プルトンの定置
マグマの母岩への収容

プルトンの定置方法とは、マグマが母岩に収容され、最終的にプルトンが形成される過程を指します。プルトンの定置方法はまだ完全には解明されていませんが、様々なプルトン定置メカニズムが提唱されています。ストーピング、ダイアピリズム、バルーニングが広く受け入れられているメカニズムです。現在、プルトンが段階的に定置されたことを示す証拠が存在します。

ストーピング

マグマの垂直移動は重力によって駆動されます。ストーピングは、壁岩の物質塊がプルトンを通って下方に移動する時に発生します。[1] [2]ストーピングは、様々なテクトニックな状況において重要な定置メカニズムであり、プルトンの不整合な接触を説明するために広く用いられてきました。[2]ストーピングの最も一般的な特徴は、プルトンと壁岩の間の鋭く不整合な接触と、壁岩の延性変形の欠如です。ストーピングの他の特徴としては、プルトン内の捕獲岩の存在、捕獲岩の回転の証拠、マグマ汚染の地球化学的証拠などがあります。[2]

ストッパーブロック周辺の構造関係

プルトン内の火成鉱物は変形履歴を記録している可能性があります。したがって、プルトンの定置を理解するには、マグマファブリックを理解することが有用です。岩石を用いた実験的研究は、マグマのレオロジーと変形メカニズムの関係を確立するのに役立ってきました。しかし、直面する問題点は、葉理構造と線構造が様々なプロセスによって形成されること、マグマの歪みが母岩から切り離されること、そして特定のプルトン上昇メカニズムにおけるファブリック形成の正確な時期と時期を特定することが困難であることです。 マグマの葉理構造と苦鉄質エンクレーブは、通常、プルトンの接触面に垂直な方向に放射状に増加する歪みと、それに平行な方向に伸張する歪みを示します。

マグマファブリックは、プルトンの定置終期付近でのみ形成されるため、ストッピング過程に関する情報は記録されません。さらに、記録されたマグマファブリックは、ひずみの影響を受ける可能性があります。したがって、マグマファブリックの原因は特定できない可能性があり、せいぜいプルトンの定置メカニズムやマグマ溜まりの内部メカニズムについて推測することしかできません。[3]

設置プロセスとしてのストッピングの問題点

ある体積（V）のマグマ体が、その高さ（H）に等しい距離をストッピングによって上昇するためには、その体積（V）に相当する体積の壁岩がマグマ中を沈み込む必要がある。そのため、ストッピングが重要なマグマ上昇過程であるためには、深成岩体に大量の捕獲岩が含まれていなければならない。ルックアウト・ピーク深成岩、ティネマハ深成岩、そして世界中の多くの深成岩体のような深成岩体底には、捕獲岩が豊富に存在しない。[2]ストッピングが重要な過程であるならば、豊富な捕獲岩が発見されるはずである。

ストッピング理論を提唱したデイリーは、大きな岩塊は沈下速度に二次関数的に依存するため急速に沈下するため、これは効率的なプロセスであると主張した。[2]沈降する岩塊の大きさを考えると、自然の破砕作用によって生成された小さな破片は豊富にあるはずであるが、プルトンの縁では小さな破片が不足しており、これはストッピングとは矛盾している。

ストッピングのもう一つの欠点は、密度の低い地殻岩石の場合、冷却が急速すぎるのに対し、冷却速度が遅すぎることです。また、上昇するプルトンのための空間を作るのに十分な歪みを伴う強制的な横方向の定置を示す証拠もほとんどありません。

段階的な設置

大きく均質なプルトンが、しばしばシルとして、段階的に成長したという証拠が増えている。シート状の貫入岩は世界中で確認できる。証拠は、いくつかのプルトンの縁にある急傾斜のシートが水平に近い状態で敷き詰められ、その後、沈下した床の縁で傾いたことを示している。プルトンは岩脈によって供給され、このプロセスによって成長したと考えられている。これは、シエラネバダ山脈のマクドゥーグルプルトンで明らかである。このプルトンは、組成上、接触面と平行に層状になっており、多数の薄い調和的な母岩のパネルを含んでいる。[4]ストッピングによる上昇は、段階的定置では実現可能性が低くなる。なぜなら、活動マグマ体がプルトンの頂上より下にある場合、ストッピングによってプルトン内の物質が再配置され、全体的な上昇は起こらないからである。古いインクレメントの頂上の位置に到達するには、インクレメントは以前のすべてのインクレメントを通って上昇を停止する必要がある。[2]母岩のレオロジーが重要な役割を果たします。硬い岩石はマグマの上昇を阻止することができます。[5] [6]マグマの定置はパルス状に起こり、休止時間があります。貫入速度が十分に高い場合、異なるパルスが混ざり合い、個々の接触が失われる可能性があります。パルスはバッチ、サブユニット、ユニットにグループ化され、プルトンを形成します。[7] [8]

気球

バルーニングは、ほぼ球形のプルトンからなるマグマ溜まりの原位置膨張を説明するために使用される定置メカニズムです。[9]この提案モデルでは、マグマは熱を失って最外縁が結晶化するまで上昇し、マグマのより高温の尾部は上昇を続け、すでに結晶化した外縁を拡大します。

ダイアピリズム

ダイアピル現象は、高温のマグマの流体塊が、天体に最も近い壁岩の薄い領域を軟化させることによって移動するときに発生します。[10]これは、高温で延性のある岩石を持つマントルと下部地殻に限定されると考えられています。

プルトンが上昇するには、そのための場所を確保する必要があるが、その一般的なメカニズムは不明である。最もよく聞かれる疑問は、プルトンが現在占めている空間を占めていた岩石に何が起こったのか、ということである。上昇するマグマのための場所を確保する現実的な方法として提案されているのは、中央海嶺、横ずれ断層、そして膨張性ジョグ（断層オフセットに沿った張力領域）に見られる横方向伸張帯である。この方法の問題点は、伸張速度が遅すぎて、すべり量が小さすぎるため、伸張速度でマグマが貫入してマグマだまりを形成することができないことである。[11]

参照

参考文献

  1. ^ Daly, Reginald A. (1903). 「火成岩貫入のメカニズム」. American Journal of Science . 15. 号. 88 (88): 269– 298. Bibcode :1903AmJS...15..269D. doi :10.2475/ajs.s4-15.88.269.
  2. ^ abcdef Glazner, A.; Bartley, J. (2006). 「ストッピングは体積的に重要なプルトン定置プロセスか？」GSA紀要. 118 ( 9–10 ): 1185–1195 . Bibcode :2006GSAB..118.1185G. doi :10.1130/b25738.1.
  3. ^ Fowler, T. Kenneth (1997). 「ストープドブロック周辺の構造関係から推定したマグマ組織の形成時期と性質」. Journal of Structural Geology . 19. No. 2. (2): 209– 224. Bibcode :1997JSG....19..209F. doi :10.1016/S0191-8141(96)00058-2.
  4. ^ Glazner, AF; Bartley, J.; Coleman, S. (2004). 「プルトンは小さなマグマ溜まりからの融合によって数百万年かけて形成されたのか？」GSA Today . 14 (4): 114– 121. doi :10.1130/1052-5173(2004)014<0004:APAOMO>2.0.CO;2.
  5. ^ Kavanagh, JL; Menand, T.; Sparks, RSJ (2006). 「層状弾性体におけるシル形成と伝播の実験的研究．地球惑星」. Sci. Lett . 245 : 799– 813. doi :10.1016/j.epsl.2006.03.025.
  6. ^ Leuthold, Julien; Müntener, Othmar; Baumgartner, Lukas; Putlitz, Benita; Ovtcharova, Maria; Schaltegger, Urs (2012). 「時間分解による二峰性ラコリス（パタゴニア、トーレス・デル・パイネ）の構築」. Earth and Planetary Science Letters . 325– 326: 85– 92. Bibcode :2012E&PSL.325...85L. doi :10.1016/j.epsl.2012.01.032.
  7. ^ Saint-Blanquat, M. de; Horsman, E.; Habert, G.; Morgan, SS; Vanderhaeghe, O.; Law, R.; Tikoff, B. (2011). 「マルチスケールのマグマ活動周期、プルトン形成期間、そして大陸弧におけるテクトニズムとプルトン活動の逆説的関係」. Tectonophysics . 500 ( 1– 4): 20– 33. Bibcode :2011Tectp.500...20D. doi :10.1016/j.tecto.2009.12.009.
  8. ^ Leuthold, Julien; Müntener, Othmar; Baumgartner, Lukas; Putlitz, Benita (2014). 「トーレス・デル・パイネ・マフィック・コンプレックス（パタゴニア）におけるマフィック結晶マッシュのリサイクルと編組岩床の貫入に関する岩石学的制約」（PDF） . Journal of Petrology . 55 (5): 917– 949. doi :10.1093/petrology/egu011. hdl : 20.500.11850/103136 .
  9. ^ Vernon, R.; Paterson, S. (1995). 「バルーニングプルトンのバブル崩壊：多重プロセスによって形成されたネスト状ダイアピルへの回帰」. GSA Bulletin . 107 (11): 1356– 1380. Bibcode :1995GSAB..107.1356P. doi :10.1130/0016-7606(1995)107<1356:BTBOBP>2.3.CO;2.
  10. ^ マーシュ、DB 1984、「火成岩ダイアピル、ストーピング、帯状溶融のメカニズムについて」、アメリカ科学誌第282巻、p 808-855
  11. ^ Hanson, RB; Glazner, AF (1995). 「花崗岩類の伸張的定置における熱的要件」.地質学. 23 (3): 213– 216. Bibcode :1995Geo....23..213H. doi :10.1130/0091-7613(1995)023<0213:trfeeo>2.3.co;2.
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