Presentation Information
[R7P-05]Relationship between compositional heterogeneity and microstructures in omphacite from metasomatic rocks in the Yorii area, Kanto Mountains, Japan
*Tsuyoshi Ando1, Tomoki Segawa1, Tomoki Taguchi2, Yohei Igami3 (1. Waseda Univ. CSE, 2. Waseda Univ. EDU, 3. Kyoto Univ. Sci.)
Keywords:
Fluid–rock interaction,Metasomatism,Omphacite,Compositional heterogeneity,Nanopores
岩石−流体相互作用に伴う交代作用では、鉱物の溶解・再沈殿と元素移動が連動し、微細な非平衡組織や結晶内の組成不均質が形成されることがある。特に反応界面近傍において流体を介して進行する溶解−再沈殿反応は、鉱物内部の孔隙形成や組成不均質を生じる機構として注目されている（Altree-Williams et al., 2015）。長石を対象とした研究では、反応フロントに形成されるナノ孔隙が流体輸送に寄与する可能性も指摘されている（e.g. Plümper et al., 2017）。一方、天然交代岩中の単斜輝石について、ナノ〜サブマイクロメートルスケールで組成不均質と微細組織の関係を検討した例は限られる。関東山地寄居地域の緑色岩メランジュには、ヒスイ輝石−石英岩と超苦鉄質岩類が近接して分布し、ヒスイ輝石−石英岩体の周縁部に限り、不純なヒスイ輝石−オンファス輝石複合粒子を含む交代岩が認められる。先行研究では超苦鉄質岩類が被った蛇紋岩化作用に関連して放出されたCa成分に富む流体が、ヒスイ輝石−石英岩体の周縁部へ局所的に流入し、この複合粒子の形成に関与した可能性が示唆された（瀬川・田口, 2024）。しかし、このような流体流入に伴う再結晶過程が、オンファス輝石内部にどのような組成不均質や微細組織として記録されているかは不透明である。本研究では、寄居地域の交代岩中のオンファス輝石を対象にEPMAおよびSTEM-EDS分析を行い、TEM観察結果と併せて組成不均質と微細組織の関係を検討した。
寄居地域のヒスイ輝石−石英岩体周縁部では、岩体側から外側へ向かって曹長岩化帯、片状藍閃石岩、塊状藍閃石岩が観察される。オンファス輝石は曹長岩化帯と片状藍閃石岩でのみ産出する。曹長岩化帯は曹長石＋ヒスイ輝石＋オンファス輝石からなり、ほぼ純粋なヒスイ輝石コア（Jd91–97）を不純なヒスイ輝石（Jd84–89）＋オンファス輝石からなる微細複合粒子が取り囲む。片状藍閃石岩は藍閃石＋曹長石＋ヒスイ輝石＋オンファス輝石からなり、藍閃石の定向配列が発達する。不純なヒスイ輝石（Jd83–86）とオンファス輝石は微細な複合粒子として産するほか、自形的なヒスイ輝石（Jd91–99）を部分的に置換した組織も認められる。いずれの岩相でも、不純なヒスイ輝石とオンファス輝石は明瞭な組成ギャップを示すほか、オンファス輝石領域にはナノ孔隙がよく発達する。EPMA元素マッピングでは、オンファス輝石領域にNa、Ca、Mg、Feの微細な濃度変化が認められた。STEM-EDS分析でも、オンファス輝石中にナノ〜サブマイクロメートルスケールの組成不均質が確認された。一方、同一複合粒子内のヒスイ輝石領域では、このような組成不均質はほとんど認められない。TEM観察ではオンファス輝石領域にナノ孔隙と逆位相領域が発達することが示されており（Ando et al., 2026）、オンファス輝石の組成不均質はこれらの微細組織と関連する可能性がある。
オンファス輝石中に保存された微細な組成変化とナノ孔隙の発達は、局所的な流体流入に伴う再結晶化が比較的短時間かつ非平衡的に進行したことを示唆する。この解釈は、ヒスイ輝石−石英岩体の主要部では純粋なヒスイ輝石＋石英の鉱物共生がよく保存される一方、周縁部に限って曹長岩化やオンファス輝石形成が認められる産状とも整合的である。オンファス輝石中の組成不均質とナノ孔隙・逆位相領域の対応関係は、交代作用下の反応フロントにおける元素移動と再結晶過程を読み解く有用な手がかりとなることが期待される。
参考文献：
Altree-Williams, A., Pring, A., Ngothai, Y., Brugger, J. (2015) Earth-Science Reviews, 150, 628–651.
Ando, T., Segawa, T., Taguchi, T., Igami, Y. (2026) JpGU-AGU Joint Meeting 2026, SCG68-P07.
Plümper, O., Botan, A., Los, C., Liu, Y., Malthe-Sørenssen, A., Jamtveit, B. (2017) Nature Geoscience, 10, 685–690.
瀬川知希・田口知樹 (2024) 日本地質学会第131年学術大会, T1-P-4.
寄居地域のヒスイ輝石−石英岩体周縁部では、岩体側から外側へ向かって曹長岩化帯、片状藍閃石岩、塊状藍閃石岩が観察される。オンファス輝石は曹長岩化帯と片状藍閃石岩でのみ産出する。曹長岩化帯は曹長石＋ヒスイ輝石＋オンファス輝石からなり、ほぼ純粋なヒスイ輝石コア（Jd91–97）を不純なヒスイ輝石（Jd84–89）＋オンファス輝石からなる微細複合粒子が取り囲む。片状藍閃石岩は藍閃石＋曹長石＋ヒスイ輝石＋オンファス輝石からなり、藍閃石の定向配列が発達する。不純なヒスイ輝石（Jd83–86）とオンファス輝石は微細な複合粒子として産するほか、自形的なヒスイ輝石（Jd91–99）を部分的に置換した組織も認められる。いずれの岩相でも、不純なヒスイ輝石とオンファス輝石は明瞭な組成ギャップを示すほか、オンファス輝石領域にはナノ孔隙がよく発達する。EPMA元素マッピングでは、オンファス輝石領域にNa、Ca、Mg、Feの微細な濃度変化が認められた。STEM-EDS分析でも、オンファス輝石中にナノ〜サブマイクロメートルスケールの組成不均質が確認された。一方、同一複合粒子内のヒスイ輝石領域では、このような組成不均質はほとんど認められない。TEM観察ではオンファス輝石領域にナノ孔隙と逆位相領域が発達することが示されており（Ando et al., 2026）、オンファス輝石の組成不均質はこれらの微細組織と関連する可能性がある。
オンファス輝石中に保存された微細な組成変化とナノ孔隙の発達は、局所的な流体流入に伴う再結晶化が比較的短時間かつ非平衡的に進行したことを示唆する。この解釈は、ヒスイ輝石−石英岩体の主要部では純粋なヒスイ輝石＋石英の鉱物共生がよく保存される一方、周縁部に限って曹長岩化やオンファス輝石形成が認められる産状とも整合的である。オンファス輝石中の組成不均質とナノ孔隙・逆位相領域の対応関係は、交代作用下の反応フロントにおける元素移動と再結晶過程を読み解く有用な手がかりとなることが期待される。
参考文献：
Altree-Williams, A., Pring, A., Ngothai, Y., Brugger, J. (2015) Earth-Science Reviews, 150, 628–651.
Ando, T., Segawa, T., Taguchi, T., Igami, Y. (2026) JpGU-AGU Joint Meeting 2026, SCG68-P07.
Plümper, O., Botan, A., Los, C., Liu, Y., Malthe-Sørenssen, A., Jamtveit, B. (2017) Nature Geoscience, 10, 685–690.
瀬川知希・田口知樹 (2024) 日本地質学会第131年学術大会, T1-P-4.