エクロジャイト化に伴うスラブ内流体の周期活動:先端的鉱物ナノ分析による解読

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本研究は、沈み込み帯火山フロント直下付近で変成した海洋地殻（エクロジャイト）を構成するざくろ石・オンファス輝石が保存する微細組織に着目し、玄武岩質の海洋地殻が脱水しながらエクロジャイトとなる過程における流体活動の周期性及びその原因の解明を目指すものである。研究初年度である2022年度は主に、(1) 西アルプスなどにおける青色片岩・エクロジャイト試料の採取、(2) 熱力学計算を用いた、ざくろ石中に記録される元素濃度周期構造（オシラトリー累帯）の再現・予測、そして (3) オンファス輝石中逆位相領域成長の数値モデリングを行った。さらに、オンファス輝石の化学組成差および熱イベントが微細組織に与える影響を評価するための予察的研究として、 (4) ピストンシリンダー型圧力発生装置・単結晶X線回折装置・集束イオンビーム装置・透過電子顕微鏡を用いた天然オンファス輝石試料の加熱実験に取り組んだ。(2) では変成岩の熱力学解析に広く用いられている計算ソフトウェアを活用し、流体圧変動・深度がざくろ石の平衡組成に与える影響を整理した。(3) では、地球科学分野への応用が未だほとんどなされていないフェーズフィールド法の適用に取り組み、オンファス輝石中のカチオン秩序化にかかる時間が大規模流体活動の周期と比較可能であることを明らかにした。(4) については、透過電子顕微鏡を用いて糸魚川（青海）産オンファス輝石の微細組織の特徴づけを行ったほか、同産地の試料を900℃以上の2条件で加熱処理し、カチオン秩序度の変化を確認した。