Petrogenetic constraints on Mid-Cretaceous TTG/adakite-like magmatism in the northern Getic basement, South Carpathians (Romania)
本研究は、ゲチック基盤北部における白亜紀中期（111–101 Ma）のトロンデム岩質グラノダイオライト貫入岩の鉱物学的および地球化学的分析を利用して、それらのアダカイト的特徴が、セヴェリン海の閉鎖に伴うマントル由来の下部地殻アンダープレーティングによって引き起こされた、ハイブリッドな下部地殻ソースの部分溶融に起因することを示している。
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地球の地殻を、巨大で多層的なラザニアと考えてみてください。底の方の層は「基盤」であり、何十億年も前に形成された古代の岩石です。一方、上の層はより新しい堆積物です。このラザニアの奥深くでは、熱と圧力が材料を調理し、固体の岩石を溶かしてマグマへと変えることがあります。時として、このマグマは地表に現れて火山として噴出しますが、多くの場合、地下深くでゆっくりと冷え固まり、新しい山々を形成します。地質学者は、元の岩石にどのような材料が入っていたのか、オーブンの温度はどれくらいだったのか、そしてどのような「レシピ」（地質学的プロセス）が今日見られる特定の「風味」を生み出したのかを突き止めようとする探偵のような存在です。彼らが探す特別な風味の一つに、「アダカイト」と呼ばれるものがあります。アダカイトを、非常に特殊で希少なスパイスのブレンドだと考えてください。これは通常、海洋底の岩石が極限の圧力下で十分に深く押し込まれて溶けたとき、あるいはマントルからの熱いマグマが地殻の下から地殻を調理したときにのみ現れます。大陸同士が衝突している場所でこのスパイスのブレンドを見つけることは、吹雪の中でトロピカルフルーツを見つけるようなものであり、それは地球がどのように動き、変化したかという驚くべき物語を伝えてくれます。
この論文は、ルーマニアの南カルパティア山脈、特にゲティク基盤と呼ばれる地域における地質学的な謎を調査しています。長い間、地質学者は、約1億年前の中生代白亜紀に、ここには300を超える岩石貫入岩（地下のシルやダイクのようなもの）の巨大な群れが現れたことを知っていました。これらの岩石は主にトロンデムジャイトや花崗閃緑岩であり、少し不可解なものでした。それらはTTG（トーナル岩・トロンデムジャイト・花崗閃緑岩）またはアダカイトとして知られる非常に特定の岩石のグループに属しているように見えましたが、これらは通常、非常に特殊な高圧環境で形成されます。著者であるアンカ・ドブレスクは、この謎を解くために出発しました。これらの岩石はどこから来たのか？どのように作られたのか？そして、それらの存在は当時のルーマニアで起きていたテクトニクスのダンスについて何を物語っているのか？
この事件を解決するために、著者は単に拡大鏡で岩石を見たのではありません。彼女はハイテクな「化学的指紋採取」キットを使用しました。彼女は、岩石の主要な成分（主要元素）、微量鉱物、さらにはその中に閉じ込められたジルコンの微小な結晶まで分析しました。ジルコンは「タイムカプセル」のようなもので、溶融に耐え、かつての古代の岩石に関する手がかりを運ぶことができます。これらのジルコン結晶の年代と化学組成、および全岩のストロンチウムやネオジウムの同位体（原子のバリエーション）を測定することで、著者はその岩石が調理された「レシピ」と「キッチン」を再構築することができました。
調査の結果、これらの岩石は衝突帯におけるTTG/アダカイト様マグマの非常に稀な例であることが明らかになりました。化学的な手がかりは、これらが通常の海洋底の溶融によって作られたのではないことを示唆しています。代わりに、証拠は「ハイブリッド」な供給源を指し示しています。シェフが2種類の異なるスープを混ぜ合わせた鍋を想像してみてください。一つは、下部地殻にある水に富んだ暗色の岩石（ガーネット角閃岩やメタ斑れい岩など）を溶かしたもの、そしてもう一つはマントルからの影響を含むものです。著者は、このプロセスが、熱いマントル由来の水分を多く含むマグマが上昇し、地殻の下に沈み込んだ（アンダープレーティングと呼ばれるプロセス）ことから始まったと示唆しています。この熱い下層部は加熱装置として機能し、下部地殻を焼き、地殻の溶融を引き起こしました。この溶融は、地表から27〜49キロメートルの深さに相当する圧力下、および700°Cから878°Cの温度範囲で、地下深くで行われました。
岩石の中の「タイムカプセル」は、過去に関する魅力的な物語を語ってくれました。ジルコンには、マグマ自体よりもはるかに古い、新原生代および古生年代初期（およそ9億9000万年前から4億4000万年前）に遡る結晶が含まれていました。これは、マグマが単に新しい岩石を溶かしたのではなく、何億年もの間そこに鎮座していた古代の基盤岩を「食べて」混合したことを意味します。興味深いことに、グラノディオリト（この岩石群の一種）には、トロンデムジャイトには含まれていなかった、プロテロゾイック（原生代）由来のエキゾチックでさらに古い結晶が含まれており、これは両者のレシピにわずかな違いがあることを示唆しています。
本論文は、いくつかの一般的な説を否定しています。化学的な「風味」が一致せず、海水による汚染の兆候もなかったため、これらが沈み込む海洋スラブの溶融から形成されたという説（アダカイトが形成される通常の方法）には反対しています。また、単一のマグマの塊が冷却・結晶化しただけでは、これらの岩石の混合を説明できないことも示唆しています。その代わりに、これらは下部地殻の部分的な溶融から形成された可能性が高いのです。ホルンブレンドやエピドートといった特定の鉱物の存在と、他の特定の鉱物の欠如は、溶融プロセスにおいて水が触媒として機能し、融点を下げる役割を果たしたことを示しています。
研究が描き出した最終的な図は、ダイナミックで変化し続ける地球の姿です。約1億1100万年前から1億100万年前にかけて、セヴェリン海が閉鎖し、モエシアとダキアの陸塊が衝突する中で、テクトニクスプレートは複雑な横ずれ（トランスフォーム）運動を行っていました。この動きが地殻に亀裂や剪断帯を作り出しました。熱いマントルマグマがこれらの亀裂に押し入り、地殻の下に沈み込み（アンダープレーティング）、地殻を溶かすための熱と水を提供しました。この溶融がTTG/アダカイト様のマグマを生み出し、それが亀裂を通って急速に上昇し、今日見られる300以上の貫入岩を形成しました。その後、これらの岩石は構造的な隆起によって押し上げられ、この古代の高圧キッチンを世界に露呈させたのです。本研究は、このユニークな地質学的イベントが、セヴェリン海を閉鎖した急速な収束と浅い沈み込みの結果であり、これら希少な岩石を調理するための熱、圧力、そして水の「完璧な嵐」を作り出したものであると結論付けています。
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