液相の連結度とマグマポケツトの形態

上部マントル内には、マグマが集積しているマグマポケットといわれる領域が存在し、それが火成作用の主要因であるマグマの供給源と考えられている。本研究の目的は、上部マントル内でマグマが発生し、集積・分離する過程を通じての、マグマポケットの役割を明らかにすることであった。そのために、次のようなアプローチが試みられた。1) 部分溶融相中の液の連結度に関する実験的研究上部マントルに対応する圧力・温度条件下で、多種鉱物からなる多結晶集合体中の液相のぬれ角(dihedral angles)を測定した。とくに、Fo-En-An-Abを出発物質とした系において、【H_2】Oに飽和した場合(WET)と【H_2】Oなし(DRY)の場合についてのぬれ角の違いは、輝石が関連するぬれ角に大きな違いが認められた。すなわち、DRYな系で、少くとも二面が輝石に囲まれたEdgeでは液相が安定に存在できないことがわかった。このことは、部分溶融度が小さいようなマグマの発生段階で、【H_2】Oのほとんどないソレアイト質のマグマが、【H_2】Oを含むアルカリ玄武岩に比べて、部分溶融度が高くしかも浅い所まで、上昇してはじめて固液が分離することと調和的である。2) マグマポケット内での液相連結度部分溶融度の小さな、おそらく数%以下の場合、カンラン石と輝石の粒子の配列に支配されて、液のつくるネットワークが、完全に連結するかどうかが決まる。この場合、浸透理論とのアナロジーにより、臨界連結の現象が期待できる。この臨海状態を決定するため、モデル計算によって多種鉱物の相対的粒径と体積比を求めた。

上部マントル内には、マグマが集積しているマグマポケットといわれる領域が存在し、それが火成作用の主要因であるマグマの供給源と考えられている。本研究の目的は、上部マントル内でマグマが発生し、集積・分離する過程を通じての、マグマポケットの役割を明らかにすることであった。そのために、次のようなアプローチが試みられた。1) 部分溶融相中の液の連結度に関する実験的研究上部マントルに対応する圧力・温度条件下で、多種鉱物からなる多結晶集合体中の液相のぬれ角(dihedral angles)を測定した。とくに、Fo-En-An-Abを出発物質とした系において、【H_2】Oに飽和した場合(WET)と【H_2】Oなし(DRY)の場合についてのぬれ角の違いは、輝石が関連するぬれ角に大きな違いが認められた。すなわち、DRYな系で、少くとも二面が輝石に囲まれたEdgeでは液相が安定に存在できないことがわかった。このことは、部分溶融度が小さいようなマグマの発生段階で、【H_2】Oのほとんどないソレアイト質のマグマが、【H_2】Oを含むアルカリ玄武岩に比べて、部分溶融度が高くしかも浅い所まで、上昇してはじめて固液が分離することと調和的である。2) マグマポケット内での液相連結度部分溶融度の小さな、おそらく数%以下の場合、カンラン石と輝石の粒子の配列に支配されて、液のつくるネットワークが、完全に連結するかどうかが決まる。この場合、浸透理論とのアナロジーにより、臨界連結の現象が期待できる。この臨海状態を決定するため、モデル計算によって多種鉱物の相対的粒径と体積比を求めた。