第1図 サンプリングサイト
- 密度はガス置換式の密度測定装置(Accupyc 1330; Micrometrics Inc.)で測定した.これには,各ブロックサンプルから小片を粗く砕いたものを用いた.
- 磁化率と自然残留磁化(NRM)はブロックサンプルを直径2.0-2.5cm,高さ2.0-2.5cmの円筒形に成型した試料片を用いた.
磁化率は試料片すべてについて磁化率計(MS-2; Bartington)で測定した.
磁化率対密度(a),磁化率対NRM(b)をプロットしたものを第2図に示した.
(a)
(b)
第2図
- NRMの測定では,試料片に段階交流消磁(AFD)を実施するものと段階熱消磁(ThD)を実施するものに分けた.
さらに,段階交流消磁は,交流消磁装置(夏原技研製)とスピナー磁力計(SMM85;夏原技研)を用いて実施したものと,パススルー型超伝導磁力計(model760; 2G Enterprises)を用いて実施したものがある.前者は0,2.5,7.5,15,20,30,45mTの7段階の測定を行い,後者は0-70mTまで5mTずつ15段階の測定を行った.
代表的な段階交流消磁結果のザイダーベルド図(Zijderveld, 1967)を第3図(a)~(f)に示した.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
第3図 サイトDG1,DG2,NKM1,NKM2,NSP2,NSP3(第7図参照)から得られたサンプルの交流消磁(AFD)結果のザイダーベルド図(Zijderveld, 1967)の例.Ei:水平面投影(●),Zi:鉛直面投影(○),北が下.試料は方位付されていない.(a)DG1,(b)DG2,(c)NKM1,(d)NKM2,(e)NSP2,(f)NSP3
- 段階熱消磁(ThD)はサンプルに応じて変えたものもあるが,基本的に室温(約20℃),100,200,300,350,400,450,500,550,600℃の10段階の測定を行った.
- 残留磁化はスピナー磁力計(SMM85;夏原技研)で測定した.方位をつけずにサンプリングを行っているので,結果に示される磁化方位は相対的なものである.
- 代表的な段階熱消磁結果のザイダーベルド図を第4図(a)~(b)に示した.
(a)
(b)
第4図 サイトNKM1,NSP3(第7図参照)から得られたサンプルの熱消磁(ThD)結果のザイダーベルド図(Zijderveld, 1967).Ei:水平面投影(●),Zi:鉛直面投影(○),北が下.試料は方位付されていない.(a)NKM1,(b)NSP3
- 段階交流消磁の結果から求めたMDF(median destructive field)と,段階熱消磁の結果から磁化強度がNRMの10%になる温度(Tb)を密度,磁化率,NRMと共に第1表にまとめた.
表には測定が不安定だったデータも含めてある.なお,消磁曲線にはVDS(the vector difference sum; Tauxe,1998)を採用した.
第1表の末尾に参考値として,岩石物性値データベース(PROCK; https://gbank.gsj.jp/prock/welcome.html, 2014年3月28日確認)に収録されている花咲岬で得られた粗粒玄武岩の密度,磁化率,NRMを付けた.
パススルー型超伝導磁力計を用いて段階交流消磁を行った試料片を用いて,非履歴性残留磁化(ARM)を着磁したのちに同様の段階交流消磁も行った.
ARMの着磁実験の結果は第5図に,そののちの段階交流消磁を行った磁化強度変化を第6図に示した.
第5図 ARMの着磁実験
第6図 サイトDG1,DG2,NKM1,NKM2,NSP2,NSP3(第1図参照)から得られたサンプルにARMを付加し(第5図),それを交流消磁(AFD)したもの.
5サンプルについてヒステリシスの測定と熱磁気分析を行った.これには0.1-0.2gの試料を取り,振動型磁力計(VSM, BHV-55LH;理研電子)を用いた.熱磁気分析はほぼ真空中で行った.ヒステリシスは熱磁気分析を行う前と後にそれぞれ測定した.
加熱前のヒステリシスパラメーターをDay-Plot(Day,1976;1977)上にプロットしたものを第7図に示した.
第7図 加熱前のサンプルについて,ヒステリシスパラメーターをDay-Plot(Day,1976;1977)上に示したもの.ただし,エリアの境界線はDunlop(2002)による.
Hcr:残留保磁力,Hc:保磁力,Mr:飽和残留磁化,Ms:飽和磁化
そして典型的な磁化温度曲線(Js-T曲線)を第8図(a)~(e)に示した.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
第8図 真空中の熱磁化曲線(Js-T)からキュリー温度を読み取ったもの.(a)DG1, (b)DG2, (c)NKM1, (d)NSP1, (e)NSP3
また,キュリー温度とヒステリシスパラメーターを下の表に示した.
Sample | Tc(℃) | Hc(mT)before | Hcr(mT) | Mr(Am2/kg) | Ms(Am2/kg) |
Hc(mT)after | Hcr(mT) | Mr(Am2/kg) | Ms(Am2/kg) | ||
NSP3 | 530 | 11.79 | 21.77 | 0.2989 | 2.4344 |
13.98 | 27.11 | 0.3202 | 2.2934 | ||
DG2 | 485 | 12.64 | 26.93 | 0.2546 | 2.0961 |
9.26 | failed | 0.1712 | 1.8127 | ||
NSP1 | 540 | 6.2 | 16.9 | 0.1682 | 3.057 |
11.22 | 29.73 | 0.2587 | 2.7729 | ||
NKM1 | 480 | 3.6 | 13.21 | 0.1287 | 3.7468 |
11.21 | 28.19 | 0.3283 | 2.9361 | ||
DG1 | 500 | 11.21 | 24.36 | 0.2935 | 3.047 |
10.13 | 21.86 | 0.2585 | 2.7397 |
加えて,NSP1とNKM1のサイトから得られた試料片を低温磁化測定装置(MPMS-XL5; Quantum Design)で磁化を測定して頂いた(中井,2007私信).
この低温磁化温度曲線を第9図に示した.
(a)
(b)
第9図 得られた試料片の規格化された磁化と無磁場中の温度曲線ならびにその微分.温度は10°Kより1分間に2°Kずつ上昇させている.(中井,2007私信)
(a) NKM1, (b)NSP1
これらの結果から,根室層群中に小規模に噴出相として産出するアルカリかんらん石粗粒玄武岩は強く安定した磁化を持っていると言える.
そして,熱磁化曲線によるキュリー温度やフェルウェイ点から,磁化を担うのは主としてマグネタイト(あるいはチタノマグネタイト)であろうと考えられる.
ただし,中には第9図(b)に示すようにマグネタイトではない磁性鉱物が磁化を担っている可能性があるものもある.
これは異質なものが噴出していると考えるよりも,地表に現れた後で風化によって変化したものと考える方が妥当であろう.
同じサイトから得られたサンプルの高温磁化曲線(第8図(d))からは,磁化を担うのは主としてマグネタイト(あるいはチタノマグネタイト)であろうと判断できる.
以上のことから,露岩を採集したサンプルであることを勘案しても,密度も磁化率も大きいサイトがあり(第2図(a)),高重力、高磁気異常の原因として根室層群中のアルカリかんらん石粗粒玄武岩は有望である.
Sample | Density (10-3kg/m3) | Susceptibility (SI) | NRM(A/m) | MDF(mT) | Tb(℃) | |
---|---|---|---|---|---|---|
DG-1 | 1 | 2.7220 | 0.04800 | 1.80740 | 8 | NONE |
DG-1 | 2 | 2.7220 | 0.04304 | 0.76760 | NONE | 561 |
DG-1 | 3 | 2.7220 | 0.04330 | 1.02940 | 1.4? | NONE |
DG-2 | 1 | 2.6530 | 0.03600 | 1.43960 | 1.4? | NONE |
DG-2 | 2 | 2.6530 | 0.03417 | 0.97896 | NONE | 553 |
DG-2 | 3 | 2.6530 | 0.03590 | 0.75311 | 8.2 | NONE |
DG-2 | 4 | 2.6530 | 0.03480 | 0.36346 | NONE | 554 |
NSP-1 | 1 | 2.3697 | 0.05930 | 1.20160 | 1.4? | NONE |
NSP-1 | 2 | 2.3697 | 0.05924 | 1.36730 | NONE | 554 |
NSP-1 | 3 | 2.3697 | 0.05860 | 1.21670 | 1.4? | NONE |
NSP-1 | 4 | 2.3697 | 0.05093 | 1.76330 | NONE | 520 |
NSP-2 | 1 | 2.9739 | 0.07680 | NONE | NONE | NONE |
NSP-2 | 2 | 2.9739 | 0.07176 | 0.651280 | NONE | 542 |
NSP-2 | 3 | 2.9739 | 0.07480 | 1.406600 | 4.6 | NONE |
NSP-2 | 4 | 2.9739 | 0.07710 | 1.525600 | NONE | 538 |
NSP-2 | 5 | 2.9739 | 0.07570 | 0.640530 | 1.9? | NONE |
NSP-2 | 6 | 2.9739 | 0.07343 | 0.636410 | NONE | 541 |
NSP-2 | 7 | 2.9739 | 0.07340 | 1.147600 | 4.9 | NONE |
NSP-3 | 1 | 2.6544 | 0.04300 | 1.919900 | 13.6 | NONE |
NSP-3 | 2 | 2.6544 | 0.05286 | 2.144800 | NONE | 535 |
NSP-3 | 3 | 2.6544 | 0.05190 | 2.546400 | 1.5? | NONE |
NSP-3 | 4 | 2.6544 | 0.05020 | 3.381700 | NONE | 479 |
NSP-3 | 5 | 2.6544 | 0.05320 | 1.514700 | 13.4 | NONE |
NSP-3 | 6 | 2.6544 | 0.05101 | 2.688900 | NONE | 505 |
NSP-3 | 7 | 2.6544 | 0.04890 | 1.938200 | 12.6 | NONE |
NKM-1 | 1 | 2.7751 | 0.01510 | 0.761440 | 32.1 | NONE |
NKM-1 | 2 | 2.7751 | 0.01694 | 1.212700 | NONE | 570 |
NKM-1 | 3 | 2.7751 | 0.01820 | 0.738370 | 28.2 | NONE |
NKM-1 | 4 | 2.7751 | 0.01415 | 1.348700 | NONE | 559 |
NKM-1 | 5 | 2.7751 | 0.01480 | 1.369200 | 38.3 | NONE |
NKM-1 | 6 | 2.7751 | 0.00425 | 2.811200 | NONE | 583 |
NKM-1 | 7 | 2.7751 | 0.01094 | 1.553400 | 25.3 | NONE |
NKM-2 | 1 | 2.7320 | 0.06285 | 0.768120 | 35.1 | NONE |
NKM-2 | 2 | 2.7320 | 0.05653 | 0.598310 | NONE | 578 |
NKM-2 | 3 | 2.7320 | 0.06167 | 0.787520 | 28.5 | NONE |
NKM-2 | 4 | 2.7320 | 0.05783 | 0.322380 | NONE | 565 |
NKM-2 | 5 | 2.7320 | 0.06108 | 0.522820 | 28.5 | NONE |
1005-1 | 1 | 2.7104 | 0.06406 | NONE | NONE | NONE |
1005-1 | 2 | 2.7104 | 0.06096 | 15.91 | NONE | 532 |
TBl -1 | 1 | 2.0655 | 0.04740 | 0.39188 | 3.2 | NONE |
TBl -1 | 2 | 2.0655 | 0.04816 | 0.14661 | NONE | 546 |
TBl -1 | 3 | 2.0655 | 0.04982 | 0.34842 | 1.3? | NONE |
TBl -1 | 4 | 2.0655 | 0.04706 | 0.18383 | NONE | 475 |
TBl -1 | 5 | 2.0655 | 0.04877 | 0.17317 | 2.8 | NONE |
TBl -1 | 6 | 2.0655 | 0.04681 | 0.01859 | NONE | 539 |
花咲 | 2.5900 | 0.04700 | 0.954 | NONE | NONE | |
花咲 | 2.6500 | 0.06160 | 0.404 | NONE | NONE |
試料の密度,磁化率,NRM,MDF,ならびに磁化強度がNRMの10%になる温度Tb.MDFはVDSより推定した.