T7[Topic] From magma source and magma plumbing system to volcano formation and hydrothermal alteration

[T7-P-39] Geochemical Discontinuity in Basaltic Lava Flows from the Spreading Axis of the Afar Depression, Ethiopia

*Shin-ichi KAGASHIMA¹, Kirika KITAGAWA², Rikako NOHARA³, Akira OGATA¹, Naoto ISHIKAWA⁴, Ryokei YOSHIMURA⁵, Nobutatsu MOCHIZUKI⁶, Masakazu FUJII⁷, Tesfaye Kidane Birke⁸, Ameha Atnaf Muluneh⁹, Balemwal Atnafu⁹ (1. Yamagata Univ., 2. Zao Geopark, 3. Niigata Univ., 4. Toyama Univ., 5. Kyoto Univ., 6. Kumamoto Univ., 7. NIPR, 8. Wayne State Univ., 9. Addis Ababa Univ.)

Keywords:

Afar Depression,Tendaho graben,Spreading Axis,OIB,N-MORB

　エチオピア北東部のアファール凹地は，アラビア・ヌビア・ソマリアの3つのプレートが拡大する拡大三重会合点であり，現在，大陸リフトから中央海嶺への移行段階にあると考えられている．プレート拡大軸域が陸上に露出していることから，海洋底拡大および磁気異常の獲得形成過程を直接観察・観測できる場として，各国の研究者らによる研究が進められている．本研究グループは，アファール凹地中央部に位置するDabbahu Riftからその南東部のTendaho Graben（以下TG）にかけて，調査を行っている．この地域の玄武岩溶岩は時代毎に区分され，中央の低地部には1.1−0.6 MaのGulf Basaltと0.6 Maより若いRecent Basaltが分布する．Recentの中にはさらに0.03 Ma程度の非常に若い玄武岩溶岩も存在する．これらの東西両側の高台には，4−1.1 MaのStratoid Basaltが広く分布する．このようにTendaho Grabenは，約1 Ma以降に形成された現在の火山軸域に属し，Recent Basaltはその活動に伴って噴出した玄武岩溶岩からなる（Stab et al., 2015）．北川ほか（2019）では，2016〜2017年に採取した49試料のうち46試料について全岩化学分析を行い，活動年代によって異なるマグマソースから形成され，より浅所での分化プロセスの違いやマグマ混合により様々な特徴をもつと報告した．本研究では，2018〜2019年に採取した44試料のうち41試料について全岩化学分析を行い，北川ほか（2019）と合わせて解析試料数は87試料となった．活動年代区分（Stratoid, Gulf, Recent, Young）および全岩化学組成の特徴によって，いくつかのグループに分けた．各グループを代表する25試料を選定し，REE分析，Sr, Nd同位体分析を行った．新たなデータを含めて再検討した結果，TGに分布する玄武岩溶岩の大部分はOIB様の地球化学的特徴を示し，特にK₂Oに富むグループは，活動年代にかかわらずより希土類元素に富む傾向が認められた．一方，Recent Basaltの限られた1地点にのみN-MORB様の地球化学的特徴を示す玄武岩が存在することが明らかとなった． N-MORB様玄武岩が認められた溶岩流の空間的広がりを検証するため，2025年に追加調査を実施した．サンプリング地点は，数値標高モデル（ALOS DEM）から作成した地形起伏指数（Terrain Ruggedness Index; TRI）マップを参考に選定し，N-MORB様玄武岩が認められた溶岩流と同一地形面に相当すると判断される溶岩流を優先するとともに，その直上位および直下位の溶岩流からも試料を採取した．その結果，新たに採取した試料のうち，同一地形面ではN-MORB様組成が得られ，同一地形面では無いと思われる溶岩流ではOIB様組成を示した．特にOIB様玄武岩とN-MORB様玄武岩の間を埋める中間的な地球化学組成を示す試料は認められず，両者の間には地球化学的不連続性が認められる．Tortelli et al.（2026）は，海洋化が最も進んでいる北アファール地域に向かってOIB様のプルームの寄与が増加すると提唱している．しかし，N-MORB様玄武岩が単に局所的・一時的な異常成分であるのか，あるいは若い玄武岩がOIB様組成へ回帰した結果なのかについては，現時点では判断できない．本研究においては， N-MORB様玄武岩はTG内でも空間的に限定され，特定の溶岩流にのみ産する可能性が高い．本発表では，本拡大軸域における玄武岩溶岩の地球化学的不連続性について示し，その成因について議論する．

引用文献
北川ほか（2019）エチオピア・アファール凹地，プレート拡大軸域に産する玄武岩質溶岩の年代に伴う組成変化，日本地質学会第126年学術大会（山口）講演要旨
Stab et al. (2015) Modes of rifting in magma-rich settings: Tectono-magmatic evolution of Central Afar. Tectonics, 10.1002/2015TC003893
Tortelli et al. (2026) Cluster analysis reveals increasing plume-like magmatism during progressive rifting in Afar (Ethiopia) , scientific reports, 16, 6843.