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地球化学：炭酸塩メルトにより形成されたクラトン縁辺域の硫化物に富んだ大陸の根
Nature 637, 8046 doi: 10.1038/s41586-024-08316-w
クラトンの地殻は、金、銅および希土類元素などの金属の鉱床を豊富に含み、その下には、炭素、硫黄および水などの揮発性物質に富んだ厚いマントルリソスフェアが存在する。揮発性物質は鉱床生成に重要な成分であることが知られているが、それらがクラトンのリソスフェアマントルのどこにどのように分布しているか、また金属の初期濃集におけるそれらの役割については十分に調べられていない。今回我々は、全球のクラトンかんらん岩の硫黄と銅の含有量をまとめ、クラトン縁辺域の深さ160～190 kmにある硫化物と銅に富んだ大陸の根を特定した。新しい高圧実験の結果から、アセノスフェアで生成された炭酸ケイ酸塩メルトがリソスフェアかんらん岩と反応する際にケイ酸塩成分を失い、クラトン縁辺域で濃集するカーボナタイトメルトへと進化することが示された。メルト中の硫黄の溶解度は、この過程でメルトのSiO2含有量が減少するにつれて大きく低下し、マントルリソスフェア底部で硫化物に富んだ大陸の根を形成させる。炭酸塩メルトがクラトン縁辺域に向けて移動すると大陸の根が再び硫黄で満たされ、これにより、クラトン縁辺域付近にカーボナタイトとマグマ性金属鉱床が同時に存在することが説明された。今回の知見は、鉱床生成における炭酸塩メルトの顕著な役割を浮き彫りにし、金属鉱石探査の潜在的基盤を提供している。
