太古代に産出したマグマ「コマチアイト」の生成における水の影響

水对古代产生的岩浆“科马提岩”形成的影响

• 批准号: 09214214
• 负责人: 井上 徹
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Ehime University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09214214/
• 关键词: コマチアイト; 太古代; 超塩基性岩; 初期地球内部; マグマ; 元素分配; 微量元素; 高圧実験

コマチアイトは主に太古代に産出した超塩基性岩で、この起源を研究することは初期地球内部の状態を解明する手がかりを与える。本年度は、このコマチアイトが含水条件下での生成されうるのかを定量的に調べるため、パイロライトにH_2Oを加えた系で数種類の微量元素(Sc,Yb,Gd,Sm,La,Ti)をドープし、メルトとgametとの微量元素の配分を調べた。実験圧力は5.5〜20GPaまで、温度は1300〜1500℃である。実験結果は、一般的な特徴としては、相対的にイオン半径の小さいScやYbはgarnet中に入り、他の元素は液中に入るが、これが高圧になるにつれて、すべての元素が液中に入りやすくなるという傾向に向かう。すなわち、Garnet/Liquidの分配係数は負の圧力依存性を持つ。この結果を使ってgarnetを液相から取り去ったときの液組成のGd/YbとAl/Tiの変化を計算すると、35億年前のコマチアイトは含水条件下で5〜10GPaの圧力で5〜25%のgarnetの分別で生成されうることが解る。これは、無水系では20-50%のgarnetの分別が、しかも15GPa以上で安定なmajorite garnetにおいて必要なのと好対照である。これらの結果と以前の我々の研究結果を総合すると、コマチアイトを含水条件下で生成するには、5〜7GPaの圧力で、さらには1500℃付近の温度で十分である。このように、無水条件下での生成に比べて、非常に低圧低温で生成可能であり、この事実は地球の熱史を再考しなければならなくするかも知れない。本研究成果は今Science誌に投稿中である。

コ マ チ ア イ ト は main に archean に output し た super salt rock で, こ の origin を research す る こ と は の status inside the early earth を interpret す る hand が か り を and え る. This year は, こ の コ マ チ ア イ ト が aquifer under the condition of で の generated さ れ う る の か を quantitative に adjustable べ る た め, パ イ ロ ラ イ ト に H_2O を plus え た department で several kinds の trace elements (Sc, Yb, Gd and Sm, La, Ti) を ド ー プ し, メ ル ト と gamet と の trace element distribution を の adjustable べ た. Laboratory pressure: <s:1> 5.5-20GPaまで, temperature: <s:1> 1300-1500 ° C である. Be 験 results は, general な 徴 と し て は, phase of seaborne に イ オ の ン radius small さ い Sc や Yb は use garnet は に into り, he の element in liquid に into the る が, こ れ が high 圧 に な る に つ れ て, す べ て の element が liquid に into り や す く な る と い う tendency に to か う. Youdaoplaceholder0, Garnet/Liquid <s:1> distribution coefficient <e:1> negative <s:1> pressure dependence を holding すなわち. こ の results を make っ て use garnet を liquid か ら take り to っ た と き の fluid composition の Gd/Yb と Al/Ti の variations change を computing す る と, 3.5 billion years ago の コ マ チ ア イ ト は aquifer under the condition of で 5 ~ 10 gpa の pressure で 5 ~ 25% の use garnet の で respectively generate さ れ う る こ と る が solution. こ れ は, no drainage で は 20-50% の use garnet の が respectively, し か も more than 15 gpa で settle な majorite use garnet に お い て necessary な の と good polices according で あ る. こ れ ら の result と の before I 々 の results を 総 close す る と, コ マ チ ア イ ト を で under the condition of water generated す る に は, 5 ~ 7 gpa の pressure で, さ ら に は near の temperature 1500 ℃ pay で very で あ る. こ の よ う に, anhydrous conditions で の generated に than べ て, very low に 圧 cryogenic で may generate で あ り, こ の things be は の earth thermal history を take exam し な け れ ば な ら な く す る か も know れ な い. The research results of this study are being submitted to に in the current Science journal である.

项目成果

INOUE,T.: "The effect of water in the Earth's mantle materials" Proc.5th NIRIM International Symposium on Advanced Meterials. (印刷中).

INOUE, T.：“水对地球地幔材料的影响”Proc.5th NIRIM 国际先进材料研讨会（正在出版）。

INOUE,T., IRIFUNE,T.他2名: "Decomposition of K-amphibole at high pressores and implications for subduction zone volcanism" Physics of Eath and Planetary Interiors. (印刷中).

INOUE, T.、IRIFUNE, T. 和另外 2 人：“K-角闪石在高压下的分解及其对俯冲带火山作用的影响”地球和行星内部物理学（正在出版）。

井上徹: "マントル物質の相平衡及び鉱物物性に対するH_2Oの影響" 鉱物学雑誌. (印刷中).

Toru Inoue：“H_2O 对地幔材料的相平衡和矿物性质的影响”矿物学杂志（正在出版）。