幌満かんらん岩中の輝石スピネルシンプレクタイトの微細構造とその生成過程について

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北海道幌満かんらん岩中の輝石-スピネルシンプレクタイトの組織をディジタル画像処理により鉱物の空間相関を計測することによって定量的に記述することを試みた。シンプレクタイトのモード, 組成は岩石間でほぼ一定であるが, 組織の空間スケール, 鉱物粒子の形状, サイズは様々であり, 構造には大きな多様性が認められる。シンプレクタイトの組成はざくろ石にかんらん石成分が22-24重量%をつけ加わったような形になっており, したがってシンプレクタイトはサブソリダスでざくろ石かかんらん石成分の供給をうけて分解して生じたことで十分に説明できる。空間相関からもとめたスケールパラメータにもとづいて, 以下のようなシンプレクタイト形成過程のモデル, 構造進化のスキームを提案した。ざくろ石はまず単一, 準安定相のAl-Cr輝石に転移する。引き続きこの輝石が不安定化しCa-輝石とCaに乏しい輝石の2相に相分離を始める。この分離はスピーノーダル的におこるので, 両輝石のドメイン構造は時間とともにしだいに大きくなる。この粗大化の様々な段階で輝石中に過剰に溶け込んでいたAl, Cr成分がかんらん石成分と反応してスピネルとして析出してくる。スピネルの核形成は両輝石の結晶粒界に選択的に起こり成長するので, 当初のスピネルはCPX粒子をとりかこむような, 紐状の不規則な形状をとる。このような形状は不安定であるので時間がたつとともに, 粒子の表面積を小さくするように, スピネル粒子は丸みを帯びた形状になって行くと同時にマトリックスの輝石ドメイン構造も大きくなって行くので, スピネルの分布と輝石境界は無関係となってゆく。スピネル出現時の輝石のドメイン構造の変化を考えることにより, シンプレクタイト構造の多様性が説明できる。
日本地質学会の論文
1997-04-24

幌満かんらん岩中の輝石スピネルシンプレクタイトの微細構造とその生成過程について

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