マントルの希ガスとサブダクション・ファクトリー:全地球的物質循環の謎にせまる。

• Project/Area Number: 14740314
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 地球化学
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 松本 拓也 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (50294145)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,900,000); Fiscal Year 2004: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2003: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2002: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
• Keywords: 地球化学 / 同位体 / 質量分析 / マントル / 沈み込み帯 / 希ガス / ヘリウム / 地球科学 / 同位体比 / 地球進化

Research Abstract

本年度は当研究の最終年度として、過去のプレート沈み込み帯で激しく交代変質作用をうけた特殊な岩石試料の希ガス同位体分析を行い、その結果を国際学会等で発表した。閣連論文は現在Earth and Planetary Science Letters誌に投稿済で査読を受けている最中である。この研究では、沈み込み帯のマントル内での主要な流体相である水とともに移動する希ガスの痕跡を微細な鉱物中に発見し、その流体の移動がマントルの地球化学的特徴を決定づける主要なキャリアであることをはじめて明らかにした。また、ハワイホットスポット起源岩に見られる大気起源の成分の起源についても希ガス抽出法に工夫を凝らす事によって検討を加えた。深部起源マグマ中に見られる大気的な希ガスについては沈み込むプレートとともにマントルに再注入された成分というよりはむしろ、二次的な混入である可能性が強く、とくに溶岩の急冷ガラスには海水と玄武岩の反応により付加された二次的な大気成分の寄与が大きく、今後同様の試料について研究を行う際には注意が必要である事も示した。結果の一部は本年度の日本地球化学会で発表された。加えてプレカンブリア紀のマントル起源の玄武岩に関する地球化学的研究の結果についての論文を発表し、年代の古い海洋岩石の化学組成と当時の海水成分の関連について議論した。
本研究を行った3年間で13編の関連論文を国際誌に発表した。当初の目的であったマントルの進化とプレート沈み込みについて一定の成果を挙げることができたと考える。

Research Products

• [Journal Article] Primordial noble gases in a graphite-metal inclusion from the Canyon Diablo IAB iron meteorite and their implications (2005)
  • Author(s): Matsuda, J, Namba, M, Maruoka, T, Matsumoto, T, Kurat, G
  • Journal Title: METEORITICS & PLANETARY SCIENCE (印刷中)
• [Journal Article] Geochemistry of Precambrian carbonate interclated in pillows and its host basalts : implications for the REE composition of circa 3.4 Ga seawater (2005)
  • Author(s): Yamamoto, K, Itoh, N, Matsumoto, T et al.
  • Journal Title: Precambrian Research 135 Pages: 331-344
• [Journal Article] Surface appearance of slab-derived helium in non-volcanic area in Kii Peninsula (2005)
  • Author(s): Matsumoto et al.
  • Journal Title: Geochimica et Cosmochimica Acta 68
• [Journal Article] Isotope systematics of argon and xenon in the mantle : inferences from a four-isotope diagram (2005)
  • Author(s): Kudo, Y, Matsumoto, T. et al.
  • Journal Title: Geochimica et Cosmochimica Acta 68
• [Journal Article] Lithium isotopic systematics of the mantle-derived ultramafic xenoliths : implications for EM1 origin (2004)
  • Author(s): Nishio, Y, Shun'ichi, N, Yamamoto, J, Sumino, H, Matsumoto, T et al.
  • Journal Title: EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS 217 Pages: 245-261
• [Publications] D.L.Pinti, T.Matsumoto et al.: "Distribution of noble gases in Chinese tektites"Meteoritics and Planetary Sciences. 39. 87-96 (2004)
• [Publications] T.Matsumoto et al.: "Isotope fractionation of neon during stepheating?"Terra Nova. 16. 23-26 (2004)
• [Publications] Y.Nishio, S.Nakai, J.Yamamoto, H.Sumino, T.Matsumoto et al.: "Li, Sr, and Nd isotope systematic of the mantle-derived ultramafic xenoliths"Earth and Planetary Science Letters. 217. 245-261 (2003)
• [Publications] T.Matsumoto et al.: "Surface appearance of slab-derived fluids in non-volcanic area in Kii Peninsula, SW Japan"Earth and Planetary Science Letters. 216. 221-230 (2003)
• [Publications] S.J.Xu, Z.Fang, T.Matsumoto et al.: "He and Ar isotopes in mantle megacryst minerals from Nushan and Yingfengling in SE China"Chinese Science Bulletin. 48. 1624-1630 (2003)
• [Publications] S.Mizote, T.Matsumoto et al.: "Noble gases of Muong Nong-type tektites : Their implication"Meteoritics and Planetary Sciences. 38. 747-758 (2003)
• [Publications] T.Matsumoto: "Noble gas studies on mantle-derived ultramafic rocks : things that noble gas can tell us about mantle processes"地球化学. 36. 89-106 (2002)
• [Publications] Takuya Matsumoto, Daniele Pinti, Jun-ichi Matsuda, Susumu Umino: "Recycled noble gas and nitrogen in the subcontinental lithospheric mantle : Implications from N-He-Ar in fluid inclusions of SE Australian xenoliths"Geochemical Journal. 36. 209-217 (2002)
• [Publications] Takuya Matsumoto, Akihiro Seta, Jun-ichi Matsuda, Yuelong Chen, Shoji Arai: "Helium in the Archean komatiites revisited : significantly high 3He/4He ratios revealed by fractional crushing gas extraction"Earth and Planetary Science Letters. 196. 213-225 (2002)
• [Publications] J.Matsuda, T.Matsumoto, H.Sumino, K.Nagao, J.Yamamoto, Y.Miura, I.Kaneoka, N.Takahata, Y.Sano: "The He-3/He-4 ratio of the new internal He standard of Japan (HESJ)"Geochemical Journal. 36. 191-195 (2002)