マグマのダイナミックス

岩浆动力学

基本信息

批准号：
62103007
负责人：
久城育夫
金额：
$ 11.52万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Special Project Research
财政年份：
1985
资助国家：
日本
起止时间：
1985 至 1987
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は, マグマの物性, マグマ溜り及び火道中におけるマグマのダイナミックス, 島弧のマグマの起源, 上部マントルにおけるマグマや流体などの物質の移動に重点を置いた. また, 原始太陽系星雲中でのメルト・ガス・固相の安定領域及びガスからのカンラン石, 輝石の凝縮に関する実験も開始された. 以下それらの結果の一部を述べる. 1.マグマの物性を理解するために, 単純系である透輝石-斜長石系のメルトの密度, 熱膨張, 粘性などを測定し, その組成依存性を検討した. その結果, ガラス転移温度や粘性には単純な加性則は成立せずCaMgSl_2O_640, NaAlSl_3O_860付近で最小を示すことが明らかになった. 2.火道中でのマグマの混合のメカニズムにつき理論的及び実験的研究を行ない, 下方から閉じつつある火道中では密度の異なる2種のマグマは一体となって循環し, 効率よく混合し得ることを示した. その条件は2種のマグマの粘性比が10^<-3>〜10^3の範囲であり, 玄武岩マグマと流紋岩マグマの場合には充分可能である. 3.マグマ溜りのダイナミックスを理解するために, マグマ溜りの"化石"である大崩山カコウ岩体を主要元素, 微量元素及びS同位体の変化によって詳細に解析した. その結果, このマグマ溜りでは単なる結晶の沈降のみでなく, 壁際の境界層対流によって下部の低密度流が上昇することが分化に重要な役割を果していることが示唆された. 4.カルク安山岩マグマの成因として, 角閃岩などの含水下部地殻物質の部分融解が可能であることを実験的に示した. すなわち, 角閃岩が1000〜1060°Cで部分融解すると, 水に富む(〜10%)安山岩質メルトが生じる. 下部地殻を融解させる熱源としては玄武岩マグマの貫入が考えられる. 5.MgO-S_1O_2+H_2系において, Mg2SIO_4, MgS_1O_8, S_1O_2の"三重点"は10^<-5>〜10^<-6>気圧に存在する. また水素が10^4倍存在する原始太陽系星雲ではメルトは10^<-2>気圧以下では, 安定に存在し得ないことが示された.

今年，我们专注于岩浆的物理特性，岩浆储层中的岩浆和燃烧路径的动力学，岛弧中岩浆的起源以及上层地幔中岩浆和液体等材料的转移。我们还开始在原始太阳星云和橄榄石和气体中的橄榄石和辉石凝结中对熔融，气体和固相的稳定区域进行实验。这是以下一些结果。 1。为了理解岩浆的物理特性，我们测量了简单的辉石 - 丙酰丙粉蒸肉系统的熔体的密度，热膨胀和粘度，并检查了组成依赖性。结果，据揭示了一个简单的添加剂规则不适合玻璃过渡温度或粘度，并显示了CAMGSL_2O_640和Naalsl_3O_860周围的最小值。 2。已经对大风中岩浆混合的机理进行了理论和实验研究，已经表明，两个具有不同密度的岩浆可以在从底部关闭的大风中一起循环，从而有效混合。条件是两个岩浆的粘度比范围为10^<-3>到10^3，因此可以使用玄武岩岩浆和流纹岩岩浆。 3。为了了解岩浆水库的动态，Okuroyama Kakou Rock是岩浆储层的“化石”，通过更改主要元素，跟踪元素和S同位素进行了详细分析。结果表明，在这个岩浆储层中，不仅是晶体的沉积，而且由于边界层对流沿着墙壁的对流而在下部的低密度流动的上升在分化中起重要作用。 4。我们在实验上证明，含水层的下层地壳材料（如两栖石）的部分融化是可能的原因。换句话说，当两栖石在1000-1060°C下部分熔化时，安山岩熔体发生在水中（〜10％）。在融化下皮的热源中，玄武岩岩浆被认为是玄武岩岩浆的侵入。 5。在MGO-S_1O_2+H_2系统中，MG2SIO_4，MGS_1O_8和S_1O_2的“三重点”以10^<-5>至10^<-6>大气压力存在。另外，在氢的原始太阳星云中，熔体不可能稳定在10^<-2>大气压力以下。