顕微ラマン分光法を用いた地質温度圧力計の開発と応用 : 残留圧力から読み解く変成履歴

• Project/Area Number: 13J02303
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Petrology/Mineralogy/Science of ore deposit
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 纐纈 佑衣 東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2013 – 2014
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥2,760,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: ラマン分光法 / 残留圧力 / 地質温度圧力計 / ホストー包有物 / ザクロ石 / ジルコン / 珪線石 / 藍晶石 / ホスト-包有物 / 炭質物 / 付加体 / 断層 / 石油根源岩

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、昨年度に論文として公表されたザクロ石-石英ラマン圧力計が、様々な地域の地質帯に汎用的に適用可能かを検討するべく、Himalaya Stak地域の高圧エクロジャイトについて分析した。ラマン分光分析の結果に加えて、ジルコン年代とザクロ石のEPMA分析データを統合した結果、Stak地域の高圧エクロジャイトは、ヒマラヤ地域の超高圧エクロジャイトとは異なる変成温度圧力履歴を経験した事が明らかになった。この成果は、インドーアジアプレートの衝突に伴う、大陸衝突帯形成及び上昇メカニズムの解明に大きな寄与を与えることが期待される。上記の結果は、国際学会でポスター発表により報告した。
ザクロ石-石英ラマン圧力計の研究手法を応用して、別のホスト-包有物の組合せで新たなラマン地質温度圧力計が構築可能かの検討を進めた。西アルプスPiemote Unit及びバリスカン造山帯Vosges地方で採取された岩石中に含まれるジルコンについてラマン分光分析した結果、同一粒子中でもラマンピークが一定の値ではなく、コアからリムにかけて変動する事が示された。これは、メタミクト化や微量元素の影響であると考えられ、ジルコンはホスト及び包有物として残留圧力を見積もるのには向いていない事が明らかになった。東南極Rundvågshetta地域の片麻岩中に含まれるザクロ石中の珪線石包有鉱物は、数値計算と整合的な結果が得られた。四国別子地域三波川帯の石英エクロジャイト中に含まれるザクロ石中の藍晶石は、測定では正の残留圧力を示したが、数値計算では負の残留圧力となり、一致しない結果となった。これは、数値計算で用いた藍晶石の状態方程式に問題があると考えられるが、今後精査する事で解決できることが期待される。アルミノケイ酸塩鉱物は、従来のザクロ石一石英ラマン圧力計では石英相転移のために適用する事が困難であった、高温変成岩及び超高圧変成岩にも応用が可能であり、ラマン地質温度圧力計がより多くの岩石に適用できる可能性を広げた。

Research Progress Status

最終年度のため記載しない。

Strategy for Future Research Activity

最終年度のため記載しない。

Research Products

• [Journal Article] Composite metamorphic history recorded in garnet porphyroblasts of Sambagawa metasediments in the Besshi region, central Shikoku, Southwest Japan. (2014)
  • Author(s): Kouketsu Y., Enami M., Mouri T., Okamura M. & Sakurai T
  • Journal Title: Island Arc Volume: 23 Issue: 4 Pages: 263-280
  • DOI: 10.1111/iar.12075
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The influence of organic–rich shear zones on pelagic sediment deformation and seismogenesis in a subduction zone (2014)
  • Author(s): Kameda J., Kouketsu Y., Shimizu M., Yamaguchi A., Hamada Y., Hamahashi M., Koge H., Fukuchi R., Ikeda M., Kogure T. & Kimura G.
  • Journal Title: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences Volume: 109 Issue: 5 Pages: 228-238
  • DOI: 10.2465/jmps.140403
  • NAID: 130004704868
  • ISSN: 1345-6296, 1349-3825
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluation of residual pressure in an inclusion-host system using negative frequency shift of quartz Raman spectra. (2014)
  • Author(s): Yui Kouketsu, Tadao Nishiyama, Takeshi Ikeda, Masaki Enami
  • Journal Title: American Mineralogist Volume: Vol.99 Issue: 2-3 Pages: 433-442
  • DOI: 10.2138/am.2014.4427
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A new approach to develop the Raman carbonaceous material geothermometer for low-grade metamorphism using peak width. (2014)
  • Author(s): Yui Kouketsu, Tomoyuki Mizukami, Hiroshi Mori, Shunsuke Endo, Mutsuki Aoya, Hidetoshi Hara, Daisuke Nakamura. Simon Wallis
  • Journal Title: Island Arc Volume: Vol.23 Issue: 1 Pages: 33-50
  • DOI: 10.1111/iar.12057
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ラマン地質温度圧力計の構築 : ザクロ石斑晶中の石英とジルコン包有物が保持する残留圧力からの制約 (2014)
  • Author(s): 纐纈佑衣, 田口知樹
  • Organizer: 日本鉱物科学会2014年年会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2014-09-19
• [Presentation] 炭質物ラマン温度計を用いた三波川帯の温度構造の検討 : 関東山地と四国中央部の比較 (2014)
  • Author(s): 纐纈佑衣, 清水以知子, 苗村康輔
  • Organizer: 日本地質学会第121年学術大会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学
  • Year and Date: 2014-09-14
• [Presentation] Retrogression and recrystallization of the Stak eclogite in the northwestern Himalaya : constrains from Raman spectroscopy of residual pressures of quartz in garnet (2014)
  • Author(s): Yui Kouketsu, Kéiko Hattori, Stéphane Guillot, Nicole Rayner
  • Organizer: 29th Himalaya, Karakoram and Tibet Workshop
  • Place of Presentation: Lucca, Italy
  • Year and Date: 2014-09-02
• [Presentation] 関東山地秩父-三波川帯への炭質物ラマン温度計の適用 (2014)
  • Author(s): 纐纈佑衣, 清水以知子
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-04-28
• [Presentation] 半値幅を用いた炭質物ラマン地質温度計の開発と先行研究との性能比較 (2013)
  • Author(s): 纐纈佑衣, 水上知行, 森宏, 遠藤俊祐, 青矢睦月, 原英俊, 中村大輔, ウォリス サイモン
  • Organizer: 日本地質学会第120年学術大会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台市青葉区)
  • Year and Date: 2013-09-15
• [Presentation] 炭質物結晶化度が安定状態に達するタイムスケールと温度の検証 : 広域変成帯, 接触変成帯, 断層帯の例 (2013)
  • Author(s): 纐纈佑衣, 森宏, 森なつみ, 梅田隼人, ウォリス サイモン, 榎並正樹
  • Organizer: 日本地質学会第120年学術大会
  • Place of Presentation: 東北大学(仙台市青葉区)
  • Year and Date: 2013-09-15
• [Presentation] Investigation of residual pressure of quartz inclusion in garnet host (2013)
  • Author(s): Yui Kouketsu, Masaki Enami, Tadao Nishiyama, Takeshi Ikeda, Hiroyuki Kagi
  • Organizer: 10th International Eclogite Conference
  • Place of Presentation: Courmayeur, Italy
  • Year and Date: 2013-09-06
• [Presentation] Composite metamorphic history recorded in garnet of Sambagawa metapelites in the Besshi region, central Shikoku, Japan (2013)
  • Author(s): Yui Kouketsu, Masaki Enami
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ(千葉市美浜区)
  • Year and Date: 2013-05-21
  • Invited
• [Remarks] 東京大学地殻化学実験施設ホームページ
  • URL: http://www.eqchem.s.u-tokyo.ac.jp/ronbun/
• [Remarks] 東京大学地殻化学実験施設ホームページ
  • URL: http://www.eqchem.s.u-tokyo.ac.jp/ronbun/