スラブ由来流体の化学組成：火山岩岩石学からのアプローチ

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本研究は、ドイツの研究船によってケルマディック弧キブルホワイト火山から採取した火山岩の成因解明を目的としている。分析の結果、この火山には２種類の初生マグマが生じていることが判明した。初生安山岩質マグマと初生玄武岩質マグマである。キブルホワイト火山から発見された初生安山岩の微量元素・同位体比組成は、同地域の玄武岩と類似の値を示すことから、その成因はマントルの融解プロセスを強く反映していると考えられる。また、この安山岩の組成は、マントルが低圧環境下で含水融解したと考えられている初生安山岩の組成と等しい。したがって、キブルホワイト火山の初生安山岩質マグマは、地殻直下（低圧環境）のマントルにおいて生じたと考えられる。さらに、初生安山岩中のかんらん石捕獲結晶のメルト包有物を分析した結果、その組成はアンカラマイト質であった。アンカラマイトとは、単斜輝石成分に異常に富んだ玄武岩のことである。本研究では、アンカラマイトの性質とメルトのニッケル含有量との相関関係を初めて明らかにした。これは、既存の下部地殻融解プロセスでは説明できない。しかし、玄武岩質マグマがマントル内を上昇する際に起こる、「マントルの輝石を溶かし込み、メルトがかんらん石を晶出するような反応（Melt-mantle interaction）」によって、メルトが単斜輝石成分に富むことを説明可能である。本研究では、このプロセスによってアンカラマイト質のマグマが生成されることを初めて提唱した。さらに、このプロセスによって形成されたハルツバージャイトとメルトが低圧で再平衡に達することによって、初生安山岩質マグマの発生も説明可能である。つまり、キブルホワイト火山では、地殻が薄いことによってアンカラマイト質マグマの発生から、引き続く初生安山岩質マグマの発生までの一連の火成活動が引き起こされている。