上部マントルおよび地殻下部物質の移動と変化

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先ず上部マントルかんらん岩が部分融解したとき最も液相に濃集しやすいインコンパティブル元素を多く含むアルカリ系列火山岩類を対象とした。試料としては壱岐および北九州産アルカリ系列玄武岩一流紋岩を調べた。アルカリ玄武岩の主成分についてみると、Si【O_2】,【Al_2】【O_3】【Fe_2】【O_3】,FeO,MnO,MgO,CaOと【Na_2】Oの8成分はソレアイトや高アルミ+玄武岩と比較したときそれほど大きな相異は認められない。すなわちこれらの成分は上部マントルかんらん岩の主成分鉱物から部分融解によってもたらされたことを示している。一方、Ti【O_2】,【K_2】O,【H_2】O,【P_2】【O_5】とインコンパティブル微量元素は島弧ソレアイトと比較したとき顕著な違いが認められる。アルカリ玄武岩のインコンパティブル元素の多くはソレアイトのものの5倍程度であるが、特にインコンパティビリティーの高いRb,La,Ce,ThやNbは10倍以上の濃度を示す。これらの特微は上部マントルとマグマにおける物質の移動と変化にいくつかの重要な手がかりを与えている。1)上部マントルのインコンパティブル元素含有量は不均一である。つまり均一な組成のマントル物質の部分融解の程度の差のみによってソレアイト〜アルカリ玄武岩マグマが生成することは殆ど不可能である。2)これらのインコンパティブル元素のSouree mineralsとしてはフロゴパイト,パーガサイト,アパタイト,ジルコン,スフェン等か推定される。3)上部マントルにおいてインコンパティブルな元素も低圧下ではその性格がかなり変化することがある。4)一連の火山岩類について微量成分を正確に定量することにより、それらか生成したテクトニックな場を推定したり、また、それらの成因として、晶出分化作用、マグマの混合作用あるいは同化作用のいづれか効果的であったかを検討することができる。