南極の太古代の地殻形成過程の研究

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平成13年度から引き続いて、電子線マイクロプローブを用いた南極ナピア岩体に産する高温変成岩試料のジルコン、モナザイトU-Th-Pb年代測定をおこなった。ザクロ石-斜方輝石岩、含ザクロ石リューコゾーム中のジルコンから約25億年前のジルコン結晶作用の年代を新たに得て、SHRIMP年代測定などから見積もられている24.8億年前というこの地域の超高温変成作用の時期をさらに裏付けるデータを得た。また、堆積岩起源の片麻岩類のジルコン結晶の中心部からは30-27億年前の火成年代を得た。以上から、少なくとも〜27億年前までの火成活動によって形成した砕屑物に由来する堆積岩を含む地層が、24.8億年前に地殻深部(20-30km深)へと運搬されて約1000℃に達するような超高温の変成作用を被ったという熱史が明らかになった。こうした成果は、現在英文国際誌に投稿中である。平成14年5月から11月まで英国エジンバラ大学地質学地球物理学教室に滞在し、Simon Harley教授との共同研究によって南極産変成岩試料を用いた以下の研究をおこなった。1)二次イオン質量分析計(SIMS)を用いて、ナピア岩体に産する超高温リューコゾーム中のジルコン-ザクロ石-モナザイトの希土類元素の分析をおこない、これら3鉱物間の希土類元素分配について検討した。その結果、ジルコン結晶のコアの部分はザクロ石の存在しない環境で成長し、マントル〜リムの部分にかけてはザクロ石と共存しながら成長したことを示した。SHRIMP年代測定との比較から、これらのジルコンの成長は24億8000万年±1000万年以内に起きたと解釈される。2)南極ラウエル層群の高温変成岩類は25億年〜5億年の間に超高温変成作用とその後の等温上昇過程を経て、さらに後に角閃岩相〜グラニュライト相の条件で広範な再結晶作用を被ったという複雑な歴史を持つ。こうした変成岩中での電子線マイクロプローブを用いたモナザイト、燐灰石中の希土類元素、および、燐灰石-黒雲母間のフッ素、塩素の元素分配に関する研究をおこなった。エジンバラ大学滞在中の9月に当地で開催された第18回国際鉱物学会総会において、SHRIMP及び電子線マイクロプローブを用いたジルコン年代測定の結果を口頭発表した。また、エジンバラ大学でのイオンプローブを用いた希土類元素の挙動に関する研究は、12月に東京の国立極地研究所でおこなわれたイオンマイクロプローブに関する研究小集会において口頭発表した。