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

[R7-P-12] Depleted peridotite and melt reaction as recorded by layered dunite-harzburgite in the Horoman peridotite, Hidaka Metamorphic Belt, Hokkaido, Japan.

「発表賞エントリー」

*Keisuke Kurihara¹, Tatsuhiko Kawamoto¹, Aya Hihara¹, Miki Tasaka¹, Hajime Taniuchi², Takeshi Kuritani³, Akiko Matsumoto³ (1. Shizuoka Univ., 2. AIST, 3. Hokkaido Univ.)

Keywords:peridotite, Horoman, banded dunite-harzburgite, melt-rock reaction, chemical composition

北海道の日高変成帯の最南端に位置する幌満かんらん岩体は、大規模に露出する造山帯かんらん岩体としてよく研究されている。岩体の98%以上を占めるMain Harzburgite-Lherzolite (MHL)は、斜長石レルゾライト・スピネルレルゾライト・ハルツバージャイトによって構成され、層状構造を成す(Niida, 1984, J. Fac. Sci., Hokkaido Univ., Ser. Ⅳ; Takazawa et al., 1999, J. Petrol.)。MHLはMORBに似たSr-Nd同位体比を示すことから、中央海嶺で形成されたマントル岩と推測された(Yoshikawa & Nakamura, 2000, J. Geophys. Res.)。本岩体はその後、島弧のリソスフェアへ転じたと推定されている。島弧環境で形成されたと考えられているかんらん岩類は特定の層準にブロックもしくはレンズ状に分布し、それらはBanded Dunite-Harzburgite(BDH)と呼ばれる(Arai & Takahashi, 1986, Ann. Rep., Inst. Geosci., Univ. Tsukuba; Takahashi, 1991, J. Min. Petr. Econ. Geol., 1992, Nature; 松藤ほか, 2006, 岩石鉱物科学)。BDHとそれに付随するマフィック岩の成因としては、異地性のものを幌満岩体が機械的に取り込んだとする説(Takahashi, 1991; Morishita, 1999, Doctoral thesis, Kanazawa Univ.; 松藤ほか, 2006)と、局所的にスラブ由来流体が流入することによってマントルかんらん岩がフラックス溶融し、その結果として生成したメルトが分離・結晶化したとする説(秋澤ほか, 2021, 地質雑)がある。BDHはダナイト、ハルツバージャイト、直方輝石岩から構成される(Takahashi, 1991, 1992)。カンラン石とスピネルの高いMgとCrの含有量が特徴で、ボニナイトあるいは高Mg安山岩質マグマからの結晶集積岩と考えられる(Takahashi, 1991)。本研究では、幌満川とアポイ岳登山道露頭からBDHかんらん岩の試料を採取し、鉱物組成について先行研究との比較を行ったほか、全岩化学組成を新たに報告する。本岩石と周囲の岩石との関係などを調べることによって、幌満岩体の沈み込み帯での記録を理解したい。
　幌満川露頭では、ダナイトとハルツバージャイトないし直方輝石岩が数cmスケールで互層する。ダナイトと直方輝石岩の両方の層内には、ブーディン構造がみられる伸張したスピネルが含まれる。BDHかんらん岩全体の層厚は不明であるが、採取した高さ約2 mの露頭にマフィック岩は含まれない。カンラン石はFo content = 93~94、スピネルはCr#(=100Cr/(Cr+Al)) = 84~92と高く、マントル列(Arai, 1987, Neues Jahrb. Mineral. Monatsh.) の領域内にプロットされる。カンラン石のNiO含有量はマントル領域(Takahashi et al., 1987, Tech. Rep., Inst. Study Earth’s Int. Okayama Univ., Ser. A)よりやや低い。これらの鉱物組成範囲は先行研究とおおよそ一致する。全岩微量元素濃度は全体的に直方輝石岩でダナイトより高く、軽希土類元素に富むパターンを示す。これに対してアポイ岳登山道露頭は、先行研究によってBDHに分類されているが、ハルツバージャイトの単層で、スピネルの伸長は幌満川地点と比較すると弱い。その層厚は数cm～数10 cmと変化し、上下をタイプⅠマフィック岩に挟まれている(松藤ほか, 2006)。試料は層厚約50 cmほどの、最も厚い部分から採取した。カンラン石はFo content = 90~91、スピネルはCr# = 55~60を示し、先行研究とは大きく異なる。全岩微量元素濃度は幌満川地点よりも重希土類元素に富み、軽希土類元素を同程度含む。これらのような露頭間で異なるBDHのモード組成や化学組成は、マフィック岩との相互作用などの程度の違いによるものと推測される。今回、不動の沢において幌満川やアポイ岳登山道と同じ層準で露出するBDHかんらん岩試料を、新潟大学の高澤栄一博士の案内によって採取することができた。発表では、その試料の分析結果も含めて比較したい。