桜島火山第四紀溶岩の地球化学及びSr-Nd-Pb同位体組成を用いたマグマ起源の解明(<特集>桜島火山)
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概要
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姶良カルデラの後カルデラ期の桜島火山に産する溶岩,及び,桜島周辺に産する前カルデラ期と単成火山の玄武岩について,主要元素・微量元素,ストロンチウム(Sr)・ネオジム(Nd)・鉛(Pb)同位体組成を測定した.桜島火山の溶岩は斜方輝石,単斜輝石,斜長石(稀にかんらん石)の斑晶を持つ,安山岩及びデイサイトである.微量元素組成から,島弧マグマの典型であるNbの枯渇,Rb・K・Pbの富化が観察され,マントルウェッジに水に富む流体が付加されたことを示す.Zr/Nb比はMORBの比に類似し,また,Sr・Nd・Pb同位体組成はMORB型マントルとフィリピン海プレート上の堆積物の混合曲線付近にプロットされる.これらは,桜島及びその周辺のマグマは,MORB型のマントルが沈み込んだフィリピン海プレート起源の流体の付加を受け部分溶融して生成したことを示す.さらに,Zr/Nb比や同位体組成が,前者はMORBの値から,後者はMORBとフィリピン海プレート上の堆積物との混合曲線から,それぞれ地殻物質の値へ向かう傾向を示すことから,地殻物質がマグマの化学組成に影響を与えた可能性が指摘される.Sr-Nd-Pb同位体組成から,少なくとも二つの地殻物質が桜島のマグマの起源に関与しており,そのうち一つは四万十層群の堆積岩を起源とすると考えられる.主要元素組成はハーカー図において,P_2O_5とTiO_2を除き,直線的な傾向を示す.この事から,P_2O_5濃度をもとに,試料をlow-Pとhigh-Pに区分した.Low-Pとhigh-Pは斜長石の斑晶モード組成に対するSiO_2,P_2O_5,TiO_2濃度,及び,^<87>Sr/^<86>Sr比との間で,それぞれ異なるマグマ混合の関係を示す.また,主要元素と同位体組成の関係から,マグマ混合の両端成分を生成するには,地殻同化と結晶分化作用が同時に進行する過程(AFC)などの過程が必要であることが示された.
- 特定非営利活動法人日本火山学会の論文
- 2013-03-29
著者
-
柴田 知之
京大・地球熱学
-
竹村 恵二
京大理
-
竹村 恵二
京都大学・地球熱学研究施設
-
小林 哲夫
鹿児島大学
-
芳川 雅子
京都大学地球熱学研究施設
-
竹村 恵二
京大・地鉱
-
竹村 恵二
京都大学理学研究科
-
柴田 知之
Beppu Geothermal Research Laboratory, Institute for Geothermal Sciences, Kyoto University
-
鈴木 淳
Beppu Geothermal Research Laboratory, Institute for Geothermal Sciences, Kyoto University
-
芳川 雅子
Beppu Geothermal Research Laboratory, Institute for Geothermal Sciences, Kyoto University
-
小林 哲夫
Graduate School of Science and Engineering, Kagoshima University
-
味喜 大介
Sakurajima Volcano Research Center, Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University
-
竹村 恵二
Beppu Geothermal Research Laboratory, Institute for Geothermal Sciences, Kyoto University
-
小林 哲夫
Graduate School of Science and Technology, Kagoshima University
-
味喜 大介
京大・防
-
芳川 雅子
京大理
-
竹村 恵二
京大・理
-
小林 哲夫
鹿児島大
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