R7: Petrology, Mineralogy and Economic geology (Joint Session with Society of Resource Geology)

[R7P-06] Formation of anorthite megacrysts in Oguro lava of Mt. Kayo, Akita Prefecture:
Insights from their inclusions

[Presentation award entry]

*Takeyoshi NISHIWAKI¹, Takuya Echigo¹ (1. Akita Univ. IRS.)

Keywords:Anorthite, Mt Kayo, EPMA, Chemical zoning, Crystal growth

火山岩を構成する斑晶鉱物のうち，粒径が著しく大きく An 成分が高い斜長石（典型的には粒径 1cm 以上かつ An＞90）は灰長石巨晶と呼ばれ、日本列島産火山岩に特徴的な鉱物であることが知られている(Kimata et al. 1995)．灰長石巨晶形成の生成機構として複数の仮説が提案されているが，灰長石巨晶の内部構造や化学ゾーニングを考慮したモデルはない．本研究では，秋田県仙北市荷葉岳火山に産出する灰長石巨晶の鉱物学的特徴を記載し．得られた分析結果に基づき荷葉岳火山に産出する灰長石巨晶の成因を考察する．
　研究試料は荷葉岳の南側に分布する大黒溶岩の下部および上部から採取された玄武岩質火山岩である．偏光顕微鏡観察により，斑晶鉱物は普通輝石と灰長石，石基は自形斜長石からなり，まれに灰長石斑晶が融食して丸くなった普通輝石とかんらん石を包有していることが観察できた．EPMA を用いた観察により，灰長石斑晶には低 An #(50% 程度) な部分と高 An# (86%-93%) な部分があり， (1) 中心部が高 An# で縁辺部は石基斜長石と近い An # を示す正累帯型、(2) 高 An# の中心部から低 An＃ の縁辺部に至るまでに．正累帯と逆累帯を繰り返す波状累帯型，(3) ひとつの斑晶中に複数の高 An 領域が島状に存在し，その間を低 An 斜長石が埋めるように晶出した合体型の 3 型である．大黒溶岩上部に産出する灰長石巨晶では縁辺部に幅100μm程度の波状累帯構造が見られたが，大黒溶岩下部に産出する灰長石巨晶には波状累帯構造は見られなかった．また，EPMAの元素マッピング画像では灰長石斑晶内部のNa･Ca元素濃度に明確な濃淡が見られた． 上記 (3) 合体型斜長石の高An#領域と灰長石巨晶が近い Cps を示したことは，これらの斜長石が似た環境で成長したことを示唆する．
　以上の結果から荷葉岳火山の灰長石巨晶の成因と生成環境を考察する．まず， マグマだまりに新鮮なマグマが複数回注入されると，波状累帯構造を持つ斜長石が生成することが知られている（Shcherbakov et al. 2010）．また，メルト中で周期的な温度変化が起きると結晶が大きく成長することから（Mills and Glazner 2011, 2013），荷葉岳火山のマグマだまりでは，新鮮なマグマが地下深部から複数回注入されることによって，灰長石の成長が促進されたと考えられる．EPMA マッピングの結果より，灰長石巨晶コア部分と (3) 合体型斜長石の高 An# 領域が似た環境で成長したと考えられ，周期的に温度が変化するマグマだまりの中でそのような高An＃結晶が種結晶となることで著しく粗大な結晶が成長したと結論づけた．