プルトンの定置

プルトン定置法とは、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方法です。プルトン定置法はまだ完全には解明されていませんが、プルトン定置メカニズムにはさまざまなものが提案されています。ストッピング、ダイアピリズム、バルーニングは、広く受け入れられているメカニズムです。現在、プルトンが徐々に定置されている証拠があります。

マグマの垂直移動は重力によって起こります。ストッピングは、壁岩の物質のブロックがプルトンを通って下方に移動すると発生します。^{[1] [2]}ストッピングは、さまざまなテクトニック設定における重要な定置メカニズムであり、不一致なプルトン接触を説明するために広く使用されています。^[2]ストッピングの最も一般的な特徴は、プルトンと壁岩の間の鋭い不一致な接触と、壁岩の延性変形の欠如です。ストッピングの他の特徴には、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が含まれます。^[2]

プルトン内の火成鉱物は変形履歴を記録できます。したがって、プルトンの定置を理解するには、マグマ組織を理解することが役立ちます。岩石に関する実験的研究は、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います。遭遇する障害は、葉状構造と線状構造がさまざまなプロセスによって生成されること、マグマのひずみがホスト岩石から切り離されること、および特定のプルトン上昇メカニズムによる組織形成の正確な時期とひずみのタイミングを計ることが困難であることです。 マグマの葉状構造と苦鉄質の飛び地は通常、プルトン接触に垂直な放射状に増加するひずみと、それに平行な伸張ひずみを示します。

マグマ組織はプルトンの定置の終わり近くでのみ形成されるため、ストッピングプロセスの情報は記録されません。さらに、記録されたマグマ組織は歪みの影響を受ける可能性があります。したがって、マグマ組織の原因は識別できない可能性があり、せいぜいプルトンの定置の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]

ある体積 (V) のマグマ体がその高さ (H) に等しい距離だけストッピングによって上昇するためには、その体積 (V) と等しい体積の壁岩がマグマを通り抜けて沈む必要がある。そのため、ストッピングが重要なマグマ上昇プロセスであるためには、深成岩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、および世界中の多くの深成岩の底には、捕獲岩が豊富に存在しない。^[2]ストッピングが重要なプロセスであるならば、豊富な捕獲岩が見つかるはずである。

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2乗依存するため急速に沈むことができるため、これは効率的なプロセスであると主張した。^[2]沈む岩塊の大きさを考えると、自然の破砕によって生成された小さな破片は豊富にあるはずだが、プルトンの縁には小さな破片がほとんどなく、これはストッピングと矛盾している。

ストッピングのもう 1 つの欠点は、密度の低い地殻岩石の場合、冷却が急激に進み、冷却が遅くなりすぎることです。また、上昇するプルトンのためのスペースを作るのに十分な歪みを伴う強制的な横方向の配置の証拠もあまりありません。

大きく均質なプルトンが、しばしば岩床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堆積し、その後、沈下した床の縁で傾いたことを示唆している。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、多数の薄い一致する壁岩のパネルを含んでいる。^[4]ストッピングによる上昇は、段階的な堆積では実現可能性が低くなる。なぜなら、活動的な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、全体的な上昇は生じないからである。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しなければならない。^[2]母岩のレオロジーが重要な役割を果たします。硬い岩はマグマの上昇を止めることができます。^{[5] [6]}マグマの定置はパルスとして発生し、休止時間があります。侵入率が十分に高い場合、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]}

バルーニングは、ほぼ球形のプルトンのマグマ溜まりのその場での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その最外縁が結晶化するまで上昇し、マグマのより熱い尾部は上昇を続け、すでに結晶化した外縁を拡大します。

ダイアピル現象は、マグマの熱い流体塊が、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、そのための場所を作らなければならないが、その一般的なメカニズムは不明である。最もよく尋ねられる質問は、現在プルトンが占めている場所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。上昇するマグマから場所を作るために提案されている実行可能な方法は、中央海嶺、横ずれ断層、および膨張ジョグ（断層のオフセットに沿った張力のある領域）で見られる横方向の伸張領域である。この方法の問題点は、伸張速度が遅すぎて、滑りの規模が小さすぎて、伸張速度でマグマが侵入してマグマ溜まりが形成されることができないことである。^[11]

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