Thesis (Ph. D. in Science)--University of Tsukuba, (A), no. 1867, 1998.3.2

Chung Jung-In

鄭 貞仁

Tsukuba Repository

The studies on melting of a hydrous basalt
under high pressure conditions
著者 Chung Jung-In
内容記述 Thesis (Ph. D. in Science)--University of
Tsukuba, (A), no. 1867, 1998.3.23
発行年 1998
URL http://hdl.handle.net/2241/5364
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　　　　　　　　　　　ちょノL　　　　　じょん　　いん氏名（国籍）　鄭　　貞仁（韓　国）
学位の種類博士（理学）
学位記番号　博甲第1，867号
学位授与年月日　　平成10年3月23日
学位授与の要件　　学位規則第4条第1項該当
審査研究科　地球科学研究科
学位論文題目　　肺eS汕die。㎝榊軸。曾a岬改◎鵬臨sa1貢蜘de州φ賄ss雌eC㎝欄㎝s
　　　　　　　　　　　（高圧条作下における含水玄武岩の融解に関する研究）
主査　筑波大学教授　理学博士　末野重穂
副査　筑波大学教授　理学博士　宮野　敬
副査　筑波大学助教授　理学博士　加藤　工
副査東京大学助教授理学博士栗田敬
論文の内容の要旨
　プレート間の衝突の結果，海洋地殻プレートが大陸プレートの下倒に沈み込み，その結果，沈み込む海洋地殻
スラブが深部で部分融解してマグマが発生し，その残査として深部物質が生成すると考えられている。しかし，
その詳細，特に沈み込むスラブに水が含まれている場合のスラブの高温高圧下での振る舞いとその結果としての
生成物には未解明な点が多い。
　本研究は，二つの園的で含水海洋地殻物質（玄武岩）の都分溶融実験を行った。その一つは，深部物質として
多量にある安山岩マグマの起源物質の解明である。安山岩マグマは含水条件下でのマントルペリドタイトの部分
溶融によって生成されると従来唱えられてきたが，この考えは100㎞以下の浅い部分にでのみ当てはまる。また
安山岩の生成には沈み込む海洋地殻の部分溶融が関連しているとの説もあるが，含水条件下での海洋地殻の部分
溶融に関する研究は3GPa以下の低圧でしかなされていない。他の一つは，深部の岩石として重要なマントルエ
クロガイト起源の解明である。マントルエクロガイトはマントルペリドタイトの火成活動の結果であるとの説が
ある。しかし，ダイアモンドを含むエクロガイトはダイヤモンドが安定に存在する深度領域では，マントルペリ
ドタイトからの生成は難しい。従って，3GPa以上での含水条件下での海洋地殻物質の部分溶融実験は沈み込み
帯での安山岩形成過程やダイァモンドを含むマントルェクロガイトの成困を明らかにする上で重要な課題であ
る。
　本研究の溶融実験は玄武岩を用い，含水条件下で3．8－10GPaの間の圧力で行ったが，含水系の高圧溶融では無
水系と異なる次の様な特徴がある事が判明した。①低庄下では固相線温度は600℃と低く，高圧になると1000℃
近くまで上昇する。②固相線と液相線の溶融温度間隔は圧力の上昇とともに狭くなる。③メルトはザクロ石，単
斜輝石，コーサイト及びTi02に富む相と共存する。④Ti02相とコーサイトは3．8－7．2GPaの圧力範囲で比較的メ
ルトの量が少ない低温領域で共存し，この温度領域のメルトはシリカ含量が90％に近いほどシリカに富んでいる。
⑤溶融程度が40～60％程度と多くなると，メルトは玄武岩成分に近くなり，エクロガイト質残留物のみと共存す
る。
　本研究での実験結果は地質学的応用に当たって，二つの意味を持つ。第一に含水条件下での固相線温度と沈み
込むスラブの温度勾配の比較から，ユOO㎞より深い所での沈み込む海洋地殻の部分溶融の可能性が示唆される。
特に含水条件下での部分溶融は比較的若く熱い地殼で起こりゃすい。深さユOO㎞以上では沈み込む海洋地殻から
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生成されるメルトはシリカに富み，安山岩，石英安山岩，流紋岩マグマに対応するSi02含有量を示す。しかし，
このようなメルトは安山岩マグマより高いCa／（Mg＋Fe）組成をもっているので，安山岩がユOO㎞より深いとこ
ろの海洋地殼の部分溶融体から直接発生しないとしても，海洋地殼の部分溶融体は安山岩の生成に関して重要な
役割をすることは確実である。第二に，本実験の結果からはキンバーライト中のエクロガイト捕獲岩が沈み込む
海洋地殼の高圧下での溶融による残留物とした起源であることを示唆する。これまでも3GPa以下の圧力での含
水玄武岩溶融実験でもエクロガイト捕獲岩起源に関して数多い仮説が提案されてきたが，これらの実験結果は
150㎞より深いダイアモンドの領域内からきたダイアモンドを含むエクロガイトの起源については応用できない。
3GPaより高い圧力範囲で明らかにされた本研究の実験結果は，キンバーライト内で存在するダイアモンドを含
むエクロガイトは，厚い地殻のクラトン下で，含水海洋地殻の部分溶融によって形成された可能性が強いことを
示している。
審査の結果の要旨
　本論文は，大陸地殼に沈み込む海洋地殻スラブの部分溶融現象によるマグマとその残留物質の詳細を解明する
ため，3GPa以上での含水条件下で玄武岩の融解実験を行ったものである。その結果，含水系の溶融の場合には
固相線温度と液相線温度が無水系とは全く異なることと，生成するメルトの残留鉱物組成が従来報告されてきた
3GPa以下の低圧の場合とは異なることを発見した。この成果は，100k搬以上の深部でも部分溶融が起き，安山
岩マグマの起源に重要な役割をする可能性があることと，キンバーライト中のエクロガイト捕獲岩の起源が沈み
込む海洋地殻の高圧下での溶融による残留物であるという非常に重要な発見をもたらした。
　よって，著者は博士（理学）の学位を受けるに十分な資格を有するものと認める。
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The studies on melting of a hydrous basalt under high pressure conditions

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