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[SCG62-P03] EBSDおよびCL像解析により推定される石英の粒径減少過程としての破壊
キーワード：石英の変形微細組織、結晶方位解析、流体包有物、チェスボード模様
石英は上部地殻を構成する主要な鉱物であり，その変形特性は，内陸地震の発生領域を含む上部地殻のレオロジーを決定する重要な要因である．地殻レオロジーにおいて，岩石の粒径減少は変形機構の遷移を引き起こし，結果としてレオロジー弱化につながる．石英の粒径減少過程は，一般に動的再結晶によって進行するが，脆性破壊も粒径減少に寄与する可能性が指摘されている[1]．これまで，動的再結晶時の温度に対応した再結晶石英粒子中のチタン含有量を利用し，変形温度を推定する手法が用いられてきた[2]．しかし，粒径減少の過程で破壊作用が寄与していた場合，この方法による変形温度の推定は適用できない可能性があり，適用する際は石英の粒径減少過程を検証することが重要となる．本研究では，弱い塑性変形を受けた石英のカソードルミネッセンス（CL）像において観察されたクラック状の組織を報告し，その成因について議論する．
兵庫県淡路島領家帯の花崗斑岩岩脈類はマイロナイト化していることが知られ，花崗斑岩の石英斑晶は塑性変形を示す[3]．同地域の花崗斑岩中の石英の変形温度は~400-500°Cと推定されている[4]．塑性変形の弱い試料において，石英斑晶は格子状に交差する亜粒界が発達する．石英斑晶内には，ヒールドマイクロクラックに加え，直線性が高く比較的短い線状に連なる流体包有物（包有物セグメント）が観察される．包有物セグメントは格子状の亜粒界に沿って分布する傾向が見られた．また，包有物セグメントの配向方位は斑晶ごとに異なる．CL像の観察では，亜粒界，包有物セグメントは周囲に比べ暗いCL発光を示した．また，一部の包有物のCL像はクラック状の形態を示した．
石英斑晶内部の結晶方位解析を行うため，早稲田大学にて電子線後方散乱回折（EBSD）法による結晶学的方位の分析を行った．それぞれの石英斑晶内における結晶方位の平均を求め，c軸の極点図プロットを行った結果，タイプⅠクロスガードルのパターンを示した．また，斑晶ごとの結晶方位解析の結果，包有物セグメントは石英斑晶の底面(c)とおよそ平行な亜粒界に沿っているものが多く，包有物セグメントの配向は応力方位ではなく石英斑晶の結晶方位に規定されているといえる．
数値解析からは，基質から拡散による水の侵入では観察組織を説明できないと判断された．これらの結果から，石英は亜粒界に沿ってクラックを形成後，癒合していると考えている．
引用文献: [1] Pongrac et al., 2022, JSG; [2] Bestmann et al., 2021 J. Geophys. Res. Solid Earth; [3]加納・高木, 2013, 地質雑; [3] Wang et al., 2024, JSG
兵庫県淡路島領家帯の花崗斑岩岩脈類はマイロナイト化していることが知られ，花崗斑岩の石英斑晶は塑性変形を示す[3]．同地域の花崗斑岩中の石英の変形温度は~400-500°Cと推定されている[4]．塑性変形の弱い試料において，石英斑晶は格子状に交差する亜粒界が発達する．石英斑晶内には，ヒールドマイクロクラックに加え，直線性が高く比較的短い線状に連なる流体包有物（包有物セグメント）が観察される．包有物セグメントは格子状の亜粒界に沿って分布する傾向が見られた．また，包有物セグメントの配向方位は斑晶ごとに異なる．CL像の観察では，亜粒界，包有物セグメントは周囲に比べ暗いCL発光を示した．また，一部の包有物のCL像はクラック状の形態を示した．
石英斑晶内部の結晶方位解析を行うため，早稲田大学にて電子線後方散乱回折（EBSD）法による結晶学的方位の分析を行った．それぞれの石英斑晶内における結晶方位の平均を求め，c軸の極点図プロットを行った結果，タイプⅠクロスガードルのパターンを示した．また，斑晶ごとの結晶方位解析の結果，包有物セグメントは石英斑晶の底面(c)とおよそ平行な亜粒界に沿っているものが多く，包有物セグメントの配向は応力方位ではなく石英斑晶の結晶方位に規定されているといえる．
数値解析からは，基質から拡散による水の侵入では観察組織を説明できないと判断された．これらの結果から，石英は亜粒界に沿ってクラックを形成後，癒合していると考えている．
引用文献: [1] Pongrac et al., 2022, JSG; [2] Bestmann et al., 2021 J. Geophys. Res. Solid Earth; [3]加納・高木, 2013, 地質雑; [3] Wang et al., 2024, JSG