12:30 PM - 2:00 PM
[S3-P-07] Microstructural characteristics of ultramafic rocks in the Tosa Megamullion, the Shikoku Basin.
「発表賞エントリー」
Keywords:Megamullion, Olivine, Back-arc basin, ductile shear deformation
中央海嶺の低速拡大軸や背弧海盆の拡大域にはメガムリオン（または海洋コアコンプレックス）と呼ばれる表面に畝のような凹凸の地形ファブリックを持つドーム状構造が部分的に存在する[1]．メガムリオンからは，下部地殻や上部マントル由来の岩石が延性変形して形成された断層岩が確認され[2]，デタッチメント断層深部延長部の延性剪断帯起源と考えられている[3]．メガムリオンはプレート拡大地域における地球内部のダイナミクスを理解するうえで重要な構造である．日本の南方に広がる背弧海盆，フィリピン海四国海盆においても，複数のメガムリオンが発見されている[4]．近年の研究航海（YK21-06S, YK22-18S, YK23-05S）によって，四国海盆の拡大初期に形成した複数のメガムリオンの詳細が明らかになった．本研究では，それらのメガムリオンの１つである土佐メガムリオンから採取した超苦鉄質岩を対象とし，微細構造解析を行うことで構造発達過程を考察した．
研究試料は，研究航海YK23-05Sで実施された潜水調査船しんかい6500の潜航調査によって土佐メガムリオンから採取された超苦鉄質岩を使用した．岩石試料を面構造に垂直，線構造に平行な面(XZ面)で切断し，研磨して観察した後，研磨薄片を作成した．岩石試料は全て著しい蛇紋岩化作用を受けていたが，部分的にカンラン岩の組織が残されていた．肉眼観察において，強く発達した面構造と直方輝石の残晶からなるポーフィロクラスト状組織が確認された．偏光顕微鏡下で確認された主要構成鉱物は，カンラン石，直方輝石，単斜輝石，斜長石，スピネルであった．ポーフィロクラスト状組織の基質部の大部分は細粒化したカンラン石であり，粒径が2–7 mmの円形の直方輝石の残晶の周辺に非対称に分布する非対称組織が発達していた．また，直方輝石は数cmまで伸長した残晶としても観察され，粒子内にキンクや波動消光などの結晶内歪が見られた．単斜輝石と斜長石は細粒化し，面構造に平行な面で分布していた．カンラン石を多く含む3試料について，走査型電子顕微鏡による後方散乱電子回折（SEM-EBSD）によって分析を行い，結晶方位定向配列（CPO）を測定した．カンラン石については粒径も測定した．カンラン石のCPOは，分析した3試料とも(001)[100]すべりの弱い集中とともに[100]にXZガードルが見られた．また，伸長した直方輝石の残晶のCPOは(100)[001]すべり系であった．カンラン石の粒径は平均で295–339 ㎛であった．
以上の結果より，土佐メガムリオンで採取された超苦鉄質岩の断層岩は，面構造が強く非対称構造を示すポーフィロクラスト状組織をもつことから，延性剪断変形を経験した断層岩であると推定される．また，伸長した直方輝石は大きな歪を受けたことを示唆し，(100)[001]すべり系が発達していたことから1000 ℃程度の温度条件で変形したことを示す[5] ．さらに，カンラン石の[100]のXZガードルは 拡散クリープによる粒界すべりを特徴づけるとの報告があり[6]，本研究の断層岩は粒界すべりに至る大変形を強く示唆する．したがって，土佐メガムリオンの超苦鉄質岩はリソスフェア内の比較的高温（~1000 ℃）条件下で著しく延性剪断変形した後にデタッチメント断層に沿って海底面へ露出し，ドーム状の構造を形成したと解釈される．
[1]Blackman et al. 2009, Geophysical Journal International, 178, 593–613.
[2]Cannat et al. 1991, Tectonophysics, 190, 73–94.
[3]Tucholke et al. 1998, Journal of Geophysical Research, 103, 9857–9866.
[4]Okino et al. 2023, Progress in Earth and Planetary Science, 10, https://doi.org/10.1186/s40645-023-00570-2.
[5]Suhr 1993, Journal of Structural Geology, 15, 1273–1292.
[6]Weeler 2009, Geophysical Journal International, 178, 1723–1732.
研究試料は，研究航海YK23-05Sで実施された潜水調査船しんかい6500の潜航調査によって土佐メガムリオンから採取された超苦鉄質岩を使用した．岩石試料を面構造に垂直，線構造に平行な面(XZ面)で切断し，研磨して観察した後，研磨薄片を作成した．岩石試料は全て著しい蛇紋岩化作用を受けていたが，部分的にカンラン岩の組織が残されていた．肉眼観察において，強く発達した面構造と直方輝石の残晶からなるポーフィロクラスト状組織が確認された．偏光顕微鏡下で確認された主要構成鉱物は，カンラン石，直方輝石，単斜輝石，斜長石，スピネルであった．ポーフィロクラスト状組織の基質部の大部分は細粒化したカンラン石であり，粒径が2–7 mmの円形の直方輝石の残晶の周辺に非対称に分布する非対称組織が発達していた．また，直方輝石は数cmまで伸長した残晶としても観察され，粒子内にキンクや波動消光などの結晶内歪が見られた．単斜輝石と斜長石は細粒化し，面構造に平行な面で分布していた．カンラン石を多く含む3試料について，走査型電子顕微鏡による後方散乱電子回折（SEM-EBSD）によって分析を行い，結晶方位定向配列（CPO）を測定した．カンラン石については粒径も測定した．カンラン石のCPOは，分析した3試料とも(001)[100]すべりの弱い集中とともに[100]にXZガードルが見られた．また，伸長した直方輝石の残晶のCPOは(100)[001]すべり系であった．カンラン石の粒径は平均で295–339 ㎛であった．
以上の結果より，土佐メガムリオンで採取された超苦鉄質岩の断層岩は，面構造が強く非対称構造を示すポーフィロクラスト状組織をもつことから，延性剪断変形を経験した断層岩であると推定される．また，伸長した直方輝石は大きな歪を受けたことを示唆し，(100)[001]すべり系が発達していたことから1000 ℃程度の温度条件で変形したことを示す[5] ．さらに，カンラン石の[100]のXZガードルは 拡散クリープによる粒界すべりを特徴づけるとの報告があり[6]，本研究の断層岩は粒界すべりに至る大変形を強く示唆する．したがって，土佐メガムリオンの超苦鉄質岩はリソスフェア内の比較的高温（~1000 ℃）条件下で著しく延性剪断変形した後にデタッチメント断層に沿って海底面へ露出し，ドーム状の構造を形成したと解釈される．
[1]Blackman et al. 2009, Geophysical Journal International, 178, 593–613.
[2]Cannat et al. 1991, Tectonophysics, 190, 73–94.
[3]Tucholke et al. 1998, Journal of Geophysical Research, 103, 9857–9866.
[4]Okino et al. 2023, Progress in Earth and Planetary Science, 10, https://doi.org/10.1186/s40645-023-00570-2.
[5]Suhr 1993, Journal of Structural Geology, 15, 1273–1292.
[6]Weeler 2009, Geophysical Journal International, 178, 1723–1732.