[S-CG53] 岩石・鉱物・資源

[SCG53-P07] 秋田県男鹿半島・潮瀬崎ドレライト岩床の冷却速度と磁鉄鉱の結晶形態との関係

*星出 隆志¹、久家 誠大¹、青山 結乃¹ (1.秋田大学国際資源学部)

キーワード：磁鉄鉱、樹枝状晶、二次アーム間隔、ドレライト

マグマの冷却速度は，マグマ溜まり内部で起こる物質移動（元素拡散や，ガスや結晶の浮上・沈降）の時間スケールに影響する重要なパラメータである。マグマから晶出する鉱物の形態は、冷却速度と相関することが知られている。近年では、Holness (2014)により、貫入岩体の斜長石アスペクト比が、マグマの冷却時間と相関することが示され，この関係を用いた冷却速度計が提案されている。
金属学の分野では、合金などの液が凝固する際に生じる樹枝状晶（デンドライト）の側枝（2次アーム）間隔が冷却速度の-0.4乗に比例することが知られている。寅丸・矢巻(1997)は、玄武岩質貫入岩体の樹枝状磁鉄鉱の側枝間隔とマグマの冷却速度の関係を調べ、デンドライトの側枝間隔が母岩との境界からの距離の約1/3–1/2乗に比例して大きくなることを示した。しかしながら、その後は磁鉄鉱の側枝間隔と冷却速度の関係についての研究は行われていない。
そこで今回、男鹿半島南西端に産する潮瀬崎ドレライト岩床（層厚約3.8 m）を対象に、岩体内での斜長石アスペクト比と樹枝状磁鉄鉱の側枝間隔の変化を調べ，マグマの冷却速度との関係を検討した．

潮瀬崎ドレライト岩床は、約33-34Ma（Kano, 2007）の潮瀬の岬砂礫岩に貫入している。貫入年代として21.3±1.1 Maが得られている（Kano, 2007）。同岩床にはリズミックな気泡の層状構造が認められる。同岩床から高さ方向に連続して13試料を採取した。同岩床の急冷周縁相の全岩化学組成はHawaiiteに分類される。
潮瀬崎ドレライト岩床では、斜長石の平均アスペクト比は岩体の両端に向かい単調に増加する。磁鉄鉱の側枝間隔は、母岩との境界からの距離の約1/2乗に比例して大きくなる。Holness(2014)によって得られた玄武岩質岩床の一次元熱伝導冷却の場合の熱伝導方程式の解から、潮瀬崎ドレライト岩床から得られた各サンプルの冷却速度を求めると、樹枝状磁鉄鉱の側枝間隔がマグマの冷却速度の約－0.3乗に比例することがわかった。この結果は合金の場合と類似しており，樹枝状磁鉄鉱がマグマの冷却速度推定に有用であると言える。