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[S3-02]Interfacial-energy and Zener-pinning constraints on grain-size evolution and rheology of peridotites
*Miki TASAKA1, Haruya Aida1, Yuto Sato2 (1. Shizuoka University, 2. JAMSTEC)
Keywords:
Peridotite,Dihedral angle,Zener pinning,Grain-size
マントル岩のレオロジーは、温度・応力・水だけでなく、粒径や鉱物相の空間分布にも強く支配される。特に多相系かんらん岩では、輝石などの第二相がかんらん石の粒成長を抑制し、粒径敏感クリープや変形局在化の発達に影響を与える可能性がある。しかし、天然かんらん岩において、粒径がどのような界面エネルギー条件や相配置のもとで制限されているのかは十分に理解されていない。本研究では、一ノ目潟および San Carlos 産かんらん岩捕獲岩と、実験的に焼結したかんらん石–輝石多結晶体を対象に、かんらん石–かんらん石–輝石三重点における二面角と粒径関係を解析した。メルトを含まない一ノ目潟かんらん岩では、かんらん石–かんらん石–斜方輝石の二面角は約100°を中心とする分布を示した。一方、メルトを伴う試料では、かんらん石–かんらん石–単斜輝石三重点に約80°の低角度成分が認められ、これは過去のメルト–岩石反応の影響を反映している可能性がある。San Carlos かんらん岩および実験焼結体では、二面角はおおむね約100°を中心とする分布を示した。さらに、天然試料と実験試料のいずれにおいても、かんらん石粒径、第二相の粒径、第二相の体積分率の関係は Zener pinning の関係式に従い、実験室スケールから地質学的スケールまで一貫した粒径制約が成り立つことが示された。これらの結果は、第二相による粒成長の抑制が、多相系かんらん岩の長期的な粒径進化を支配する重要な過程であることを示す。粒径は、かんらん岩の変形機構と強度を大きく左右する。本研究の結果は、メルト–岩石反応、相混合、動的再結晶が粒径進化を通じてマントルのレオロジーをどのように変化させるのかを考えるうえで重要である。