東南極プリンスオラフ海岸の二番東岩の複変成作用の温度・圧力・年代

<p>東南極のプリンスハラルド海岸からプリンスオラフ海岸の約400 kmに渡る沿岸地域の露岩は，角閃岩相～グラニュライト相の変成作用とEdiacaran–Cambrianの変成年代で特徴づけられる「リュツォ・ホルム岩体(LHC)」であると考えられてきた。プリンスオラフ海岸の日の出岬は例外的にTonianの変成年代を示すことが知られており(Shiraishi et al., 1994 J. Geo.; Dunkley et al., 2020 Polar Sci.)，最近Dunkley et al. (2020) によって「日の出ブロック」としてLHCから区別された。さらに日の出岬のすぐ東側のあけぼの岩(Baba et al., 2022 GR)とすぐ西側の二番岩の二番西岩(Kitano et al., 2023 JMPS; Mori et al., 2023 JMPS)からもTonian年代の変成作用が報告されている。従って，Tonian年代の変成岩の分布やLHCとの関係性を再検討する必要がある。我々は二番岩を広域的にかつ詳細に研究する中で，「二番東岩」という二番西岩のすぐ東隣の露岩の泥質片麻岩1試料中から，TonianとEdiacaran–Cambrianの複変成作用を初めて検出し，それぞれのイベントの温度圧力条件について制約した。　本研究に用いた試料はJARE52で採取された泥質片麻岩であり，直径1.5 mm程度の斑状変晶のガーネットを多く含む。ガーネットの主要成分は逆累帯構造を示し，微量成分リンのゾーニングおよび包有物の量と種類に基づき，コアからリムに向かってドメイン1，2，3に分類した。そのため，本試料は，各ドメイン形成時と後退変成作用の4つのステージを記録していると判断した。アルミノ珪酸塩の種類は，ドメイン1と3で藍晶石，ドメイン2とマトリクスで珪線石である。マトリクスにも藍晶石は存在するが斜長石に取り囲まれており，累進変成作用時の残存鉱物と考えられる。リンの特性X線強度は，ドメイン1で小さく，ドメイン2でリムに向かって急激に上昇し，不連続的にドメイン3ではかなり小さい。　EMPモナザイト年代測定は薄片上で実施し，得られた年代は明瞭な2つのピークに分かれ，加重平均で970 Maと577 Maであった。ガーネットのドメイン1と2には分析可能な大きさのモナザイトが多数見られ，これはすべてが古い年代(～970 Ma)を示した。マトリクスに産するモナザイトは多くが若い年代(～577 Ma)のみで構成される粒子であるが，古い年代の周りに成長した若い年代の領域を持つものもあった。ドメイン3ではモナザイトは確認されなかったが，ドメイン3はリンのゾーニングが明らかにドメイン2と不連続であること，マトリクスと接していることから，ドメイン1から2の形成が970 Ma，ドメイン3の形成が577 Maと考えられる。さらに，SHRIMPジルコン年代測定を分離したジルコン粒子に実施し，Th/Uが高くCL像で明るい砕屑性コアからは1112 Ma (n=1)，Th/Uが低く暗い変成マントルからは加重平均で952 Ma，Th/Uが低くやや明るい変成リムからは加重平均で537 Maを得た。これらの変成年代はモナザイト年代と調和的である。　ドメイン1の温度圧力はZr-in-Rt温度計とQz-in-Grtラマン圧力計で650–676 ℃/6.5–8.4 kbarとなった。この温度圧力はシュードセクションでドメイン1の包有物の鉱物組み合わせが現れる温度圧力領域と一致している。ドメイン2の温度圧力は包有物の鉱物組み合わせがシュードセクションに現れる領域から710–790 ℃/5.0–7.3 kbarと決定した。ドメイン3の圧力はQz-in-Grtラマン圧力計で温度は包有物の鉱物組み合わせがシュードセクションに現れる領域で決定し，665–707 ℃/6.8–8.7 kbarであった。各ドメインの推定温度圧力条件は，包有されるアルミノ珪酸塩の安定領域と調和的である。後退変成作用の条件はGrt–Bt温度計とGrt–Sil–Pl–Qz圧力計を用いて654–688 ℃/4.4–5.4 kbarと決定した。SHRIMPによるジルコン中のTi濃度の測定も行い，Ti-in-Zrn温度計の結果は～952 Maは701–813 ℃，～537 Maは702–812 ℃であり，それぞれドメイン1・2とドメイン3に対して求めた温度と調和的である。　以上のことから，二番東岩はTonianとEdiacaran-Cambrianの2度の時期に，ともに藍晶石から珪線石へ変化する昇温変成作用を受けたことがわかった。</p>