マグマ分化プロセスの時間スケールの定量的解明

岩浆分异过程时间尺度的定量阐明

• 批准号: 17740351
• 负责人: 栗谷 豪
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tohoku University (2007)Kyoto University (2006)Okayama University (2005)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17740351/
• 关键词: マグマ進化; マグマ溜まり; 時間スケール; U-Th放射非平衡; 利尻火山; マグマ溜り

本研究の主目的は、地殻下のマグマ溜り内において、どのような時間スケールでマグマの熱・物質進化が進行するのかについて、定量的な理解を得ることである。その目的達成のため、昨年度まで利尻火山下マグマ溜まりにおける、玄武岩質マグマから安山岩質マグマへの進化の時間スケールを推定し、さらにモデル計算に基づいてマグマの熱進化を時間の関数として表現した。そこで今年度はまず、熱進化の理解の一般性を図るべく、モデル計算の結果の解析を行った。マグマ溜まり内において、熱対流の駆動力は、天井部の固液境界層と主要部マグマ間の熱境界層の温度差であり、その温度差は結晶の過冷却度に対応していると考えられているが、モデル計算で得られた過冷却度と固液境界層の成長速度の関係が、実験で得られているカンラン石の過冷却度と結晶成長速度の関係に比較的近いことが明らかになった。このことから、将来的には結晶の過冷却度と成長速度の関係から、マグマの熱進化をある程度予測できる可能性が示された。本年度はさらに、マグマ溜まり内における、主要部での結晶分化作用(均質分化)と固液境界層由来の分化液が主要部マグマに混入することによって引き起こされる分化作用(境界層分化)との結合作用について考察を行った。その結果、含水量が高いマグマが地下の比較的深部でマグマ溜まりを形成した場合、固液境界層から主要部マグマへのメルトの輸送(境界層分化)が活発になり、さらに主要部マグマのリキダス温度降下を引き起こして結晶化を抑えることによって均質分化を妨げ、その結果、境界層分化がさらに支配的になることが予測された。その一方で、地下の比較的浅部のマグマ溜まり内では、固液境界層から主要部マグマへのメルトの輸送が起こりにくいため、マグマは主に均質分化作用で進化することが明らかになった。

は の main purpose, this study under the earth's crust の マ グ マ sneak inside り に お い て, ど の よ う な time ス ケ ー ル で マ グ マ の hot, material of evolutionary が す る の か に つ い て, quantitative な understand を る こ と で あ る. そ の aim to achieve の た め, yesterday's annual ま で rishiri under the volcano マ グ マ sneak ま り に お け る, basaltic マ グ マ か ら andesite qualitative マ グ マ へ の の time evolution ス ケ ー ル を presumption し, さ ら に モ デ ル computing に base づ い て マ グ マ の thermal evolution を time の masato number と し て performance し た. Youdaoplaceholder0 モデ で で this year まず まず, understanding of thermal evolution <s:1> general を graph るべく, モデ モデ calculation <e:1> results <e:1> analysis を row った. マ グ マ sneak ま り within に お い て, heat flow seaborne の 駆 power は, courtyard department の solid-liquid boundary layer と main department マ グ マ の thermal boundary layer between の temperature difference で あ り, そ の は crystallization temperature difference の overcooling degrees に 応 seaborne し て い る と exam え ら れ て い る が, モ デ ル computing で must ら れ た overcooling degrees と の solid-liquid boundary layer growth の masato が, be 験 で must ら れ て い る The relationship between the degree of undercooling of the stone と and the growth rate of crystallization <s:1> is に. The comparison is close to that of the カ とが とが and the ら are clear. こ の こ と か ら, future に の は crystallization undercooling degree と growth の masato is か ら, マ グ マ の thermal evolution を あ る degree to measure で き が る possibility in さ れ た. This year's は さ ら に, マ グ マ sneak ま り within に お け る, main で の crystallization differentiation (homogeneous) differentiation と solid-liquid fluid boundary layer origin の differentiation が main department マ グ マ に mixed with す る こ と に よ っ て lead き up こ さ れ る differentiation (boundary layer differentiation) と の binding に つ い て line inspection を っ た. そ の results, high water content が い マ グ マ が の is deep underground で マ グ マ sneak ま り を form し た occasions, solid-liquid boundary layer か ら main department マ グ マ へ の メ ル ト の conveyor (boundary layer differentiation) live が 発 に な り, さ ら に main department マ グ マ の リ キ ダ ス temperature lowered を lead き up こ し て crystallization を え suppression る こ と に よ っ て homogeneous differentiation を hinder げ, そ The になる result, the differentiation of the boundary layer がさらに, the になる とが とが とが pretest された. そ で の party, underground の comparison of shallow の マ グ マ sneak ま り within で は, solid-liquid boundary layer か ら main department マ グ マ へ の メ ル ト の conveying が up こ り に く い た め, マ グ マ は main に homogeneous differentiation で す evolution る こ と が Ming ら か に な っ た.

项目成果

玄武岩質マグマ溜まりの熱進化

玄武质岩浆房的热演化

• 发表时间: 2007
• 作者: Kuritani;T.;Yokoyama;T.;Nakamura;E.;栗谷 豪
• 通讯作者: 栗谷 豪

Elemental fractionation in lavas during post-eruptive degassing : Evidence from trachytic lavas, Rishiri Volcano, Japan

• DOI: 10.1016/j.jvolgeores.2005.06.008
• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Volcanology and Geothermal Research
• 影响因子: 2.9
• 作者: T. Kuritani;E. Nakamura

ウラン系列短寿命核種を用いた地殻下におけるマグマ進化の時間スケールの解明-研究の現状と課題-

利用短寿命铀系核素阐明地壳下岩浆演化的时间尺度 - 研究现状与挑战 -

• 发表时间: 2007
• 期刊: 火山 52
• 作者: Ishikawa;A.;Kuritani;T.;Makishima;A.;Nakamura;E.;栗谷 豪
• 通讯作者: 栗谷 豪

Rates of Thermal and Chemical Evolution of Magmas in a Cooling Magma Chamber: a Chronological and Theoretical Study on Basaltic and Andesitic Lavas from Rishiri Volcano, Japan

• DOI: 10.1093/petrology/egm018
• 发表时间: 2007-07
• 期刊: Journal of Petrology
• 影响因子: 3.9
• 作者: T. Kuritani;T. Yokoyama;E. Nakamura

Rates of thermal and chemical evolution of magmas in a cooling magma chamber: a chronological and theoretical study on basalt and andesite lavas from Rishiri Volcano, Japan

冷却岩浆室中岩浆的热演化和化学演化速率：对日本利尻火山玄武岩和安山岩熔岩的年代学和理论研究

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Petrology 48
• 作者: Kuritani;T.;Yokoyama;T.;Nakamura;E.
• 通讯作者: E.