R6：深成岩・火山岩及び サブダクションファクトリー

[R6-02] オマーン掘削プロジェクトで回収されたマントルセクションコア中の苦鉄質脈：背弧拡大の産物か？

*市山 祐司¹、伊藤 久敏²、田村 明弘³、森下 知晃³ (1. 千葉大学、2. 電力中央研究所 、3. 金沢大学)

キーワード：オマーンオフィオライト、オマーン掘削プロジェクト、苦鉄質脈、背弧拡大

マーン掘削プロジェクトで実施されたオマーンオフィオライトのマントルセクションにおける科学掘削によって、連続コアサンプルが高回収率で採取された。3 つの掘削サイト（BA１B、BA3A、BA4A）から回収されたコアサンプルは、主にハルツバージャイト、非調和性ダナイトおよびウェールライトであり、これらを多数の苦鉄質の細脈と岩脈が貫入する。本研究では、これらのマントルセクションから得られたコアサンプルの苦鉄質脈に着目し、オマーンオフィオライトに記録された沈み込み帯進化プロセスの解読を試みる。 苦鉄質脈は、ハルツバージャイトと非調和性ダナイトの両方を貫入し、塑性変形を被っているものや断層に沿って貫入しているものが観察される。非調和性ダナイトに伴うウェールライトは、島弧火山岩に類似したFe³⁺に富み、TiO₂に乏しいクロムスピネルを含んでおり、非調和性ダナイトとウェールライトが島弧火成活動に関連して形成されたことを示唆している。 苦鉄質脈中の単斜輝石と斜長石の組成関係や、単斜輝石の希土類元素 (REE) パターンは、苦鉄質脈が中央海嶺玄武岩 (MORB) に類似したマグマから生成されたことを示す一方で、角閃石を含むことや早期の単斜輝石の結晶化は、苦鉄質脈の親マグマが含水していたことを示唆する。このことは、含有されるクロムスピネルの高Fe³⁺と低TiO₂によっても支持される。苦鉄質脈に含まれるジルコンのU–Pb年代は、火山岩ユニットのV1 および V2溶岩に相当する深成岩相から得られたU–Pb年代（それぞれ95.5–96.4 Maと95.3–95.6 Ma；例えばRioux et al., 2021）よりも若い約 91 Maを示す。ハルツバージャイト中の単斜輝石とCa角閃石のREEパターン変化は、苦鉄質脈からの距離に応じて変化することから、ハルツバージャイトは苦鉄質脈を形成したマグマの浸透によって局所的な化学的改変を与えられたと考えられる。かんらん岩と苦鉄質脈中のCa 角閃石は、流体移動元素に顕著に富むことはなく、Ca 角閃石を形成した流体がスラブ由来の流体ではなく、拡大環境での熱水活動に関連する流体によって形成されたことが考えられる。地質学的産状とジルコンU–Pb年代データは苦鉄質脈が、V1 および V2溶岩の形成の後に貫入したことを示している。苦鉄質脈の岩石学的性質は、苦鉄質脈を形成したマグマが含水MORBマントルに由来することを示している。苦鉄質脈の形成は、沈み込み帯上での拡大環境、すなわち背弧拡大を通じて生産されたマグマによってもたらされたと考えられる。