[S-CG48] 岩石・鉱物・資源

[SCG48-06] パプアニューギニア・モロベ花崗閃緑岩体の細粒苦鉄質包有物から見出された重晶石と自然金

*星出 隆志¹、石川 達貴¹、Bokuik Angela² (1.秋田大学国際資源学部、2.パプアニューギニア鉱物資源局)

キーワード：マグマ混合、斑岩型鉱床、ショショナイト、流体包有物、沈み込み帯

パプアニューギニアmobile beltに分布するモロベ花崗閃緑岩体は，中期中新世に変成岩中に貫入した複合バソリスである．近くにはHidden ValleyやWafi-Golpu等の大規模な斑岩型銅・金鉱床が分布している．同花崗閃緑岩体はA/CNK<1.1かつA/NK>1のI型花崗岩に典型的なメタアルミナスな化学的特徴をもつ．また，同岩体の高い全岩Mg-numberは，同岩体を形成したマグマが下部苦鉄質地殻の部分融解起源であることを示唆する．
本岩体には，楕円体状の細粒苦鉄質包有岩(microgranular mafic enclave; 以下MME)が含まれている．MMEは，自形の普通角閃石，黒雲母，斜長石，他形のカリ長石からなり，少量の石英，不透明鉱物(磁鉄鉱，硫化鉱物)，燐灰石，チタナイトを含む．カリ長石は自形の普通角閃石，黒雲母，斜長石を多数包有し，ポイキリティック組織を呈する．斜長石は正累帯構造を呈し，コアのAn値は61-70程度と周囲の花崗閃緑岩の斜長石コア(An_37-48)よりも高い．同MMEの全岩化学組成は，KやBaに富みショショナイト質である．
MMEの普通角閃石や黒雲母には，しばしば重晶石(BaSO₄)が包有されている．普通角閃石中の流体包有物の娘結晶として生じる重晶石はSrに富み，塩素を含む緑泥石を伴う．重晶石は，マグマから晶出した鉱物を置換して産することもあり，その場合赤鉄鉱等の酸化鉄(及び水酸化鉄)や黄鉄鉱を伴う．また，普通角閃石や斜長石中に生じたクラックや空隙内には，Auを81-83%， Agを17-19%含む自然金が生じていた．約3 cm²の領域のMME内に，粒径1-2 µmの自然金粒子が18粒子見つかっている．
MMEとその周囲の花崗閃緑岩中の普通角閃石に対し，Ridolfi (2021)の角閃石温度圧力計を適用した．普通角閃石リムの温度圧力は，MMEとその母岩の花崗閃緑岩ともに780-820 ℃かつ110-150 MPa(= 4-6 km)の範囲に集中する．これは花崗閃緑岩体の定置深度と考えられる．一方普通角閃石コアは，MMEとその母岩のいずれにおいてもリムと温度圧力範囲が重複しているが，MMEの普通角閃石コアの一部で840-890 ℃，200-400 MPa(= 8-16 km)の高い温度圧力を示す．この結果と，MMEの露頭での産状および岩石組織を考慮すると，MMEは花崗閃緑岩体の定置深度よりも深いところからもたらされたマグマの結晶化物と考えられる．
重晶石の娘結晶を含む流体包有物の存在は，MMEをつくったマグマはH₂O，S，Ba，Srに富んでいたことを示唆する．MMEをつくったマグマから分離したBaを含む流体が，同マグマから晶出した黄鉄鉱を酸化し，重晶石や鉄酸化物に置換したと考えられる．MME中に分布する自然金は，この置換反応によって分解された黄鉄鉱から放出された可能性がある．モロベ花崗閃緑岩体に見られるMMEは，周辺の斑岩型鉱床に含まれる金の起源となったマグマの先駆的活動の産物であるかもしれない．