[S-GC38] 固体地球化学・惑星化学

[SGC38-02] 大西洋中央海嶺、ケーン断裂帯に産する海洋底かんらん岩のオスミウム同位体不均質性

*高橋 廉太郎¹、石川 晃¹、横山 哲也¹、石井 輝秋² (1.東京科学大学、2.静岡大学)

マントルかんらん岩中の¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比は、地球マントルの¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比進化が広くコンドライト的であると仮定して、メルト枯渇の時期を制約するためによく使われる。Re-Os放射壊変系に基づくモデル年代の精度を向上させるためには、地球のマントル中の¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比進化をより良く理解することが重要である。一般に、海洋底かんらん岩は、上部マントルの部分溶融の残渣であると考えられており、海洋底かんらん岩から得られた¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比のデータは、現在のマントルの¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比を制約するために用いられてきた。しかし、これまでの研究で、海洋底かんらん岩の¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比には大きなばらつきがあることが示されており、現在のマントルは古代の溶融イベントで生じた¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比の不均質性を保持していることが示唆されている。
海洋底かんらん岩における¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比の不均質性の起源を調べるために、我々はOcean Drilling Program Leg153において大西洋中央海嶺、ケーン断裂帯のHole920で採取された38個の海洋底かんらん岩の全岩Re-Os同位体分析を行った。¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比の平均値は0.1260±0.0017 (2S.D.) となり、地球全体の海洋底かんらん岩の先行研究で報告された値と同様である。一つの試料では¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比が約0.1200と明らかに低く、これはケーン断裂帯で報告された値で最も低い。しかし、¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比と他の元素の濃度との間には明らかな相関はなく、元素濃度は中央海嶺下の最近の溶融プロセスによって大きく制御されたことを示唆している。ケーン断裂帯の近傍の15°20'断裂帯のデータと比較すると、ケーン断裂帯のかんらん岩は、主要元素（MgO、Al2O3、CaOなど）、不適合微量元素（希土類元素など）、および強親鉄性元素濃度において、よりメルト成分に肥沃である。しかしながら、これら2つの地点のデータは同一の部分溶融のトレンドを持っていないことから、15°20'断裂帯のかんらん岩は、その非放射壊変起源の¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比から推測されるように、異なる地質環境で古代の部分溶融を受けた可能性がある。このことは、大西洋中央海嶺の海洋底かんらん岩の一部は現代の対流マントルに由来しないことを示唆しており、このような岩石のデータは現在のマントル中の¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os比を推定するのに適していない。