Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

超高圧変成岩 / マイクロダイヤモンド / 深部沈み込み / 炭酸塩岩 / ドロマイト / Intraslab UHP Metasomatism / 流体 / UHP metamorphism / diamond / C isotope / carbonate / coesite exsolution / dolomite / aqueous fluid / intraslab UHP metasomatism

大陸衝突に伴う陸源物質の深部沈み込みにおいて、物質内でH2O流体の循環が起こっていることを示す実証データを多く蓄積した。その結果から、沈み込み物質内で交代変成作用が起きていることが確実となり、それを説明するモデルとしてIntraslab UHP Metasomatismを提唱した。深部に沈み込んだケイ酸塩岩からH20流体が放出され、沈み込み物質内、特に炭酸塩岩中に浸透することにより強い交代変成作用が起こること。また、その過程でダイヤモンドが形成される可能性などを示した。超高圧化で循環するH2O流体には様々な成分の溶解が想定される。TiO2はその一つであり、コクチェタフ超高圧変成岩の例では、ダイヤモンドを含まないdolomitic marble中にTi-clinohumiteが形成されており、このTiの起源は流体中に溶解したTiであることが示された。これも、H2Oの活動度の高さを示しており、高すぎるH2O化活動度下では、炭酸塩岩中でもダイヤモンドの形成が起こらず、炭素はH2O流体に溶解していることが示唆された。この岩石中のdiopsideには最低でも850PPM程度の(OH)基が含有されることがマイクロFTIR測定で明らかになった。このことはこの岩石が超高圧化で、H2O活動度の高い環境で形成されたことを示すデータとなった。このdiopsideは含K-ケイ酸塩離溶相を含まないことが、ダイヤモンドを含む炭酸塩岩と異なる点であり、K2OのH2O流体への"流失"を示している可能性がある。電気石を含む石英長石質岩で、K-電気石を発見した。K-電気石はこれまでに報告の無い種であり、新鉱物として認定される可能性がある。この電気石にはKの多いコアの部分にダイヤモンドが包有される。この電気石も超高圧下での揮発性成分の活動度の高さとそのキャリアーとしてのH2Oの存在を示している。

ダイヤモンド / ドロマイト / ドロマイトマーブル / 流体 / Kokchetav / 超高圧変成岩 / 深部沈み込み / 大陸衝突 / ダイアモンド / チタン石 / 離溶コース石 / コクチェトフ超高圧変成帯

表層炭酸塩岩が大陸衝突に伴いマントルへ深部沈み込みをした例として、世界で最も深いところまで沈み込み地表に上昇してきたとされているカザフ共和国のコクチェタフ超高圧変成帯のマーブルを用いて標記テーマの研究を行い、以下のような成果を得た。
1.ドロマイトマーブル中で多量のマイクロダイヤモンドが生成していること。また、その含有量には試料ごとにきわめて大きな差異があること。ダイヤモンドの最高含有量部分では岩石1トンに換算すると2800カラットとなる。ダイヤモンドを最も多く含有するガーネット粒子の一部に累帯構造を示すものが発見されダイヤモンドの分布との関係が考察された。
2.ドロマイトマーブル中のマイクロダイヤモンドは光学顕微鏡下の詳細な観察から、R,S,Tの3つのタイプに区分された。これらのマイクロダイヤモンドは2つのステージで成長していることが、放射光を用いたマイクロラウエX線回折、レーザーラマン分光、マイクロカソードルミネッセンスなどの実験データから明らかにされた。
3.典型的なマイクロダイヤモンドは"星型"(S-type)をしており、核部と周縁部に区分される。マイクロラウエX線回折により、核部が単結晶であること、また周縁部は透明度の高い半自形結晶で、核部と異なる方位を有することがわかった。またマイクロカソードルミネッセンスのスペクトルとイメージでは明瞭に各部と周縁部の差異が検出された。周縁部で520nm付近のスペクトルが顕著であり、各部はきわめて微弱である。
4.以上の結果を総合し、マイクロダイヤモンドは第2ステージで流体から成長した可能性が高いことが示唆された。ドロマイトマーブル中でのダイヤモンドの形成は流体環境(その化学組成と不均質さ)に密接にかかわっていることが決定的になった。
5.ダイヤモンドの形成プロセスと深部沈み込み炭酸塩岩とその進化プロセスの一端が解明された。