[SCG52-P09] 愛媛県中島にみられる瀬戸内火山岩岩脈貫入境界部の岩石学的検討
キーワード:瀬戸内火山岩類、愛媛県中島
1.はじめに
瀬戸内火山岩類は中新世に活動した高Mg安山岩(HMA)の産出で特徴づけられる火山岩類であ
り、松山周辺では高縄半島から防予諸島にかけて広く分布する。防予諸島の一島である中島に
は、領家変成岩類貫入する領家花崗岩類や、それらに岩頸・岩脈状の瀬戸内火山岩類が貫入す
る産状が多数認められる。本研究では中島南西部で観察された、火山岩類と母岩の花崗岩類と
の貫入境界部で両者が混在する特徴的な産状に着目し、詳細な岩石記載と全岩化学分析により
その形成過程を検討した。
2.研究手法
野外調査により産状観察、試料採集を行った。貫入境界からの距離に応じた火山岩類の組成変
化を検討するため、境界から28mの範囲で火山岩類の詳細な試料採集を行った。室内実験とし
て、薄片作成・偏光顕微鏡観察による岩石記載、SEM-EDS分析、XRFを用いた全岩主要・微量
元素組成分析を行った。
3. 結果・考察
観察した露頭の火山岩類はその多くがHMA組成を持つ。野外観察から、火山岩類は貫入境界付
近の花崗岩岩片を多く含む混在部(0〜1m)、花崗岩由来の鉱物片が点在する均質部
(1〜10m)、安山岩角礫や花崗岩角礫を多数含む角礫部(10m以降)へと漸移する。当露頭に
おける火山岩類の全岩化学組成の距離に対する変化を検討した。火山岩類のSiO2含有量は貫入
境界近傍において急激に上昇するなど、多くの元素について母岩の花崗岩との混合が示唆され
る組成変化を示す。しかしながら、火山岩類のAl2O3含有量に関しては境界部近傍において急激
に上昇し、火山岩類より低いAl2O3含有量を持つ母岩の花崗岩類との混合では説明できない。ま
た、火山岩類に含まれる花崗岩ゼノリスには、パイロ変成作用に伴う部分溶融により形成され
たと解釈されるガラスが鉱物粒間にしばしば認められるが、SEM-EDS分析により得られたガラ
スのAl2O3含有量も火山岩類のAl2O3含有量より低い。したがって、もしマグマ貫入時に母岩由来
部分溶融メルトの選択的混合が起きたとしても、貫入境界付近の高いAl2O3含有量を説明するこ
とができない。
一方、HMA組成をもつ均質部の岩相は、顕微鏡下では花崗岩由来の長石・石英片の他に、かん
らん石と単斜輝石の斑晶が多く認められる。貫入境界付近(混在部)から花崗岩片を取り除い
た火山岩試料が、急冷により貫入時のマグマ組成を保持したものと仮定し、マスバランス計算
により花崗岩由来の長石・石英の混入と、マグマ由来のかんらん石・単斜輝石の濃集により均
質部の全岩化学組成が再現可能かどうか検討した。その結果、均質部の全岩化学組成は、平均
して斜長石6%・石英1%の混入と、かんらん石7%・単斜輝石5%の濃集により説明できること
がわかった。
瀬戸内火山岩類は中新世に活動した高Mg安山岩(HMA)の産出で特徴づけられる火山岩類であ
り、松山周辺では高縄半島から防予諸島にかけて広く分布する。防予諸島の一島である中島に
は、領家変成岩類貫入する領家花崗岩類や、それらに岩頸・岩脈状の瀬戸内火山岩類が貫入す
る産状が多数認められる。本研究では中島南西部で観察された、火山岩類と母岩の花崗岩類と
の貫入境界部で両者が混在する特徴的な産状に着目し、詳細な岩石記載と全岩化学分析により
その形成過程を検討した。
2.研究手法
野外調査により産状観察、試料採集を行った。貫入境界からの距離に応じた火山岩類の組成変
化を検討するため、境界から28mの範囲で火山岩類の詳細な試料採集を行った。室内実験とし
て、薄片作成・偏光顕微鏡観察による岩石記載、SEM-EDS分析、XRFを用いた全岩主要・微量
元素組成分析を行った。
3. 結果・考察
観察した露頭の火山岩類はその多くがHMA組成を持つ。野外観察から、火山岩類は貫入境界付
近の花崗岩岩片を多く含む混在部(0〜1m)、花崗岩由来の鉱物片が点在する均質部
(1〜10m)、安山岩角礫や花崗岩角礫を多数含む角礫部(10m以降)へと漸移する。当露頭に
おける火山岩類の全岩化学組成の距離に対する変化を検討した。火山岩類のSiO2含有量は貫入
境界近傍において急激に上昇するなど、多くの元素について母岩の花崗岩との混合が示唆され
る組成変化を示す。しかしながら、火山岩類のAl2O3含有量に関しては境界部近傍において急激
に上昇し、火山岩類より低いAl2O3含有量を持つ母岩の花崗岩類との混合では説明できない。ま
た、火山岩類に含まれる花崗岩ゼノリスには、パイロ変成作用に伴う部分溶融により形成され
たと解釈されるガラスが鉱物粒間にしばしば認められるが、SEM-EDS分析により得られたガラ
スのAl2O3含有量も火山岩類のAl2O3含有量より低い。したがって、もしマグマ貫入時に母岩由来
部分溶融メルトの選択的混合が起きたとしても、貫入境界付近の高いAl2O3含有量を説明するこ
とができない。
一方、HMA組成をもつ均質部の岩相は、顕微鏡下では花崗岩由来の長石・石英片の他に、かん
らん石と単斜輝石の斑晶が多く認められる。貫入境界付近(混在部)から花崗岩片を取り除い
た火山岩試料が、急冷により貫入時のマグマ組成を保持したものと仮定し、マスバランス計算
により花崗岩由来の長石・石英の混入と、マグマ由来のかんらん石・単斜輝石の濃集により均
質部の全岩化学組成が再現可能かどうか検討した。その結果、均質部の全岩化学組成は、平均
して斜長石6%・石英1%の混入と、かんらん石7%・単斜輝石5%の濃集により説明できること
がわかった。