講演情報
[T1-P-1]九州中部肥後変成帯に産する高度変成岩のシュードセクション解析による変成温度圧力見積もり
*小林 記之1 (1. 名古屋学院大学)
キーワード：
肥後変成帯、高度変成岩、シュードセクション、ミグマタイト、変成温度圧力経路
九州中部肥後変成帯は、九州中部・臼杵－八代構造線の北側に位置し、東西方向に約25 km、南北方向に約7 kmの東西性の地質構造からなり、帯状に分布している。砂泥質変成岩の鉱物組み合わせにより肥後変成帯は、次のA～Eの5帯に変成分帯されている。A帯：緑泥石-白雲母、B帯：黒雲母-白雲母-紅柱石、C帯：カリ長石-珪線石-黒雲母、D帯：ザクロ石-菫青石-黒雲母、E帯：斜方輝石-ザクロ石-黒雲母 (Nagakawa et al., 1997)。Miyazaki (2004)は低温部から高温部にかけて、Biotite zone、Sillimanite zone、Garnet-cordierite Ⅰ (GCⅠ) zone、Garnet-cordierite Ⅱ (GCⅡ) zoneに再区分している。肥後変成帯の高温部にはミグマタイトが産し、部分溶融が生じていたと考えられている（e.g. Obata et al., 1994; Osanai et al., 1996; Kobayashi et al., 2005）。小林 (2023) は、肥後変成帯に産する高度変成岩を用いて、シュードセクション解析を行い、鉱物共生から、変成温度圧力推定を実施した。
本研究では、さらに熱力学的解析の「シュードセクション法」を用いて、高度変成岩中に含まれるザクロ石の化学組成から、変成温度圧力見積もりを実施した。シュードセクション解析には、Kobayashi et al. (2005)の、肥後変成帯に産する泥質片麻岩の平均全岩化学組成を用いた。また、de Capitani & Petrakakis (2010)のTheriak-Domino softwareを用いて、NCKFMASHTO系のシステムで、1.0 wt% のH2Oを仮定して計算した。シュードセクション解析から、肥後変成帯に産する高度変成岩中のザクロ石の化学組成に関して、pyrope成分：Xprp = Mg/ (Fe+Mg+Ca+Mn)、 grossular成分：Xgrs = Ca/(Fe+Mg+Ca+Mn)を求め、ザクロ石のpyrope成分とgrossular成分のIsoplethを得た。このザクロ石のXprpとXgrs Isoplethを用いて、高温時の変成温度圧力条件の推定を行った。その結果、D帯では、約700-780℃、5-8 kbarが見積もられ、E帯では、約750-850℃、7-10 kbarが見積もられた。この、解析結果と、D帯、E帯の従来の地質学的温度圧力計による変成温度圧力見積もり(e.g. Obata et al., 1994; Osanai et al., 1996) は、ほぼ調和的である。しかし、シュードセクション解析による、E帯を特徴づける斜方輝石(Opx)の出現および珪線石(Sil)、菫青石(Crd)の消失領域は、＞850℃、＞5 kbarの範囲であり(小林, 2023)、本研究のザクロ石の化学組成から見積もった変成温度圧力は、E帯に関してやや低温が見積もられた。これは、高温変成作用を被った際、ザクロ石に元素拡散が生じていたことが考えられる。さらにYoshimura and Obata (1995) は、D帯に産する高度変成岩中のザクロ石から、顕著な組成累帯構造を報告している。このザクロ石のコアの組成を用いて、コア形成時の温度圧力の推定したところ、約300-450℃、7-10 kbarが見積もれた。この結果から、D帯では、ザクロ石のコアは比較的、低温高圧条件下で生成し、その後ザクロ石のリムの約700-780℃、5-8 kbarの高温条件に達した変成温度圧力経路（P-T path）が推測される。
【引用文献】Nagakawa et al. (1997), Journal of the Geological Society of Japan, v. 103, p. 943-952. Miyazaki, K. (2004), Journal of Metamorphic Geology, v. 22 (9), p. 793-809. Obata et al. (1994), Lithos, v. 32, p. 135-147. Osanai et al. (1996), Japan. Tectonics and Metamorphism, SOUBUN Co., Ltd., p. 113-124. Kobayashi et al. (2005), Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, v. 100, p. 1-25. 小林 (2023), 日本地質学会第130年学術大会, T2-P-13. de Capitani & Petrakakis (2010), American Mineralogist 95, 1006-1016. Yoshimura, Y. and Obata, M. (1995), Jour. Japan. Assoc. Mineral. Petrol. Econ. Geol., 90,80-92.
本研究では、さらに熱力学的解析の「シュードセクション法」を用いて、高度変成岩中に含まれるザクロ石の化学組成から、変成温度圧力見積もりを実施した。シュードセクション解析には、Kobayashi et al. (2005)の、肥後変成帯に産する泥質片麻岩の平均全岩化学組成を用いた。また、de Capitani & Petrakakis (2010)のTheriak-Domino softwareを用いて、NCKFMASHTO系のシステムで、1.0 wt% のH2Oを仮定して計算した。シュードセクション解析から、肥後変成帯に産する高度変成岩中のザクロ石の化学組成に関して、pyrope成分：Xprp = Mg/ (Fe+Mg+Ca+Mn)、 grossular成分：Xgrs = Ca/(Fe+Mg+Ca+Mn)を求め、ザクロ石のpyrope成分とgrossular成分のIsoplethを得た。このザクロ石のXprpとXgrs Isoplethを用いて、高温時の変成温度圧力条件の推定を行った。その結果、D帯では、約700-780℃、5-8 kbarが見積もられ、E帯では、約750-850℃、7-10 kbarが見積もられた。この、解析結果と、D帯、E帯の従来の地質学的温度圧力計による変成温度圧力見積もり(e.g. Obata et al., 1994; Osanai et al., 1996) は、ほぼ調和的である。しかし、シュードセクション解析による、E帯を特徴づける斜方輝石(Opx)の出現および珪線石(Sil)、菫青石(Crd)の消失領域は、＞850℃、＞5 kbarの範囲であり(小林, 2023)、本研究のザクロ石の化学組成から見積もった変成温度圧力は、E帯に関してやや低温が見積もられた。これは、高温変成作用を被った際、ザクロ石に元素拡散が生じていたことが考えられる。さらにYoshimura and Obata (1995) は、D帯に産する高度変成岩中のザクロ石から、顕著な組成累帯構造を報告している。このザクロ石のコアの組成を用いて、コア形成時の温度圧力の推定したところ、約300-450℃、7-10 kbarが見積もれた。この結果から、D帯では、ザクロ石のコアは比較的、低温高圧条件下で生成し、その後ザクロ石のリムの約700-780℃、5-8 kbarの高温条件に達した変成温度圧力経路（P-T path）が推測される。
【引用文献】Nagakawa et al. (1997), Journal of the Geological Society of Japan, v. 103, p. 943-952. Miyazaki, K. (2004), Journal of Metamorphic Geology, v. 22 (9), p. 793-809. Obata et al. (1994), Lithos, v. 32, p. 135-147. Osanai et al. (1996), Japan. Tectonics and Metamorphism, SOUBUN Co., Ltd., p. 113-124. Kobayashi et al. (2005), Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, v. 100, p. 1-25. 小林 (2023), 日本地質学会第130年学術大会, T2-P-13. de Capitani & Petrakakis (2010), American Mineralogist 95, 1006-1016. Yoshimura, Y. and Obata, M. (1995), Jour. Japan. Assoc. Mineral. Petrol. Econ. Geol., 90,80-92.