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地殻-マントル境界における蛇紋岩化作用の反応メカニズムと物質移動

Research Project

Project/Area Number 16J04140
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Petrology/Mineralogy/Economic geology
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

大柳 良介  東北大学, 環境科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords蛇紋岩化作用 / 元素移動 / アルミニウム / メッシュ組織 / Pseudumorphic relacement / 熱水変質
Outline of Annual Research Achievements

本年度は,昨年度行ったかんらん石―斜長石―水系における水熱実験(230度, 2.8Mpa)の実験結果のさらなる解析を試みた.水熱実験において,かんらん石と斜長石の境界付近においては磁鉄鉱が生成しなかった.磁鉄鉱の生成について,Perple X (Conolly, 2009)を用いたシュードセクションによる解析を行った.シュードセクションの作成にあたって,通常の熱力学データベースには含まれていない3価鉄を含む蛇紋石の熱力データを作成し,3価鉄の挙動を考慮した.結果,磁鉄鉱の生成はシリカ活動度と酸素フガシティーよって支配されていることが明らかになった.斜長石から高いシリカ活動度を持つ流体が拡散するため,磁鉄鉱が境界付近で生成しなかったのだと解釈される.かんらん石をバルク組成とした場合の3価鉄の蛇紋石の量は最大で3vol%程度で,シリカ活動度が高いほど少なくなる傾向がある.反応の過程で,2価鉄が3価鉄へ変化すると水素が発生する.このことは,海洋底における水素のフラックスを決定する重要な知見である.また,実験で観察されてアルミニウムの量の反応帯について,流体と固相感の局所平衡を仮定した反応ー輸送モデリングを行った.結果,実験で観察されたAlの量のプロファイルを概ね再現することに成功した.これらの成果はJournal of Petrologyに受理された (Oyanagi et al., 2018).

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Al-zoning of serpentine aggregates in mesh texture induced by metasomatic replacement reactions2018

    • Author(s)
      Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Yumiko Harigane, Noriyoshi Tsuchiya
    • Journal Title

      Journal of Petrology

      Volume: 印刷中 Issue: 4 Pages: 613-634

    • DOI

      10.1093/petrology/egy039

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanisms of Serpentinization Utilizing Olivine-Plagioclase-H2O System under Hydrothermal Conditions2017

    • Author(s)
      Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya
    • Journal Title

      Procedia Earth and Planetary Science

      Volume: 17 Pages: 686-689

    • DOI

      10.1016/j.proeps.2016.12.153

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Model selection on chemical kinetics during water-rock interaction using exchange Monte Carlo method2017

    • Author(s)
      Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya
    • Organizer
      International Meeting on “High-Dimensional Data-Driven Science” (HD3-2017)
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 海洋底の蛇紋岩化に伴う物質移動とメッシュ組織2017

    • Author(s)
      岡本敦, 大柳良介, 土屋範芳
    • Organizer
      海洋リソスフェアの蛇紋岩化作用と物理・化学・生物プロセス- InterRidge Japan 研究集会-
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 交換モンテカルロ法によるかんらん石の熱水変質速度の最適化2017

    • Author(s)
      大柳良介, 岡本敦, 土屋範芳
    • Organizer
      本鉱物科学会 2017年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ブルース石+アンチゴライトの脱水分解実験によるかんらん石の形成と実験前後での微細組織の直接的な比較観察2017

    • Author(s)
      永冶 方敬,岡本 敦,武藤 潤,木戸 正紀,Simon Wallis,宇野 正起,大柳 良介
    • Organizer
      日本地質学会第124年学術大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 沈み込み帯プレート境界におけるSi流体交代作用によるTalc CPOの形成2017

    • Author(s)
      永冶 方敬,岡本 敦, Simon Wallis,大柳 良介,武藤 潤,宇野 正起
    • Organizer
      日本鉱物科学会 2017年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Unraveling the oceanic serpentinization reaction from aluminum-zoning in mesh textures2017

    • Author(s)
      大柳良介, 岡本敦, 針金由美子, 土屋範芳
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2017年大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Rate of silica transport and serpentinization in the Ol-Qtz-H2O system.2017

    • Author(s)
      Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya
    • Organizer
      Water Dynamics-15
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Bidirectional replacement zoning developed during serpentinization on olivine-plagioclase system2016

    • Author(s)
      Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya
    • Organizer
      American Geophysical Union 2016 Fall meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco, U.S.A.
    • Year and Date
      2016-12-12
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mechanisms of Serpentinization Utilizing Olivine-Plagioclase-H2O System under Hydrothermal Conditions2016

    • Author(s)
      Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya
    • Organizer
      15th Water-Rock Interaction International Symposium
    • Place of Presentation
      Evora, Portugal
    • Year and Date
      2016-10-16
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ブルース石のFe固溶によるラマンスペクトル変化2016

    • Author(s)
      水上知行,林竜太郎,大柳良介,岡本敦
    • Organizer
      日本鉱物科学会2016年年会
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2016-09-23
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 水熱実験による蛇紋岩化反応とSi交代作用の速度論的研究2016

    • Author(s)
      大柳良介, 岡本敦, 土屋範芳
    • Organizer
      日本鉱物科学会2016年年会
    • Place of Presentation
      金沢
    • Year and Date
      2016-09-23
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Bidirectional Replacement Zoning Developed in Metasomatic Reaction of Olivine during Serpentinization on Olivine-Plagioclase System2016

    • Author(s)
      Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya
    • Organizer
      Goldschmidt2016
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2016-06-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Significance of Silica Transport on Serpentinization: Insights from Hydrothermal Experiments2016

    • Author(s)
      Atsushi Okamoto, Ryosuke Oyanagi, Noriyoshi Tsuchiya
    • Organizer
      Goldschmidt2016
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2016-06-26
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] かんらん石の交代作用時に発達する双方向の反応進行フロント:メッシュ組織形成過程への示唆2016

    • Author(s)
      大柳良介, 岡本敦,土屋範芳
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • Place of Presentation
      幕張
    • Year and Date
      2016-05-20
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 沈み込み帯における地殻―マントル物質境界の交代作用:四国中央部三波川帯富郷地域の蛇紋岩岩体における例2016

    • Author(s)
      大柳良介, 岡本敦, 宇野正起,土屋範芳
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • Place of Presentation
      幕張
    • Year and Date
      2016-05-20
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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