大陸地殻形成におけるマントル由来未分化マグマの役割 : 日高火成活動帯の例  [in Japanese] Role of mantle-derived primitive magma for generation of continental crust : Inferences from the Hidaka magmatic belt, central Hokkaido  [in Japanese]

日高火成活動帯では古第三紀の苦鉄質深成岩体が白亜紀後期から古第三紀初期の付加体の中に貫入している。日高山脈には苦鉄質深成岩類・高温型の変成岩類・アナテクサイトからなる日高火成活動帯の地殻断面が露出している。この地殻断面から2つの性質の異なったマントル由来未分化マグマ, Nタイプ中央海嶺玄武岩(N-MORB)質と高Mg安山岩(HMA)質, が見いだされた。N-MORBとHMAの組み合わせは海嶺と海溝の衝突モデルによって説明することができる。すなわちNMORBはクラー太平洋拡大軸にそって上昇するアセノスフェア(レルゾライト質, ε_<Sr>-27. 79, ε_<Nd>-+10. 71)に由来し, HMAは海嶺沈み込みによってもたらされた熱異常によって上盤プレートのくさび状マントル(ハルツバーガイト質, ε_<Sr>=+2.17, ε_<Nd>=+2.84)から発生した。マントル由来未分化マグマの付加体底部への透入によってグラニュライト相に達する高温型変成作用とアナテクシスが発生し, 珪長質の変成岩類とカルタアルカリ質のマグマが形成された。マントル由来未分化マグマの地殻内での分化作用は付加体構成物の同化作用を伴った。マントル由来マグマとアナテクシスによる地殻由来メルトとの混合もまたカルクアルカナ質の火成岩類をもたらした。すなわち, 以上のようなプロセスの複合によって未成熟大陸地殻が前弧域で形成される。付加体と衝突する海洋底拡大軸の火成作用と変成作用は, 玄武岩組成の海洋地殻が形成される通常の中央海嶺でのそれらとは著しく異なる。これら2つのセッティングの比較から, 大陸地殻の形成にとって厚い堆積岩類が本質的に重要な役割を果たしていることが示される。海嶺の沈み込みは始生代の大陸地殻の成長にとって重要な事件であったであろう。日高火成活動帯で観察されたマントル由来マグマの迸入によって誘発される地殻内マグマプロセスは火成弧深部のそれのアナログである。

In the Hidaka magmatic belt of central Hokkaido, Paleogene mafic plutons have intruded a late Cretaceous to early Paleogene accretionary prism. Crustal section of the Hidaka magmatic belt, consisting of the mafic plutonic rocks and high-temperature metamorphic rocks and anatexites, is exposed in the Hidaka Mountains. Two distinctive mantle-derived primitive magmas, normal mid-ocean ridge basalt (N-MORB) and high-Mg andesite (HMA) affinities, are recognized from the crustal section. The association of N-MORB and HMA can be explained by a ridge-trench collision mode I; N-MORB was originated from upwelling asthenospheric mantle (lherzolitic, ε_<Sr>=-27.79, ε_<Nd>=+10.70) along the Kula-Pacific spreading ridge and HMA was generated in the mantle wedge (harzburgitic, ε_<Sr>=+2. 17, ε_<Nd>=+2.84) of the overriding plate due to thermal anomaly induced by ridge subduction. Intrusion of the mantle-derived magmas into the base of the accretionary prism resulted in high-temperature metamorphism up to granulite facies and anatexis to form felsic metamorphic rocks and calc-alkaline anatectic melts. Intracrustal evolution of the mantle-derived magmas was accompanied by assimilation of the accretionary prism. Mixing and/or hybridization of the mantle-derived magmas and crust-derived anatectic melts also formed calc-alkaline rocks. Thus, juvenile continental crust is formed in forearc settings through these integrated processes. Magmatic and metamorphic processes when a spreading ridge interacts with an accretionary prism are extremely different from those at normal mid-ocean ridges, where ocean ic crust of basaltic composition is formed. Comparison between these two settings suggests that thick sequence of sedimentary rocks plays an important role for the generation of continental crust. Ridge subduction may have been one of the most important events in Archean crustal growth. Intracrustal magmatic processes induced by the intrusion of mantle-derived magmas observed in the Hidaka magmatic belt are analogues for those in deeper part of magmatic arcs.