第30回極域地学シンポジウム「極域から探る固体地球ダイナミクス」ポスター発

三宅 亮

兒玉 優

川 嵜智佑

National Institute of Polar Research Repository

  東南極大陸 Napier岩体 , Riiser Larsen山に産する片麻岩中の  ternary feldsparとその化学組成近傍における高温高圧実験   兒玉優 1、三宅亮 1、川嵜智佑 2 1京都大学理学研究科 2愛媛大学大学院理工学研究科  Textures of the ternary feldspar in garnet-bearing felsic gneiss from the Mt. Riiser-Larsen in the Archean Napier Complex, East Antarctica and the synthetic experiment of the ternary feldspar  Yu KODAMA1, Akira MIYAKE1 and Toshisuke KAWASAKI2 1Division of Earth and Planetary Sciences, Graduate School of Science, Kyoto University 2Department of Earth Sciences, Graduate School of Science and Engineering, Ehime University  The feldspar is common rock forming mineral composed by CaAl2Si2O8(An)-NaAlSi3O8(Ab)-KAlSi3O8(Or). The chemical composition of feldspar is commonly in plagioclase (An-Ab) or alkali-feldspar (Ab-Or), however, in the case of Ultra High Temperature metamorphism, such as Napier Complex, the ternary composition (An-Ab-Or) is possible composition and these ternary feldspars have unique textures. We researches the micro-textures of the ternary feldspars in the felsic gneiss (TH97012006, hereafter shortened to 12006) from Mt. Riiser-Larsen in Napier Complex, East Antarctica and revealed the formation process of the common micro-textures, (9_01) exsolution lamellae, of ternary feldspars in 12006. But it became apparent that the chemical compositions do not agree with tielines of the geothermometer-models (Fuhrman et al., 1988) and some micro-textures were not explained by coherent elastic boundary model (Cahn, 1962; Willaime et al., 1974).   多くの岩石に普遍的に含まれる長石は、比較的低温下で形成されるため、斜長石系列(An-Ab)、アルカリ長石系列(Ab-Or)に限定される。一方、ナピア岩体など超高温変成作用を被った岩石には、高温下で An-Ab-Orの化学組成を持つ ternary feldsparとして存在していたと考えられる長石が産する。筆者らはナピア岩体 Riiser-Larsen山に産する片麻岩(TH97012006, 以下 12006)に含まれる ternary feldsparの多様な離溶組織(An30Ab70, C1_の oligoclaseと Ab5Or95, C2/mの orthoclaseからなるアンチパーサイト)に関する研究を行い、共通して観察される組織((9_01)を界面とする離溶ラメラとそれらに含まれる微細組織)の形成過程を明らかにした。しかし、既存の温度計のタイライン(Fuhrman et al., 1988 など)と実際に観察される離溶ラメラの化学組成の組み合わせが一致しないため、離溶温度の見積もりは出来ないこと（Figure 1. この事は、 Hokada, 2001の結果とも調和的）を明らかにした。さらに離溶組織の安定界面に関するモデル(coherent elastic boundary model; Cahn, 1962; Willaime et al., 1974)で説明できない(9_01)以外の離溶組織が存在することもわかった(Figure 2.)。こうした問題点は、oligoclaseの高温での C2/m→C1_への相転移次数に関係していると考えられる（兒玉他, 2010日本鉱物科学会）。            Figure 1. The gap between the checmical compositions of exsolution lamellae and the tielines of known models. Figure 2. The exolution lamellae described as (9_01) is explainable by coherent elastic boundary model. However, another exsolution lamellae described as (403) is not explainable Figure 1.に示すタイラインは分相する際（離溶など）に平衡な化学組成を表しているが、Fuhrman et al. (1988)など既存のモデルでは Figure 3. のように、oligoclase が高温相の空間群 C2/mから低温相 C1_へと相転移する際の次数が 2次以上であるとして考えている。ここで ternary feldsparの場合、1次の相転移では化学組成や体積に不連続が(9_01) (403)   存在するが、2次以上の相転移では化学組成に不連続が存在しない。そこで、筆者らは特に oligoclaseが C2/mからC1_へと転移する際の相転移次数を決定するため、長石の高温高圧実験を行い、相転移の際に化学組成に不連続が存在するかを確認することにした。現在、天然の oligoclase(An25Ab70Or5) と 12006 に含まれる ternary feldspar（oligoclase(An30Ab70) と orthoclase(Ab5Or95) の混合試料） の粉末試料を出発物質として、愛媛大学大学院理工学研究科においてピストンシリンダーを用いた高温高圧での実験を行っている。1200℃, 8kb, 70時間保持での合成を行ったところ、oligoclase、ternary feldsparともに長石として存在することがわかった。現在、組織や空間群の詳細な観察、組成分析に堪える結晶のサイズを確保するため、1200℃, 8kbでより長時間の実験をおこなっている。今回はその実験経過を報告する。          Figure 4. The chemical compositions of the starting materials.            Figure 3. The schematic diagram of the first-order transition and second-order transition.   References Cahn, J. W. (1962)., acta Met. 10, 179-183. Fuhrman, M.L. and Lindsley, D.H. (1988) Ternary-feldspar modeling and thermometry, American Mineralogist, 73, 201-215. Hokada, T. (2001) Feldspar thermometry in ultrahigh-temperature metamorphic rocks: Evidence of crustal metamorphism attaining ~1100 ºC in the Archean Napier Complex, East Antarctica, American Mineralogist, 86, 932-938. Willaime, C. and Brown W.L. (1974) A Coherent Elastic Model for the Determination of the Orientation of Exsolution Boundaries: Application to the Feldspars, Acta Crystallographica., A30, 316-331.  

Textures of the ternary feldspar in garnet-bearing felsic gneiss from the Mt. Riiser-Larsen in the Archean Napier Complex, East Antarctica and the synthetic experiment of the ternary feldspar

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