海 洋 断 裂. 我 々 は無 傷 の海 洋 リ ソス フ ェ ア を陸 上 で 観 察 す る. 帯 で あ り,断 裂 帯 が 低 速 拡 大 系 に比 較 的 よ く発 達. こ とが で きな い の で あ る。 これ は オ フ ィ オ ラ イ ト. す る こ と を考 えれ ば,我 々 の海 洋 底 マ ン トル の 物. に 固有 の 問 題 で あ り不 可 避 で あ る(荒 井,1995)。. 質 的 な情 報 は非 常 に偏 っ た もの で あ る こ とが わ か. 従 っ て,オ フ ィ オ ラ イ トに お い て 海 洋 底 の物 質構. る 。 す な わ ち,我. 成 お よ び海 嶺 下 過 程 に つ い て の 情 報 を得 る た め に. 々 は今 ま で主 と して低 速 拡 大 系. の 断 裂 帯 に露 出 して い る か ん らん 岩 を見 て 来 た こ. は注 意 が 必 要 で あ る。. と に な る。 断 裂 帯 や 海 嶺 セ グ メ ン ト境 界 は熱 的 な. この よ う に考 え る と海 洋 底 の マ ン トル に か らむ. 異 常 点 で あ り,噴 出物 に も 「断 裂 帯 効 果 」 とで も. 諸 問 題 を直 接 的 に 明 らか にす る唯 一 の 手 段 は 海 洋. 言 うべ き影 響 が 現 れ て い る 。 マ ン トル の 部 分 溶 融. 掘 削,特 に超 深 度 掘 削(21世. 度 が 低 く,マ フ ィ ック岩 層(地 殻)も 比 較 的 薄 い. あ る こ とが 明 らか で あ る。 本 論 で は,今 ま で に わ. と され る。 この よ う に,マ. か っ て い る海 洋 底 マ ン トル 像 を著 者 の解 釈 を 交 え. ン トル の 岩 石 学 的 構 造. 紀 モ ホー ル計 画)で. は 拡 大 速 度 に依 存 し,ま た,拡 大 軸 沿 い に考 え る. なが ら解 説 す る 。 また,オ. フ ィ オ ラ イ トの マ ン ト. とセ グ メ ン ト境 界 に影 響 さ れ た 大 変 不 均 質 な もの. ル部 との 比 較 も試 み る。 そ して,来 る10DP(統. で あ る こ とが 予 想 され る 。 また,プ ル ー ム 付 近 で. 国際 深 海 掘 削 計 画)特 に21世. 合. 紀 モ ホ ー ル 計 画 に対. はマ ン トル の部 分 溶 融 度 が 高 くな る こ とが 確 認 さ. して海 洋 マ ン トル 岩 石 学 の 立 場 か らの提 言 を 行 い. れ て い る(Dicket al. た い。 海 洋 底 か ん らん 岩 の 岩 石 学 的性 質 の 総括 は. .,1984)。. この 海 洋 底 マ ン トルへ の ア クセ ス の 不 完 全 さ を. 稿 を改 め て行 い た い。. 補 う も の と して オ フ ィオ ライ トの マ ン トルが 研 究. II. 海 洋 底 か ら得 られ る かん らん 岩 の 性 質. され て来 た。 オ マ ー ンオ フ ィオ ラ イ トで は厚 さ 十 数kmに. お よぶ 地殻 一マ ン トル 断 面 が 得 られ,モ ホ. 遷 移 帯 〜 マ ン トル 部 分 に 関 して も厚 さ十kmに. 前 述 の よ う な状 況 の も とで,海 洋 底 か ら得 られ る上 部 マ ン トル か ん らん岩 を検 討 して 以 下 の こ と. お. よぶ セ ク シ ョ ンに つ い て 詳 細 な三 次 元 的 調 査 が可. が 明 らか に さ れ て い る。. .,1986)。 オ フ イ オ ラ イ. か ん らん 岩 の 岩 相 は レ ー ル ゾ ラ イ トか らハ ル ツ. トの起 源 に 関 して は,あ る種 の 海 洋 底 で あ る こ と. バ ー ガ イ トへ と変 化 が 大 きい こ とが知 られ て い る. は確 実 な もの の,通 常 の 海 洋 リ ソス フ ェ ア の完 全. (例 え ば,Dick. 能 で あ る(Lippardet al. 693. and. Bullen, 1984; Arai, 1994a;.
(3) Niu. and. Hekinian,. 1997)。. ウ ェ ー ル ラ イ ト,ク. ま た ダ ナ イ トや. す る 大 陸 性 の マ ン トル 物 質 と考 え ら れ て い る 非 オ. ロ ミ タ イ トな ど は 海 洋 底 マ ン. フ ィ オ ラ イ ト的 な レ ー ル ゾ ラ イ トを 主 と す る か ん. トル で は 比 較 的 ま れ で あ る と さ れ る が,東. 太平 洋. ら ん 岩 と 類 似 す る(Bonatti,. 海 嶺 ヘ ス ・デ ィ ー プ で は 比 較 的 大 量 の ダ ナ イ ト と. の に 大 西 洋 のSt.. と も に 少 量 の ウ ェ ー ル ラ イ ト,ク. Zabargad. 見 さ れ た (Dick and Natland, Matsukage, 1998)。. 1996,. 1998. ロ ミ タ イ トが 発. 1996 , Arai and. , Matsukage. and. 赤 道 大 西 洋St. Paul断. マ ン ト ル か ん ら ん 岩 の 性 質 に 関 し て は,. 裂 帯 に 差 渡 し40メ. のC.Darwin. も ビ ー グ ル 号 で 訪 れ て お り,そ の 特. 異 性 に 言 及 し て い る 。 古 く はTilley. る 。 す な わ ち,拡. Melsonetal. 大 速 度 が大 きい ほ どか ん らん岩. and. Hekinian,. 1997)。. 例 え ば,大. え ば,Niu. .(1972)な. (1990)に. (1947)や. ど に よ り岩 石 が 記 載 さ. れ た 。 そ の 後Rodenet al. 西洋 やイ ン ド. ー トル,. ー ト ル 程 度 の 岩 礁 が 存 在 す る。 か. そ の 枯 渇 度 に拡 大 速 度 依 存性 が あ る と言 われ て い. の 枯 渇 度 が 高 く な る と さ れ て い る(例. 典型 的な も. 岩 礁 と 紅 海 の. 島 が あ る。. 高 さ20メ. Arai,. 1990)。. Peter‑Paul. .(1984)やBonatti. よ る 岩 石 学 的,地. 球 化 学 的研 究 が あ る。. 洋 で 得 ら れ る か ん ら ん 岩 は レ ー ル ゾ ラ イ トが 多 く. 最 近 で は 且ekinianet al. (Dicketα1.,1984;Dick,1989),太. の 潜 水 調 査 が行 わ れ て い る。 この 岩 礁 は断 裂 帯 中. 平洋のヘス ・. デ ィ ー プ で 得 ら れ る も の は ハ ル ツ バ ー ガ イ トで あ る. (Arai. and. Matsukage,. Natland,1996)。. 1996 ; Dick. しか し,こ. のS字. and. .(2000)に. よ り岩 礁 周 囲. 形 の 形 状 を し た 高 ま り で,岩. 石 は 強 く変 形. しマ イ ロ ナ イ ト化 し て い る 。 か ん ら ん 岩 は ス ピ ネ. の結 論 は不 完 全 なサ. ル のCr#(=Cr/(Cr+Al)原. 子 比)が0.2以. 下. ンプ リ ン グ に よ る不 十 分 な認 識 の 結 果 で あ る可 能. の レ ー ル ゾ ラ イ トで,含. 性 が 高 い 。 例 え ば,最. あ る 。 ホ ル ン ブ レ ン ダ イ トや ガ ブ ロ を 伴 う 。 周 囲. 近 の 南 西 イ ン ド洋 海 嶺 の ア. 水 鉱物 を含 むの が 特 徴 で. トラ ン テ ィ ス ・バ ン ク の ア トラ ン テ ィ スII断. 裂帯. の 海 底 の 玄 武 岩 は ア ル カ リ 玄 武 岩 〜E‑MORBで. の壁 面 の 無 人 潜 水 艇. 本 ほ. あ る 。 か ん ら ん 岩 は 強 い 交 代 作 用 を 受 け て い る が,. か,2003,本. 号)に. 「か い こ う」 の 調 査(松. よ る と,最 上 部 マ ン トル に は 深. そ の 年 代 は155Ma(Rodenet al. さ 方 向 に 岩 相 の 変 化 が 認 め ら れ た 。 す な わ ち,水 深5000メ. ー トル か ら上 方 に,ス. ピ ネ ル ・レ ー ル. Zabargad. ゾ ラ イ ト→ 斜 長 石‑ス ピ ネ ル ・レ ー ル ゾ ラ イ ト(+ ハ ル ツ バ ー ガ イ ト)で. あ る 。 よ っ て,海. .,1984)と. され. て い る。 島 は 紅 海 の 拡 大 中 心 よ りエ ジ プ ト よ. り に あ る 一 辺 約3kmの. 洋底 の 上. 三 角 形 を した 島 で あ る 。. 古 来 ペ リ ド ー トの 産 地 と し て 有 名 で あ る が,か. ん. 部 マ ン トル で は 深 さ 方 向 に 岩 相 変 化 が 存 在 す る 可. らん 岩 の ほか に原 生 代 パ ンア フ リ カ ン帯 に属 す る. 能 性 が大 変 高 い 。 海 洋 底 マ ン トル の岩 石 学 的 モ デ. と さ れ る 変 成 岩,ガ. ル に 関 して は後 述 す る。. (Bonattiet al. .,1981,1986)。. 鉱 物(21%ま. で)や. 海 洋 底 か ん ら ん 岩 の 岩 相(組. 成)変. 化 は主 と し. て 異 な る 部 分 溶 融 度 の 溶 け 残 り物 質 と し て 説 明 さ れ て い る(例 refertilization (Elthon,1992)。. え ば,Dicket al (再 富 化)過. .,1984)。. 最 近,. あ る(斜. で)を. ピ ネ ル のCr#は0.3以. 長 石 を 欠 く も の で は0.1前. etal .,1986)。. 含 む 下で. 後)(Bonatti. エ ジ プ トの 紅 海 沿 い に 分 布 す る パ. ン ア フ リ カ ン オ フ ィ オ ラ イ トの か ん ら ん 岩 類(ハ. け 残 りハ ル ッバ ー ガ. イ ト に メ ル トが 加 わ れ ば レ ー ル ゾ ラ イ トが で き る. ル ツ バ ー ガ イ ト,ダ. と い う 部 分 溶 融/メ. Cr#は0.5以. III.. か ん らん 岩 は含 水. 斜 長 石(16%ま. レ ー ル ゾ ラ イ トで,ス. 程 が 注 目 され て い る. す な わ ち,溶. ブ ロ な ど を 伴 っ て い る. ル ト除 去 と は 逆 の 現 象 で あ る 。. ナ イ トが 主 で,ス. 上)(Ahmedet al. ピネ ルの. .,2001)と. は全 く. 海 洋 底 か ん ら ん 岩 は 単 斜 輝 石 のNa含. 有 量 が. 異 な っ た性 質 を持 つ 。. 海 洋 域 に 存 在 す る 「大 陸 性 マ ン トル 」. 大 洋 の 真 ん 中 に通 常 の 海 洋底 マ ン トル物 質 と は. 低 い の が 特 徴 で あ る(Arai,1991)が,こ. 明 ら か に 性 質 が 異 な る マ ン トル 物 質 が 露 出 し て い. の か ん ら ん 岩 で はNa、0を1か. る こ とが あ る。 そ の 岩 石 学 的性 質 は 造 山帯 に露 出. (Bonatti et al., 1986 ; Bonatti, 694. ら2wt%含. れ ら む. 1990)0 交代作用.
(4) て い る155Maの. (a) Splitting continent. マ ン トル過 程(交 代 作 用)は 大西. 洋 生 成 以 前 の 大 陸 下 で の 出 来事 と して説 明 され る。 IV.. 海 洋 底 かん らん 岩 の 微 量 元 素 組 成. 海 洋 底 に露 出 す る か ん らん 岩 は,海 水 との反 応 に よ っ て,多 か れ 少 なか れ 蛇 紋 岩化 を受 け て お り, 時 に は100%蛇. 紋 岩 化 し,初 生 マ ン トル 鉱 物 が. 残 っ て い な い こ とが あ る。 そ の 中 で は,単 斜 輝 石 とク ロ ム ス ピネ ル は 比 較 的 蛇 紋 岩 化 を免 れ残 存 し. (b) Spreading ocean. て い る。 単 斜 輝 石 は,そ れ が含 まれ るか ん らん岩 の希 土 類 元 素 や そ の他 の イ ン コ ンパ テ ィ ブ ル元 素 の 主 要 な貯 蔵 鉱 物 で あ る。 そ の た め,濃 度 の違 い は あ る 'にせ よ ,単 斜 輝 石 の コ ン ドラ イ ト規 格 化 希 土類 元 素 パ ター ン(以 下REE. パ タ ー ン)は 全 岩 の もの と. ほ ぼ 同 じで あ る(例 え ば,Salters. and. Shimizu,. 1988)。 斜 長 石 を含 ま ない 場 合 のSrな どの LILEs もま た,単 斜 輝 石 に最 も多 く分 配 され る。 そ こで, 図1. 海 洋 地 域 に露 出 す る 起 源(Bonatti,. 「大 陸 性 か ん ら ん 岩 」 の. 海嶺 下 の か ん らん 岩 が お もに部 分 溶 融 しメ ル ト成. 1990).. 分 が 抽 出 され るス ピ ネ ル安 定 領 域 で は,こ の 単 斜. 大 陸 が 割 れ(a),海 洋 が で き る際 に ア セ ノス フェアの上 昇流 の真上 に大 陸性 リソス フ ェ ア が 取 り残 さ れ る(b).太. 輝 石 か ら希 土 類 元 素 を 中心 と した微 量 元 素 が 放 出. い点線は提案す る. され る。 そ の た め,単 斜 輝 石 中 の微 量 元 素 を測 定. 掘 削.2種 類 の マ ン トル か ん ら ん 岩 の 関 係 や ア セ ノ ス フ ェ ァ と大 陸 か ん らん 岩 の 相 互 反. す る こ と に よ っ て,そ の か ん らん 岩 が 受 け た 様 々. 応 な ど が 解 明 で き る.. Fig. 1. な プ ロセ ス に対 す る有 益 な情 報 を得 る こ とが で き. Illustration of the genesis of " continental peridotite " within the mid-oceanic areas after Bonatti (1990) . Block of continental lithosphere has stagnated at the center of the mantle plume that caused the continent to split and spread away. Drilling (thick dotted line) through the remnant continental lithosphere to underlying oceanic mantle is proposed to explore the relationship and the interaction between the two kinds of mantle.. る。 1980年. 代 後 半 に 二 次 イ オ ン質 量 計 が,ま. た. 1990年 代 後 半 に は レー ザ ー ア ブ レー シ ョ ン ICP‑ MSが. 固体 地 球 科 学 の 分 野 に応 用 ・ 普及 されたこ と. に よ り,こ れ まで 非 常 に手 間 が か か っ た か ん らん 岩 の 微 量 元 素 測 定 を,薄 片 上 で 容 易 にで き る よ う に な っ た。 これ ま で に,多. くの 著 者 が こ れ ら 「そ. の 場 分 析 」 に よ っ て単 斜 輝 石 中 の微 量 元 素 組 成 を 測 定 し,そ の 部 分 溶 融 プ ロ セ ス や 交 代 作 用 につ い て 議 論 して い る。 例 え ば,中 央 海嶺 系 に産 す る海. や 含 水 鉱 物,斜 長 石 の生 成 な どが あ るの で 注 意 が. 洋 底 か ん ら ん 岩 に 関 し て だ け で も, Johnson. 必 要 で あ るが,大. al. (1990) , Dick and Natland (1996) , Ross and. 陸性 の か ん らん 岩(例. リ フ ト帯 の か ん ら ん 岩 捕 獲 岩)に Bonatti. (1990)は,大. え ば大 陸. 類 似 す る。. et. Elthon (1997) , Seyler and Bonatti (1997) , Hel-. 陸 が 分 裂 し大 洋 が 生 ま れ. lebrand et al. (2001. な どが あ る。 また そ れ らの. る時 にマ ン トル上 昇 流 の真 上 で 停 滞 した 大 陸 の リ. 測 定 結 果 を用 い た 部 分 溶 融 プ ロ セ ス の モ デ ル計 算. ソス フ ェ ア の 断 片 が,中 央 海嶺 付 近 に残 留 した も. が,. の と した(図1)。St.Paulか. な どに よ っ て 出 され て い る。. ん らん岩 に記 憶 さ れ 695. Elthon. (1992) , Hellebrand. et al.. (2001).
(5) 一 般 に. ,軽. 希 土 類 元 素(LREE)は,重. 元 素(HREE)よ. い る ほ ぼ す べ て がLREEがHREEよ. 希 土類. り も イ ン コ ンパ テ ィ ビ リ テ ィ ー. が 高 い た め,よ. り枯 渇 し や す い 。 そ の た め,REE. パ タ ー ン は メ ル ト成 分 の 枯 渇 に 伴 い,左 強 調 さ れ る 。 つ ま り,か. 入(melt. 下 が りが. ん ら ん岩 を単 純 に 部 分 溶. つLREE/. な っ て い く。TiやZrな トに 分 配 さ れ,か り)の. HREE比. 単 斜 輝 石 は,軽. ん ら ん 岩 中(単. 濃 度 は 下 が る が,Zrの. ま た,メ. を 付 加 す る よ う な 物 質 は,海 海 嶺 下)に. .(2001)で. し く微 量 元 素. 洋 底 下(少. な くと も. は 存 在 し な い と考 え て 良 い 。. V.MORBの. Hellebrandet al. ター ンで. は. 上 が る。 は,Johnson. al .(1990)やDickandNatland(1996)の. エ ンリ ッ. タ ー ン を示 す が,. あ る こ と は 間 違 い な い 。 つ ま り,著. り もイ ン. コ ン パ テ ィ ビ リ テ イ ー が 高 い た め に,Ti/Zr比. と,自. 希 土 類 元 素(LREE)に. そ れ で も全 体 と し て 左 下 が り のREEパ. ル. 斜 輝 石 中 も しか. 方 がTiよ. 受 けて斜長石 な どの. チ し た ス プ ー ン状(U‑shape)パ. は小 さ く. ど のHFSEも. impregnation)を. 二 次 鉱 物 が 形 成 さ れ て い る 海 洋 底 か ん らん岩 中 の. 融 し メ ル トを 抽 出 し て い く と,LREEもHREEも 濃 度 が 下 が り,か. りも枯 渇 し. た 全 体 的 に 左 下 が り の パ タ ー ン を 示 す 。 メ ル ト注. et. 成 因 と かん らん 岩. 未 分 化 なMORBは. 海 洋 底 か ら実 際 得 ら れ る マ. 結果. ン トル か ん ら ん 岩 と 化 学 的 に 平 衡 で は な い と 言 わ. ら 測 定 し た 中 央 イ ン ド洋 海 嶺 地 域 の 海 洋 底. れ て い る 。 マ ン トル か ん ら ん 岩 中 の 単 斜 輝 石 希 土. か ん ら ん 岩 に つ い て ま と め,単 素 濃 度 と ス ピ ネ ル のCr#と. 斜 輝 石 中の 微 量 元. の 問 に,良. る こ と を 示 し た 。 そ れ に よ る と,単 REEやSrな 関 を 持 つ が,イ. MORBと. 斜 輝 石 中 の. ど の 微 量 元 素 濃 度 は,Cr#と. 素(LREE,. 類 元 素 含 有 量 か ら 推 定 さ れ る 平 衡 メ ル トの 組 成 は. い相 関が あ. 未 分 化MORBの. 正の相. ど)ほ. の 幅 広 いCr#,. ど相 関 係 数 は 小 さ い 。 イ. MORBの. 常 に良 い 相 関 を示 す 。. (1990)の. と ころ で 海 洋 底 か ん らん岩 の よ うな 無 水 の か ん ら ん 岩 は,部. 洋 底 か ん ら ん岩 の ス ピ ネ ル. 0.1〜0.6と. 合 わ な い(Arai,. 起 源 に 関 し て はJohnsonetal. .. 複 合 部 分 溶 融 メ ル トの 考 えが あ る 。 す. な わ ち 海 嶺 下 の マ ン ト ル ・ダ イ ア ピ ル 中 で,ざ. 分 溶 融 程 度 が 上 が っ て 単斜 輝 石 が 消. 滅 す る と,ソ リ ダ ス 温 度 が1400℃. ま た,. 1994b)。. ン コ ンパ テ ィ ビ リテ ィー が そ れ ほ ど高 くない HREEは,非. et al .,1990)。. ク ロ ム ス ピ ネ ル のCr#は0.4〜. 0.6の 場 合 が 多 く,海. ン コ ンパ テ ィ ビ リ テ ィ ー が 高 い 元. Srな. は 異 な る(Johnson. く. ろ石 か ん らん岩 か らス ピネ ル か ん ら ん岩 安 定 領 域. 以 上 に な り,そ. まで の 幅 広 い条 件 で生 成 した 多段 階 の 極 微 小 度 部. れ 以 上 溶 融 す る た め に は 非 常 な 高 温 が 必 要 な た め,. 分 溶 融 メ ル トが 混 合 す る と希 土 類 元 素 含 有 量 の 点. 最 上 部 マ ン トル(リ. か ら は 未 分 化MORBが. 界 付 近)で. ソ ス フ ェ ア ーア セ ノ ス フ ェ ア 境. さ らに 溶 融 す る の は 困 難 に な る 。 つ ま. (1995)は. で き る 。Kelemenet al. り無 水 の ス ピ ネ ル か ん ら ん 岩 を 最 上 部 マ ン トル で. や は り希 土 類 元 素 に 関 し て 未 分 化MORBと. 溶 か す と,単. で あ り う る と し た 。 た だ し,彼. Cr#=0.6程. 斜 輝石 が 消 失す る まで のス ピネル. 度 ま で に し か な ら な い 。Hellebrand. et al .(2001)か. の か 不 明 で あ る(上. 度 は,せ い ぜ い コ ン ド ラ イ. Arai. トの 約1.5倍(0.3ppm)で あ る。 一方 ,大 陸 や 島 弧 に 噴 出 す る マ グ マ に 捕 獲 さ れ て い る か ん ら ん 岩 捕 獲 岩 や,固 岩 体(溶. け 残 り か ん ら ん 岩)中. 著 し くエ ン リ ッチ し た 左 上 が り の パ タ ー. 杉 ほ か,2003,本. Matsukage(1996)お. 号 参 照)。. よ びDickand. 東 太 平 洋 海 嶺 のHess. Deepか. ら得 ら れ た か ん ら ん 岩 〜 ガ ブ ロ の 掘 削 試 料 か ら マ ン ト ル 最 上 部 で の メ ル ト と か ん ら ん 岩(ハ バ ー ガ イ ト)と. の 単 斜 輝 石 に は,. MORBは 告 され て. ル ッ. の 反 応 を認 め た。 反 応 生 成物 は ダ. ナ イ ト〜 ト ロ ク ト ラ イ トで あ り,い. ンが存 在 す る。 海 洋 底 か ん ら ん 岩 中 の 単 斜 輝 石 は,報. and. Natland(1996)は. 体 貫 入 型 か ん らん. LREEが. 平衡. の検 討 した オマ ー. ン オ フ ィ オ ラ イ ト の ダ ナ イ トが ど の よ う な も の な. ら も わ か る と お り,単 斜 輝 石 が 消. 失 す る 直 前 のHREE濃. .. オ マ ー ン オ フ ィ オ ラ イ ト の ダ ナ イ トが. わ ゆ る 未分 化. 最 終 的 に は 深 部 で ダ ナ イ トや ト ロ ク ト. ラ イ ト と 平 衡 に あ る こ と に な る 。 こ れ はHess 696.
(6) Deep(高. 速 拡 大 軸)やMid. 速 拡 大 軸)の. Cayman. Trough(低. ダ ナ イ ト〜 トロ ク トラ イ ト とMORB. を 比 較 す る こ と に よ り さ ら に 明 確 に な っ た(荒 1999)。. す な わ ち,ク. ロ ム ス ピ ネ ル のCr#が. イ トで は0.4〜0.6で. あ り,MORB中. 井, ダナ. の も の と一. 致 す る 。 こ の モ デ ル に 従 え ば,海 嶺 の 下 のMORB の 通 り道 と 壁 岩 で あ る か ん ら ん 岩 の 問 に は ダ ナ イ トが 存 在 す る こ と に な る 。 マ ン トル の 流 れ を 考 え る と こ の 部 分 は 海 嶺 か ら 離 れ る に 従 い,マ 最 上 部(オ. ン トル. フ ィ オ ラ イ トで 言 う と モ ホ 遷 移 帯)に. 相 当 す る よ うに な る 。 VI.. オ フ ィ オ ラ イ トか ん らん 岩 と の 比 較. オ フ ィ オ ラ イ トか ん ら ん 岩 と し て は ハ ル ツ バ ー ガ イ トが 卓 越 し て い る(荒 井,1989)。. オ フ ィオ ラ. イ トの か ん ら ん 岩 は 時 に 極 め て マ グ マ 成 分 に 枯 渇 し て お り,ク (Jaques,. ロ ム ス ピ ネ ル のCr#は0.9に. 1981;. 田 村 ほ か,1999)。. る 高 枯 渇 度 か ん ら ん 岩(田 底 か ん ら ん 岩(ク 0.6以 下)と. お よぶ. こ れ らい わ ゆ. 村 ほ か,1999)は. ロ ム ス ピ ネ ル のCr#は. 海洋 おおむね. は 明 ら か に異 な り,前 弧 な ど の 沈 み 込. み 帯 上 の セ ッ テ ィ ン グ 起 源 で あ る(田 1999)。. 村 ほ か,. オ マ ー ン オ フ ィ オ ラ イ ト(図2)で. 岩 に はMORB的. 図2オ. は噴出. な も の と ボ ニ ナ イ トに 代 表 さ れ. れ た 岩 石 群(右 側 イ タ リ ッ ク字 体)が 貫 い て い るの が 特 徴 で あ る.い わ ゆ る 後 期 貫 入 岩 類. る 島 弧 的 な も の が あ る(Aiabasteretal.1982; Ishikawaetal.,2002)(図2)。 岩 で も ダ ナ イ ト,ハ. や 非 調 和 性 ダナ イ トはス プ ラ ・サ ブ ダ ク シ ョ ン帯 溶 岩 の 通 路 で あ っ た 可 能性 が あ る.. 上 部 マ ン トル 構 成. ル ツ バ ー ガ イ ト,ク. ロ ミ タイ. Fig. 2. トな ど に 非 海 洋 的 な も の が 見 出 さ れ て い る (AhmedandArai,2002;Matsukageetal., 2002;荒. 井 ほ か,未. 公 表)(図2)。. オ マ ー ンオ フ ィ. オ ラ イ トに お け る 非 海 洋 的 岩 石 は 海 洋 的 岩 石 よ り 後 に 形 成 さ れ て い る の が 特 徴 で あ る(図2)。. ま た,. オ マ ー ン オ フ ィ オ ラ イ トの マ ン ト ル 部 分 は ハ ル ッ バ ー ガ イ トが 圧 倒 的 に優 勢 で あ る が,最. マ ー ン オ フ ィ オ ライ トの 岩 石 学 的構 成 図. 中 央 海 嶺 で の 産 物 で あ る 古 い 岩 石 群(左 側 の ロー マ ン字 体)を 新 しい 島 弧 的 環 境 で 生 成 さ. 下部 にの. A lithologic column illustrating the petrological constituents of the Oman ophiolite. Note that it is composed of older midocean ridge (MOR) products (left side; in roman) and younger supra-subduction zone ( SSZ ) products ( right side ; in italic) . The late intrusives including discordant dunite may be a remnant of melt conduit for the SSZ-type lava.. み レ ー ル ゾ ラ イ トが 出 現 す る(Lippardet al., 1986)(図2)。 オ マ ー ン オ フ ィ オ ラ イ トの マ ン トル 部 の 主 要 な. 底 の も の(Dick,. 1989)と. 比 べ て斜 方輝 石 に富 ん. ハ ル ッ バ ー ガ イ トは 海 洋 底 の ハ ル ッバ ー ガ イ ト. で い る 。 こ の 点 で は 島 弧 下 の ハ ル ツ バ ー ガ イ ト,. (例 え ばEPRのHessDeepの. 例 え ば 西 南 日本 弧 の 黒 瀬 や 野 山岳 の ハ ル ッバ ー ガ. も の)に 鉱 物 化 学 組. 成 の 点 で は 類 似 し て い る と 言 え る(Kadoshima,. イ ト捕 獲 岩(Arai. 2002)。. いる。. た だ し,一. 部 の ハ ル ツバ ー ガ イ トは海 洋 697. and. Hirai,1983)と. 類似 して.
(7) 図3. 海 洋 底 の 上 部 マ ン トル の 岩 石 学 的 モ デ ル. ダ ナ イ ト,ハ. ル ツ バ ー ガ イ ト,レ. ー ル ゾ ラ イ トの 構 成 岩 石 は 基 本. 的 に 拡 大 速 度 を 問 わ ず 同 様 で あ る.た. だ し,ダ. ナ イ トか らハ ル. ツ バ ー ガ イ ト を 経 て レ ー ル ゾ ラ イ トへ の 岩 相 変 化 は 低 速 拡 大 軸 の 方 が 急 で あ る.白 矢 印 は か ん ら ん 岩 の 岩 相 変 化(枯 渇度の上 昇)を. Fig. 3. 示 す.. Petrological model of the upper mantle beneath the ocean floor. Note that the constituents ( dunite, harzburgite and lherzolite) are basically the same at the fast- and slowspreading ridges. The lithological variation is more abrupt in the latter than in the former. See text for more detailed explanation. White arrows indicate the lithological change from lherzolite to harzburgite (increase of refractoriness of peridotite) .. ツ バ ー ガ イ トが 卓 越 す る オ マ ー ン や ニ ュ ー フ ァ ン. VII.. 海 洋底 マ ン トル の岩 石 学 的 モデ ル. 前 述 のMORBの. ド ラ ン ドの オ フ ィ オ ラ イ トの マ ン トル 部 で も最 深. 成 因 を考 慮 し,ま た実 際 の 海 洋. 部 に は レ ー ル ゾ ラ イ トが 出 現 す る(Malpas Strong,1975;LipPardet al. 底 の か ん らん 岩 の 不 十 分 なサ ンプ リ ン グ を オ フ ィ. and とを根 拠. よび. に して い る。 こ の深 さ方 向 の 岩 相 変 化 は基 本 的 に. よ うな海 洋 底 マ ン トル の 岩 石 モ デ ルが 考 え. 拡 大 速 度 に よ らず 同 一 で あ る と 考 え る 。 た だ し,. オ ライ トの デ ー タ に よ り補 完 す る と,図3お 図4の. .,1986)こ. られ る。 す な わ ち,ガ ブ ロ(地 殻 最 下 部)の 直 下. 低 速 拡 大 軸 下 で は レ ー ル ゾ ラ イ トが 最 上 部 マ ン ト. に は ダナ イ ト(ま た は トロ ク トラ イ ト,ウ ェー ル. ル ま で 存 在 し,ハ. ライ ト,か ん ら ん石 ガ ブ ロ)よ. 分 が 相 対 的 に 薄 い(図3)。. りな る部 分 が 存 在. す なわ ち 岩 相 変化 が最. 上 部 マ ン トル で 急 激 に 起 こ る(図3)。. す る。 オ フ ィ オ ラ イ トで モ ホ遷 移 帯 と呼 ばれ る部 分 で あ る(図4)。. ル ツ バ ー ガ イ ト〜 ダ ナ イ トの 部. 低 速拡 大 軸. で ハ ル ツ バ ー ガ イ ト の 報 告 が 少 な い(Niuand. そ の 下 部 に はハ ル ツバ ー ガ イ ト. が 存 在 す る で あ ろ う。 ハ ル ツバ ー ガ イ トは深 部 で. Hekinian,1997)の. レー ル ゾ ラ イ トに移 行 す る。 これ に関 して はハ ル. 薄 く,サ 698. は ハ ル ツ バ ー ガ イ トの 部 分 が. ンプ リ ン グの 機 会 が 少 ない た め で あ ろ う。.
(8) 前 述 の 南 西 イ ン ド洋 海 嶺 付 近 の ア トラ ンテ ィス II断 裂 帯 斜 面 の マ ン トル 部分 で観 察 され た 深 さ方 向 の か ん らん 岩 の 岩 相 変 化 は,こ こ で あ げ た 岩 石 学 的 モ デ ル と整 合 的 であ る。 ア トラ ンテ ィスII断 裂 帯 で は 深 さ5000メ. ー トル か ら上 方 に 向 か い,. ス ピネ ル ・レー ル ゾ ラ イ ト→ 含 斜 長 石 ス ピネ ル ・ レー ル ゾ ライ トと な る。 また 後 者 に混 じっ て ハ ル ツバ ー ガ イ トも確 認 さ れ た。 こ の調 査(潜. 航)で. は ガ ブ ロ層 との境 界 面 まで 達 して お らず,さ. らに. 上 部 の ガ ブ ロ層 直 下 で はハ ル ツバ ー ガ イ ト,ダ ナ イ トな どの 岩 相 が 出 現 す る と予想 して い る。 Hess(1962)は. モ ホ が か ん らん 岩 中 の蛇 紋 岩 化. 前 線 に相 当す る と述 べ た 。彼 は 海 洋 で の 余 りに も 一 定 な モ ホ の深 さに 注 目 し ,そ れ が 定 温 面 で あ る と予 想 し,地 球 内部 か らの水 に よ る蛇 紋 岩 化 が 起 こ る 最 深 部 が モ ホ で あ る と 考 え た。 そ の 後,オ フ ィ オ ラ イ トの 観 察 か ら,海 洋 底 の モ ホ は 集 積 岩 層 の 最 上 部 の パ イ ロ ク シ ナ イ トと ガ ブ ロ の 境 界 で あ る と さ れ た(Moores Clague 図4. ライ トの観 察 か ら部 分 的 に(約35%)蛇. マ フ ィ ッ ク 岩 と モ ホ 遷 移 帯 は リ ッ ジ ・セ グ メ 紋 岩化 前線 は低速 拡. Along-ridge. petrological. crust. and. ocean. floor.. The. mafic. tion. zone. segment. upper. 正Hessモ. mantle. are. layer. only. from. system, segment. beneath. and. thinner. boundaries. appears. of. デ ル の 提 案 で あ る 。基 本 的 な構 造 が 高. 速 拡 大 系 の海 嶺 で形 成 され た(Nicolas,. the the. around The. within the. Moho the. ridge. serpentinization. the. peridotite. slow - spreading. especially. transi-. along. their. layer. ほ か,2003,本. 号 参 照)。 従 っ て,Hessモ. 速 拡 大 系,特. に そ の セ グ メ ン ト境 界 や 断 裂 帯 付. 近 で 成 り立 っ て い る(例. ridge. Mulleret al .,1997)も. ridge. え ば,Cannat,. デ ル は低 1993;. の と思 わ れ る(図4)。. boundaries.. VIII.海 来 る10DPで. の 日本 の役 割 は飛 躍 的 に拡 大 す る。. 我 々 は有 力 な科 学 的提 案 を用 意 して こ れ に備 え る. は ハ ル ツ バ ー ガ イ ト よ り深 部 に 存 在 し て い る た め,. 必 要 が あ る。 こ こで 上 部 マ ン トル岩 石 学 に か か わ. ド レ ッ ジや ドリ リ ング で は得 る こ とが で きな い 。. りの あ る案 をい くつ か提 案 す る 。. (Cannat,. 速 拡 大 系)で. 洋底掘削への提案. は レー ル ゾ ラ イ ト. ま た,岩. 平 洋(高. 1989)と. され る オ マ ー ンオ フ ィ オ ラ イ トで は か ん らん 岩 中 に蛇 紋 岩化 前 線 の よ う な もの は存 在 しな い(上 杉. rock. front. model. 紋岩化 し. の境 界 が 海 洋 底 の モ ホ で あ る と した 。 言 わ ば,修. に リ ッ ジ ・セ グ メ ン ト境 界 付 近 に. の み 出 現 す る で あ ろ う.. ま た,太. は りオ フ ィ オ. た か ん らん岩(上 位)と 新 鮮 な か ん らん岩(下 位). ン ト 境 界 部 で 薄 い.蛇. 4. Vine,1971)。. 海 嶺 軸 沿 い の 地 殻 一マ ン ト ル の 岩 石 学 的 モ デ ル.. 大 軸 の,特. Fig.. and. and Straley(1977)は,や. 1)大. 石 学 的 構 成 は拡 大 軸 沿 い で も変 化 す る 1996)。. す な わ ち,マ. フ ィ ック岩 層 や モ. 陸性 かん らん 岩 の起 源 と海 洋 底 か ん ら ん. 岩 の関 係 と りあ えず,今. ホ 遷 移 帯 は 拡 大 軸 の セ グ メ ン ト境 界 付 近 で 薄 く な. ま で海 洋底 掘 削 の 対 象 とな っ て. い なか っ た上 述 の 「 大 陸性 か ん らん岩 」 露 出地 周. る(図4)。 699.
(9) 辺 の 海 底 の ノ ン ・ラ イ ザ ー 掘 削 を提 案 し た い(図1)。. 海 盆 も検 討 の 対 象 とな ろ う(図5b)。. Zabargad島. 島 弧 や 大 陸 の形 成 に とっ て 重 要 な場 所 で あ る に も. は エ ジ プ トの 軍 事 地 域 で あ り,周. 辺. 背弧海盆 は. で の 掘 削 は 当 面 困 難 で あ る の でPt.Peter‑Paul岩. か か わ らず,物 質 的 に は比 較 的 未 知 で あ る。 また,. 礁 付 近 が 当 面 の 検 討 対 象 とな る で あ ろ う。 この 掘. ス プ ラ ・サ ブ ダ ク シ ョ ン帯 オ フ ィ オ ラ イ トを背 弧. 削 が 実現 す れ ば 大 陸 性 か ん らん 岩 と海 洋 性 か ん ら. 海 盆 起 源 と 考 え る 人 も多 く(例 え ば,Pearceet. ん岩 の 関 係 が 明 確 とな る。 こ こ で は ア セ ノス フ ェ. al., 1984),同. ァ と リ ソス フ ェ アの 相 互 反 応 の観 察 も期 待 で き る. い 。 例 え ば,オ マ ー ンオ フ ィ オ ラ イ トで は 海嶺 的. で あ ろ う 。 ま た,オ. な岩 石 に 島 弧 的 な 岩 石 が 後 か ら加 わ っ て,全 体 と. マ ー ン オ フ ィ オ ラ イ トの マ ン. オ フ ィ オ ライ トとの 比 較 も興 味深. ト ル 部 の 最 下 部 に レ ー ル ゾ ラ イ トが 存 在 す る. して 海 洋 と島 弧 の 中 間 的 な地 質 体 を な して い る. (Lippardet al. (図2,図5a)。. .,1986)。Takazawaet al. .(2003). に よ りそ の 成 因 が 検 討 さ れ て い る が,海. 背 弧 海 盆 も海 洋 と島 弧 の 中 間 的 な. 環 境 を有 す るが,岩 石 学 的 な構 成 は ど うな っ て い. 洋地域 に. あ る こ れ ら の 「大 陸 性 か ん ら ん 岩 」 と の 比 較 検 討. る の で あ ろ うか?(図5b)。. は 興 味 深 い 。 こ のSt.Peter‑Paul岩. ルが 実 現 した とす る と,日 本 列 島 に 関 連 した 地 球. 礁 周 辺 の掘 削. 科 学,環. 案 を 具 体 的 に 検 討 し て み た い と思 っ て い る 。 2)海. み な らず 一 般社 会 に与 え る イ ンパ ク トは 大 きい で. よ う な マ ン トル の 岩 石 学 的 モ デ ル は 断. 裂 帯 やHess. Deepの. 境 科 学 面 で の メ リ ッ トは極 め て 大 き い。. ま た,科 学 の進 歩 の 象 徴 と して,日 本 の科 学 界 の. 洋 底 マ ン トル の 岩 石 学 的 モ デ ル の 検 証. 図1,2の. 仮 に 日本 海 の モ ホ ー. あ ろ う。. よ う な か ん らん 岩 露 出 地 に. こ こで注 意 せ ね ば な らな い の は 「モ ホ 」 な る概. お い て ノ ン ・ラ イ ザ ー 掘 削 や ラ イ ザ ー 掘 削 に よ り 検 証 可 能 で あ る。 た だ し一般 的 な検 証 は遠 い将 来. 念 の混 乱 で あ る(上 杉 ほ か,2003本. の ラ イザ ー に よ る か ん らん 岩 露 出 地 の超 深 度掘 削. は元 来 地 震 波伝 播 速 度 とい う物 性 の 不 連 続 面 と し. 号 参 照)。 モ ホ. を 待 た ね ば な ら な い で あ ろ う。 例 え ば,Hess. て 地 震 学 的 に 定 義 され た も の で あ る。 近 年,「 岩. Deepの. 石 学 的 モ ホ」 な る用 語 が 登 場 し(George,1978参. か ん ら ん 岩 露 出 地 を 深 く(5km程. 度?). 掘 削 し た ら レ ー ル ゾ ラ イ トが 出 現 す る の で あ ろ う. 照),モ. か?興. デル的 な蛇紋 岩. は,地 震 学 的 に は検 知 で きな い,岩 石 成 因論 的 な. 化 前 線 の有 無 は低 速 拡 大 軸 の 断 裂 帯 の深 部岩 露 出. 不 連 続 面 を指 す 。 例 え ば,下 位 の超 マ フ ィ ッ ク溶. 地(例. け 残 り岩(い わ ゆ る マ ン トル か ん ら ん岩)と 上 位. 台)で 3). 味 は 尽 き な い 。Hessモ. え ば,南 西 イ ン ド洋 海 嶺,ア. トラ ンテ ィス 海. の超 マ フ ィ ック集 積 岩(ダ ナ イ トな ど)の 境 界 と. の 超 深 度 掘 削 に よ り可 能 で あ る 。 21世. して用 い られ る(George,1978)が,最. 紀モホール計画. 10DPPIanningSub‑Committee(2001)に れ ば,海. の 用 法(エ. よ. 近 で は他. ク ロ ジ ャ イ トとか ん ら ん岩 の境 界)も. 現 れ,混 乱 して い る。 岩 石 成 因 論 的 な不 連 続 面 を. 洋 底 を マ ン トル ま で 掘 削 す る 「21世 紀 モ. ホ ー ル 」 は10DPの. ホ の 概 念 に混 乱 を招 い た。 岩 石 学 的 モ ホ. 「岩 石 学 的モ ホ」と言 うの な らば,Hess流. 重 要 な 目標 の 一 つ で あ る 。 海. の蛇 紋 岩. 洋 底 の 深 部 の 一 般 的 な 性 質 を 知 り,オ. フ ィオ ライ. 化 前 線 と して の不 連 続 面 は 「変 質(変 成)岩 石 学. ト問 題 の 解 決 を も 目 ざ す と し た ら,高. 速拡 大系 の. 的 モ ホ」と言 わね ば な らな い。 この 場 合 従 来 の 「岩. セ グ メ ン ト中 心 部 を マ ン トル ま で 掘 抜 く の が 最 優. 石 学 的 モ ホ」 は 「火 成 岩 石 学 的 モ ホ」 と言 わ ね ば. 先 の タ ー ゲ ッ ト と な る で あ ろ う(図5c)。. な ら な い。 我 々 は 「岩 石 学 的 モ ホ 」 な る用 語 の不. 図2の. よ う な オ フ ィ オ ラ イ トの 岩 石 学 的 モ デ ル に お け る. 使 用 を訴 えた い 。 「岩 石 学 的不 連 続 面 」 とか 「岩石. 「後 期 貫 入 岩 体 」 の 起 源(海. 洋 底 で の オ フ ・リ ッ ジ. 成 因 論 的 不 連 続 面 」 な ど と表 現 す べ きで あ る。 こ. フ ィ オ ラ イ ト化 す る 際 の 島 弧 的. こ で,地 球 科 学 の 多 くの 分 野 の研 究 者 の 間 で の. マ グ マ 活 動 か,オ. 環 境 下 で の マ グ マ 活 動 か?)も. 「モ ホ」の概 念 の摺 り合 わ せ の 必 要性 を主 張 した い。. こ の掘 削 に よっ て. のみ 解 決 可 能 で あ ろ う。 ま た,日. 最 近 の 日本 人 研 究 者 に よ りオ マ ー ンオ フ ィ オ ラ イ トの 組 織 的 な研 究 が 開 始 され,成 果 が 出始 め て. 本 独 自の モ ホ ー ル掘 削 対 象 と して 背 弧 700.
(10) (a) Oman ophiolite. 図5. 3つ. (c) Oceanic lithosphere. (b) BAB lithosphere SSZ ophiolite?). の 模 式 的 岩 石 構 成 図.. (a) オ マ ー ン オ フ ィ オ ラ イ ト(図2),(b)背 弧 海 盆 リ ソ ス フ ェ ア,お よ び(c)海 洋 リ ソス フ ェ ア.オ マ ー ン オ フ ィ オ ラ イ ト な ど の ス プ ラ ・サ ブ ダ ク シ ョ ン オ フ ィ オ ラ イ ト は 背 弧 海 盆 リ ソ ス フ ェ ア に 似 て い る の で あ ろ う か.(b)(c)の. 太 い 破 線 は21世. 紀 モ ホ ー ル計 画 にお い て提. 案 さ れ る 掘 削.. Fig. 5. い る(例. Three possible lithological columns, (a) Oman ophiolite (Fig. 2), (b) back-arc basin lithosphere, and (c) oceanic lithosphere. Deep drilling at the segment center of a fast-spreading ridge (thick broken line of (c) ) may have first priority in the future IODP. Drilling down to the mantle in a back-arc basin (e.g., the Sea of Japan) (thick broken line of (b) ) may be an alternate for IODP. The differences between the Oman ophiolite, back-arc basin lithosphere, and oceanic lithosphere are very important for solving the ophiolite problem and exploring otherwise impossible deep petrological constitutions of the ocean floor and back-arc basin.. え ば,宮 下,1999;荒. etal .,2002;. Ahmed. and. 井,2001; Arai,. Ishikawa. 2002)。. 1. 海 洋 底 の 上 部 マ ン トル の 情 報 に関 して は,現. 我 々 は. 在 は低 速 拡 大 系 の しか も海 洋 断 裂 帯 に偏 っ て. こ れ ら オ フ ィ オ ラ イ トの 研 究 を う ま く リ. お り,オ フ ィ オ ラ イ トか らの 情 報 を 取 り入 れ. ン ク さ せ て 行 か ね ば な ら な い と考 え て い る 。 オ. る必 要 が あ る。 た だ し,オ フ ィオ ラ イ トは 複. フ ィ オ ラ イ トは 複 雑 で あ る と は 言 え,そ. 数 の テ ク トニ ッ ク ・セ ッテ ィ ング を記 憶 して い. 10DPと. の海 洋 底. るの で 注 意 が 必 要 で あ る 。. 研 究 に お け る価 値 は何 もの に も代 えが た い か らで あ る 。 特 に,上. 2.海. 部 マ ン トル の よ う な 深 部 物 質 の 研. 洋 底 の か ん らん 岩 は ガ ブ ロ 層 直 下 か ら,ダ. 究 に お い て は オ フ ィ オ ラ イ トの 重 要 性 は さ ら に 増. ナ イ ト,ハ ル ツバ ー ガ イ ト,レ ール ゾ ラ イ トと. す で あ ろ う。. 岩 相 変 化 す る。 この 変 化 傾 向 は拡 大 速 度 を問 IX.. わ な い が,低 速 拡 大 系 で は ガ ブ ロ層 直 下 で 急. ま と め と結 論. 速 に レー ル ゾ ラ イ トに移 行 す る。 また 断 裂 帯 や 海 嶺 セ グ メ ン ト境 界 で は 岩 相 変 化 は急 に な. 海 洋 底 の 上 部 マ ン トル の 岩 石 学 的 構 造 お よ び,. る。. 海 洋 掘 削 に 関 し て 以 下 の よ う に ま とめ る こ と が で き る。. 3. か ん ら ん 岩 層 中 の 蛇 紋 岩 化 前 線 を モ ホ とす る 701.
(11) Hess(. 1962)の. モ デ ル は低 速 拡 大 系 の 特 に断. dotites by olivine-spinel compositional relationships : Review and interpretation. Chem. Geol., 113, 191-204. Arai, S. (1994b) : Compositional variation of olivinechromian spinel in Mg-rich magmas as a guide to their residual spinel peridotites. J. Volcanol. Geotherm. Res., 59, 279-294.. 裂 帯 近 傍 で の み 成 り立 つ で あ ろ う 。 4.こ. れ らの 諸 問 題 や 諸 モ デ ル を決 定 的 に解 決 す る の は海 洋 底 の超 深 度 掘 削 を お い て な い。 掘 削 地 点 を注 意 深 く選 定 す る こ とに よ りオ フ ィ オ ラ イ ト問 題(オ. フ ィ オ ラ イ トの 起 源)を. も同. 荒 井 章 司(1995):海. 時 に解 決 す る こ とが で き る。 5.将. 「 大 陸 性 か ん ら ん 岩 」 周 辺 の 掘 削(ノ. 掘 削(ノ. し て4)日. ホ ー ル(ラ. 謝. 荒 井 章 司(2001):海. イ. どが 挙 げ られ る。. 辞 宮 下 純 夫(新 潟 大 学),海. 野. 進(静 岡 大 学)の. 両氏. に は 海 洋底 お よび オ フ ィオ ラ イ トの研 究 に 関 して常 々御 協 力 い た だ い て い る。 木 川栄 一,川 幡 穂 高 の両 氏 に は オ マ ー ンオ フ ィオ ラ イ トの研 究 を始 め る に あ た っ てお 世 話 に な っ た 。 海 洋底 の研 究 に 際 して は東 京 大 学 海 洋 研 究 所 お よび 海 洋科 学 技 術 セ ン ター の皆 様 に大 変 お 世 話 に な っ た 。2名 の査 読 者 の御 指 摘 は 本稿 を 改 定 す る上 で 有 用 で あった。. 文. 献. Ahmed, A.H. and Arai, S. (2002): Unexpectedly high-PGE chromitite from the deeper mantle section of the northern Oman ophiolite and its tectonic implications. Contrib. Mineral. Petrol., 143, 263-278. Ahmed, A.H., Arai, S. and Attia, A.K. (2001): Petrological characteristics of the Pan African podiform chromitites and associated peridotites of the Proterozoic ophiolite complexes, Egypt. Mineral. Deposita, 36, 72-84. Alabaster, T., Pearce, J.A. and Malpas, J. (1982): The volcanic stratigraphy and petrogenesis of the Oman Ophiolite complex. Contrib. Mineral. Petrol., 81, 168-183. 荒 井 章 司(1989):オ 地 学 雑 誌,98, Arai,. S.. upper. フ ィ オ ラ イ ト か ん ら ん 岩 の 成 因. 231‑240.. (1991). : Petrological. mantle. peridotites. Island. Arcs•\etrogenesis. Soviet. Geol.. characteristics. of. Geophys.. of. beneath. ( Geologiya. spinel. the. the. Japan. peridotites—•\ i Geofizika). , 32,. 8-26. Arai,. S.. (1994a). :. Characterization. of. spinel. 刊 地 球,21,333‑. 洋 地 殻 一マ ン ト ル 系 の 生 成 と改 編:. オ マ ー ン ・オ フ ィ オ ラ イ ト を 例 と し て.平. 成11〜12. 年 度 科 学 研 究 費 補 助 金(基 書.. 究成果報告. 盤 研 究A2)研. Arai, S. and Hirai, H. (1983): Petrographical notes on deep-seated and related rocks (1) Mantle peridotites from Kurose and Noyamadake alkali basalts, southwestern Japan. Ann. Rep. Inst., Geosci. Univ. Tsukuba, 9, 65-67. Arai, S. and Matsukage, K. (1996): Petrology of the gabbor-troctolite-peridotite complex from Hess Deep, equatorial Pacific : Implications for mantlemelt interaction within the oceanic lithosphere. Proc. ODP, Sci. Results, 147, 135-155. Arai, S. and Matsukage, K. (1998): Petrology of a chromitite micropod from Hess Deep, equatorial Pacific : A comparison between the abyssal and alpine-type podiform chromitites. Lithos, 43, 1-14. Bonatti, E. (1990): Subcontinental mantle exposed in the Atlantic Ocean on St Peter-Paul islets. Nature, 345, 800-802. Bonatti, E., Hamlyn, P.R. and Ottonello, G. (1981): The upper mantle beneath a young oceanic rift : Peridotites from the island of Zabargad (Red Sea). Geology, 9, 474-479. Bonatti, E., Ottonello, G. and Hamlyn, P.R. (1986): Peridotites from the island of Zabargad (St. John), Red Sea : Petrology and geochemistry. J. Geophys. Res., 91, 599-631. Cannat, M. (1993): Emplacement of mantle rocks in the sea floor at mid-ocean ridges. J. Geophys. Res., 98, 4163-4172. Cannat, M. (1996): How thick is the magmatic crust at slow spreading oceanic ridge? J. Geophys. Res., 101, 2847-2857. Clague, D.A. and Straley, P.F. (1977): Petrologic nature of the oceanic Moho. Geology, 15, 133-136. Dick, H.J.B. (1989): Abyssal peridotites, very slow spreading ridges and ocean ridge megmatism. Geol. Soc. Special Pub., 42, 71-105. Dick, H.J.B. and Bullen, T. (1984): Chromian spinel as a petrogenetic indicator in abyssal and alpine-type peridotites and spatially associated lavas. Contrib. Mineral. Petrol., 86, 54-76. Dick, H.J.B. and Natland, J.H. (1996): Late-stage. 本 海 な どの 背 弧 海 盆 の モ. イ ザ ー)な. 成 因.月. 338.. ン ・ラ イ ザ ー お よ び ラ イ ザ ー),3)高. 速 拡 大 系 の セ グ メ ン ト中 心 部 の モ ホ ー ル(ラ. 洋 底 お よ び オ フ ィ オ ラ イ トの 深 部. 岩 石 か ら み たMORBの. ン ・ラ イ. ん ら ん 岩 露 出 地 で の マ ン トル 内 部. ザ ー),そ. 学 雑 誌,104,361‑380.. 荒 井 章 司(1999):海. 来 の 上 部 マ ン ト ル 関 連 の 掘 削 と し て は,1). ザ ー),2)か. 洋 リ ソ ス フ ェ ア と オ フ ィ オ ラ イ ト;. 類 似 点 を 相 違 点.地. peri-. 702.
(12) melt evolution and transport in the shallow mantle beneath the east Pacific Rise. Proc. ODP, Sci. Results, 147, 103-134. Dick, H.J.B., Fisher, R.L. and Bryan, W.B. (1984): Mineralogic variability of the uppermost mantle along mid-ocean ridges. Earth Planet. Sci. Lett., 69, 88-106. Elthon, D. (1992) : Chemical trends in abyssal peridotites: Refertilization of depleted suboceanic mantle. J. Geophys. Res., 97, 9015-9025. George, R.P., Jr. (1978): Structural petrology of the Olympus ultramafic complex in the Troodos ophiolite, Cyprus. Geol. Soc. Amer. Bull., 89, 845865. Hekinain, R., Juteau, T., Gracia, E., Sichler, B., Sichel, S., Udintsev, G., Apprioual, R. and Ligi, M. (2000): Submersible observations of Equatorial Atlantic mantle : The St. Paul's Fracture Zone region. Marine Geophys. Res., 21, 529-560. Hellebrand, E., Snow, J.E., Dick, H.J.B. and Hofmann, A.W. (2001): Coupled major and trace elements as indicators of the extent of melting in mid-ocean-ridge peridotites. Nature, 410, 677681. Hess, H.H. (1962): History of ocean basins . In Engel, A.E. et al. eds. : Petrologic Studies ( Buddington Volume). Geol. Soc. Amer., Boulder, 599620. IODP Planning Sub- Committee (2001) : Earth, Oceans and Life : IODP Initial Science Plan. International Working Group Support Office , Washington, D.C. Ishiwaka, T., Nagaishi, K. and Umino, S. (2002): Boninitic volcanism in the Oman ophiolite : Implications for thermal condition during transition from spreading ridge to arc. Geology, 30, 899-902. Jaques, A.L. (1981): Petrology and petrogenesis of cumulate peridotite and gabbro from the Marum ophiolite complex, Northern Papau-New Guinea. J. Petrol., 22, 1-40. Johnson, K.T.M., Dick, H.J.B. and Shimizu, N. (1990): Melting in the oceanic mantle : An ion microprobe study of diopsides in aabyssal peridotites. J. Geophys. Res., 95, 2661-2678. Kadoshima, K. (2002): Petrological Characteristics of the Mantle Section of the Northern Oman and Lizard Ophiolites : An Approach from In-situ Rocks and Detrital Chromian Spinel. Ph.D. thesis, Kanazawa Univ. Kelemen, P.B., Shimizu, N. and Salters, V.J.M. (1995): Extraction of mid-ocean-ridge basalt from the upwelling mantle by focused flow of melt in dunite channels. Nature, 375, 747-753. Lippard, S.J., Shelton, A.W. and Gass, I.G. (1986): The Ophiolite of Northern Oman. Geological Society Memoir, 11.. Malpas, J. and Strong, D.F. (1975) : A comparison of chrome-spinels in ophiolites and mantle diapirs of Newfoundland. Geochim. Cosmochim. Acta, 39, 1045-1060. Matsukage, K. and Arai, S. (1998): Jadeite, albite and nepheline as inclusions in spinel of chromitite from Hess Deep, equatorial Pacific : Their genesis and implications for serpentinite diapir formation. Contrib. Mineral. Petrol., 131, 111-122. Matsukage, K., Arai, S., Abe, N. and Yurimoto, H. (2002): Two contrasting melting styles of mantle peridotite in the northern Oman Ophiolite ; An indication of a switch of tectonic setting. Abst. 4th International Workshop on Orogenic Lherzolites and Mantle Processes, Hokkaido, 82. 松 本. 剛 ・宮 下 純 夫 ・荒 井 章 司 ・森 下 知 晃 ・前 田 仁 一. 郎 ・熊 谷 英 憲 ・大 友 幸 子 ・Dick,. HenlyJ. .B.(2003):. 南 西 イ ン ド洋 海 嶺 ア ト ラ ン テ ィ ス 海 台 に 見 ら れ る 超 低 速 拡 大 軸 の 火 成 活 動 と 「地 殻 ・マ ン ト ル 境 界 」.地 学 雑 誌,102,. 705‑719.. Melson, W.G., Hart, S.R. and Thompson, G. (1972): St. Paul's Rocks, equatorial Atlantic : Petrogenesis, radiometric ages, and implications on seafloor spreading. Geol. Soc. Amer. Memoir, 132, 241-272. Moores, E.M. and Vine, F.J. (1971): Troodos massif, Cyprus and other ophiolites as oceanic crust : Evaluation and implications. Phl. Trans. Roy. Soc. London. A268. 443-466. 宮 下 純 夫(1999):海 洋 地 殻 生 成 の ダ イ ナ ミ ク ス― オ マ ー ン オ フ ィ オ ライ トを例 と して―.平 成9〜10年 度 科 学研 究 費 補 助 金(国 際 学術 調査)研 究 成 果 報 告 書.. Muller, M.R., Robinson, C.J., Minshull, R.S. and Bickle, M.J. (1997) : Thin crust beneath ocean drilling program borehole 735B at the Southwest Indian Ridge? Earth Planet. Sci. Lett., 148, 93107. Nicolas, A. (1989) : Structures of Ophiolites and Dynamics of Oceanic Lithosphere. Kluwer Academic Pub. Niu, Y. and Hekinain, R. (1977) : Spreading-rate dependence of the extent of mantle melting beneath ocean ridges. Nature, 385, 326-332. Pearce, J.A., Lippard, S.J. and Roberts, S. (1984): Characteristics and tectonic significance of supra subduction zone ophiolites. Geol. Soc. Special Pub., 16, 77-94. Roden, M.K., Hart, S.R., Frey, F.A. and Melson, W.G. (1984) : Sr, Nd and Pb isotopic and REE geochemistry of St. Paul's Rocks : The metamorphic and metasomatic development of an alkali basalt mantle source. Contrib. Mineral. Petrol., 85, 376-390. Ross, K. and Elthon, D. (1997): Extreme incompatible trace-element depletion of diopside in residual mantle from south of the Kane fracture zone. Proc. ODP, Sci. Results, 153, 277-284. 703.
(13) Salters, VJ.M and Shimizu, N. (1988): World-wide occurrence of HFSE-depleted mantle. Geochim. Cosmochim. Acta, 52, 2177-2182. Seyler, M. and Bonatti, E. (1997): Regional-scale melt-rock interaction in lherzolitic mantle in the Romanche fracture Zone (Atlantic Ocean). Earth Planet. Sci. Lett., 146, 273-287. Takazawa, E., Okayasu, T. and Satoh, K. (2003): Geochemistry and origin of the basal lherzolites from the northern Oman ophiolite (northern Fizh block). Geochim. Geophys. Geosyst., 4, 1021,. doi: 10.1029/2001. GC 000232.. 田 村 明 弘 ・牧 田 宗 明 ・荒 井 章 司(1999):北 潭 帯 の か ん ら ん 岩 の 成 因.地. 海 道,神. 質 学 論 集,52,. 居古. 53‑68.. Tilley, C.E. (1947): Dunite maylonites of St. Paul's Rocks (Atlantic). Amer. J. Sci., 245, 483-490. 上 杉 次 郎 ・荒 井 章 司 ・森 下 知 晃 ・松 影 香 子 ・角 島 和 之 ・ 田 村 明 弘 ・阿 部 な つ 江:オ. マ ー ン オ フ ィ オ ラ イ トに お. け る マ ン トル ー地 殻 境 界 の 実 体 と 多 様 性.地 102, 750‑768. (2003年5月13日. 704. 受 付,. 2003年7月22日. 学 雑 誌,. 受 理).
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