[S-CG53] 岩石・鉱物・資源

[SCG53-P05] 屋久島花崗岩に含まれる正長石巨晶の特徴と形成環境の推定

*垣内 拓馬¹、下司 信夫² (1.九州大学大学院理学府 地球惑星科学専攻、2.九州大学大学院理学研究院 地球惑星科学部門)

キーワード：花崗岩、正長石巨晶

正長石巨晶は世界各地の花崗岩に見られ，その起源について長年議論されてきた．しかし巨晶の成長過程や形成環境には未解明な点が残っていて，なぜ正長石だけが巨大になったのかという問いに結論は出ていない．
九州南方に位置する屋久島には正長石巨晶（自形性が強く，粒径1～14cm）を含む花崗岩体が存在する．Kawachi and Sato (1978)ではマグマ結晶化の早期から巨晶形成が始まっていたと解釈されているが，巨晶になるまでの過程やその要因については再検討の余地がある．そこで本研究では，屋久島花崗岩に含まれる正長石巨晶の特徴を理解し，その形成環境を推定することを目指した．
本研究では，屋久島の現地調査，薄片観察，鉱物組成分析を行い，正長石巨晶の産状や内部組織，組成的特徴を詳細に調べた．正長石巨晶が花崗岩脈中で配向性を示すことから，マグマの結晶度が低い段階ですでに巨晶が存在していた可能性が示唆された．正長石巨晶内には石英・斜長石・黒雲母結晶が包有されている．特に斜長石の包有結晶はその長軸が正長石巨晶の外形と平行になるような顕著な配向性を示す．これは正長石巨晶に取り込まれる際に斜長石結晶が回転できる程度に，周囲のメルトが豊富な環境であったことを示唆する．正長石巨晶はK濃度がコアからリムにかけて上昇する「逆累帯構造」を示す．また巨晶リムと石基正長石の組成をK濃度について比較すると，ほぼ同等か石基のほうが少し高い．このことから，正長石巨晶がほとんど完成した時期に石基正長石が晶出したと考えられる．一般的にアルカリ長石では結晶化進行とともにK濃度が減少する傾向にあるが，Nekvasil（1992）はH₂Oが少ない環境では結晶化進行に伴いK濃度が増加する可能性を示した．このことから，屋久島花崗岩の正長石巨晶はメルト中のH₂O含量が低い環境で成長した可能性がある．
以上の結果を基に，屋久島花崗岩における結晶化進行モデルを提案する．まず，石英・斜長石・黒雲母結晶が核形成・成長し，その後，正長石結晶が低結晶度のメルト中で核形成した．ここから正長石は周囲の鉱物を取り込みながら急速に成長して巨晶と呼ばれるサイズまで成長した．結晶化の最終段階では石基鉱物が成長して，現在の岩石組織が完成した．