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2011 Fiscal Year Annual Research Report

地殻流体の起源と化学

Planned Research

Project AreaGeofluids: Nature and dynamics of fluids in subduction zones
Project/Area Number 21109004
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

小木曽 哲  京都大学, 大学院・人間・環境学研究科, 准教授 (60359172)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 平島 崇男  京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90181156)
岡本 和明  埼玉大学, 教育学部, 准教授 (60456001)
松影 香子  愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, グローバルCOE准教授 (80343078)
高橋 栄一  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40144779)
山崎 大輔  岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (90346693)
Keywords岩石・鉱物・鉱床学 / 地殻・マントル物質 / 流体 / 高圧実験 / 放射光X線 / 変成岩 / 沈み込み帯
Research Abstract

沈み込みスラブにおける流体発生条件・化学的特徴の解明を目指して、以下の項目についての研究を行った。
1.ダイヤモンドアンビルセルおよびマルチアンビル装置と放射光蛍光X線その場分析によって、流体-ケイ酸塩メルト間の微量元素の分配係数を決定した。その結果、圧力および塩濃度の上昇とともに、アルカリ元素・アルカリ土類元素がより流体に濃集しやすくなることが明らかになった。
2。三波川変成岩の精密な変成相解析を行い、変成度・変成岩の原岩と、含まれる流体包有物のLi/B比との関係を明らかにした。また、肥後変成岩の断層破砕帯付近に存在する岩脈の相解析を行い、断層破砕帯近傍でCO_2の脱ガスが起こったことを示す証拠を見いだした。
3.角閃岩の脱水分解実験とレーザー照射ICP-MS分析によって、沈み込むスラブ内での固相-流体間の微量元素分配係数を決定するため、マルチアンビル装置を用いた角閃岩の脱水分解実験を行い、固相の微量元素組成をレーザー照射で分析可能な粒径(~30μm)まで成長させる実験条件を確定した。
4.マントルウェッジ内で流体がカンラン岩を蛇紋岩化させるプロセスを反応速度論的に理解するため、カンラン石-輝石-H_20系で高温高圧実験を行った。その結果、出発物質における斜方輝石の存在が蛇紋岩化を促進するこどを示す証拠が得られた。また、地震波観測によって求められる弾性データをマントル中の含水鉱物の分布に対応させるために必要な、マントル物質の地震波速度減衰特性を実験的に決定するため、マルチアンビル装置と放射光X線を用いて、周期的微小軸応力下での標準物質との変位周期のズレを測定するための装置開発を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

年度前半は、交付金の7割支給の影響で、当初購入を計画していた物品の購入延期など、計画の変更を余儀なくされる場面もあったが、全額支給以降は、それぞれの補助事業者の努力の結果、最終的には当初の計画通りに研究を進めることができた。

Strategy for Future Research Activity

それぞれの補助事業者の研究を進展させるとともに、研究集会等での議論を通じて、相互の連携をこれまで以上に強めていく。具体的には、沈み込むスラブ起源の流体、マントルウェッジで発生する流体、地殻内部に存在する流体、それぞれの化学的特徴と発生条件について、高圧実験と変成岩解析から得られる制約条件を総合し、沈み込み帯のどこにどのような流体が存在しているのかについてのモデル構築を目指す。

  • Research Products

    (46 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (37 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Annular fluid inclusion found from a quartz vein intercalated with metapelites from the Besshi area of the Sanbagawa belt, SW Japan2012

    • Author(s)
      Yoshida, K., Hirajima, T.
    • Journal Title

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences

      Volume: 107 Pages: 50-55

    • DOI

      10.2465/jmps.111020b

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Experimental study of the stability of a dolomite+coesite assemblage in contact with peridotite : implications for sediment/mantle interaction and diamond formation during subduction2012

    • Author(s)
      Martin, A.M., Laporte, D., Koga, K.T., Kawamoto, T., Hammouda, T.
    • Journal Title

      Journal of Petrology

      Volume: 53 Pages: 391-417

    • DOI

      10.1093/petrology/egr066

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polybaric degassing of island arc low-K tholeiitic basalt magma recorded by OH concentrations in Ca-rich plagioclase2011

    • Author(s)
      Hamada, M., Kawamoto, T., Takahashi, E., Fujii, T.
    • Journal Title

      Earth Planet. Sci. Lett.

      Volume: 308 Pages: 259-266

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2011.06.005

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Slab melting versus slab dehydration in subduction-zone magmatism2011

    • Author(s)
      Mibe, K., Kawamoto, T., Matsukage K. N., Fei, Y., Ono, S.
    • Journal Title

      Proc. Nat. Acad. Sci. USA

      Volume: 108 Pages: 8177-8182

    • DOI

      10.1073/pnas.1010968108

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preiswerkite and hogbomite within garnets of Aktyuz eclogite, Northern Tien Shan, Kyrgyzstan2011

    • Author(s)
      Orozbaev, R.T., Yoshida, K., Bakirov, A. B., Hirajima, T., Takasu, A., Sakiev, K. S., Tagiri, M.
    • Journal Title

      J. Miner. Petrol. Sci

      Volume: 106 Pages: 320-325

    • DOI

      10.2465/jmps.110621c

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fluid inclusions with high Li/B ratio in a quartz vein from the Besshi area of the Sambagawa metamorphic belt : implications for deep geofluid evolution2011

    • Author(s)
      Yoshida, K., Sengen, Y., Tsuchiya, S., Minagawa, K., Kobayashi, T., Mishima, T., Ohsawa, S., Hirajima, T.
    • Journal Title

      J. Miner. Petrol. Sci.

      Volume: 106 Pages: 164-168

    • DOI

      10.2465/jmps.101020a

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Metamorphic history of garnet-rich gneiss at Ktis in the Lhenice shear zone, Moldanubian Zone of the southern Bohemian Massif, inferred from inclusions and compositional zoning of garnet2011

    • Author(s)
      Kobayashi, T., Hirajima, T., Kawakami, T., Svojtka, M.
    • Journal Title

      Lithos

      Volume: 124 Pages: 46-65

    • DOI

      10.1016/j.lithos.2010.11.003

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In situ observation of pressure induced electrical resistance changes in zirconium : Pressure calibration points for the large volume press at 8 and 35 GPa2011

    • Author(s)
      Y.Tange, E.Takahashi, K.Funakoshi
    • Journal Title

      High Pressure Research

      Volume: 31 Pages: 413-418

    • DOI

      10.1080/08957959.2011.596837

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Synchrotron radiation x-ray fluorescence analysis of aqueous fluids and highmagnesian andesite melt under high-temperature and high-pressure conditions2012

    • Author(s)
      T.Kawamoto, K.Mibe, K.Kuroiwa, T.Kogiso
    • Organizer
      Joint Symposium of Misasa 2012 and Geofluid-2
    • Place of Presentation
      ブランナール三朝,鳥取県三朝町
    • Year and Date
      2012-03-20
  • [Presentation] Aqueous and carbonate fluid inclusions symthesized ffrom hydrous and carbonate minerals2012

    • Author(s)
      Ohi, S., Kogiso, T., Hirajima, T.
    • Organizer
      Joint Symposium of Misasa-2012 and Geofluid-2
    • Place of Presentation
      ブランナール三朝,鳥取県三朝町
    • Year and Date
      2012-03-20
  • [Presentation] Areal distribution of Li/B ratio of crush-leached fluid obtained from high-P type metamorphic rocks of the Sanbagawa belt, Japan2012

    • Author(s)
      Hirajima, T., Yoshida, K., Sengen, Y., Noguchi, N., Kobayashi, T., Mishima, T., Ohsawa, S.
    • Organizer
      Joint Symposium of Misasa-2012 and Geofluid-2
    • Place of Presentation
      ブランナール三朝,鳥取県三朝町(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-20
  • [Presentation] High Li/B fluid inclusions found from HP/LT type metasediments2012

    • Author(s)
      Yoshida, K., Hirajima, T.
    • Organizer
      Joint Symposium of Misasa-2012 and Geofluid-2
    • Place of Presentation
      ブランナール三朝,鳥取県三朝町
    • Year and Date
      2012-03-20
  • [Presentation] Aqueous fluids and lawsonite pseudomorphs in ultra-high pressure talc-garnet-chloritoid schists of Makbal complex, Kyrgyzstan2012

    • Author(s)
      Orozbaev, R., Hirajima, T
    • Organizer
      Joint Symposium of Misasa-2012 and Geofluid-2
    • Place of Presentation
      ブランナール三朝,鳥取県三朝町
    • Year and Date
      2012-03-20
  • [Presentation] 燒結ダイヤモンドアンビルを組み込んだ川井型装置の圧力発生と地球構成物質の弾性2011

    • Author(s)
      山崎大輔, 伊藤英司, 芳野極, 下宿彰, 郭シンツァン, 単シャンミン, 肥後祐司, 國本健広, 舟越賢一
    • Organizer
      第52回高圧討論会
    • Place of Presentation
      沖縄キリスト教学院,沖縄県那覇市
    • Year and Date
      2011-11-10
  • [Presentation] 放射光蛍光X線によるマグマと水流体の間の元素分配のその場観察:スラブ流体は塩水か?2011

    • Author(s)
      川本竜彦, 三部賢治, 吉岡貴浩, 黒岩健一, 小木曽哲
    • Organizer
      日本地質学会第118年学術大会・日本鉱物科学会2011年会合同学術大会
    • Place of Presentation
      茨城大学,茨城県水戸市
    • Year and Date
      2011-09-11
  • [Presentation] 九州八代地方黒瀬川帯小田尾ユニットの変成分帯2011

    • Author(s)
      上村謙一郎, 藤本善航, 平島崇男
    • Organizer
      日本地質学会第118年学術大会・日本鉱物科学会2011年年会合同学術大会
    • Place of Presentation
      茨城大学,茨城県水戸市
    • Year and Date
      2011-09-11
  • [Presentation] チェコ共和国・ボヘミア山塊中に見出した火山岩様包有物の透過型電子顕微鏡観察2011

    • Author(s)
      三宅亮, 小林記之, 廣井美邦, 平島崇男
    • Organizer
      日本地質学会第118年学術大会・日本鉱物科学会2011年年会合同学術大会
    • Place of Presentation
      茨城大学,茨城県水戸市
    • Year and Date
      2011-09-11
  • [Presentation] ボヘミア岩体・超高圧-超高温変成岩に保持されたザクロ石組成累帯構造2011

    • Author(s)
      中村大輔, 下林典正, 臼杵直, 平島崇男, マルチン-スフォイッカ
    • Organizer
      日本地質学会第118年学術大会・日本鉱物科学会2011年年会合同学術大会
    • Place of Presentation
      茨城大学,茨城県水戸市
    • Year and Date
      2011-09-11
  • [Presentation] Preiswerkite and hogbomite occurrences within garnets in the Aktyuz eclogite, Northern Tien-Shan, Kyrgyzstan2011

    • Author(s)
      R.Orosvaev, K.Yoshida, A.Bakirov, T.Hirajima, A.Takasu, K.Sakiev, M.Tagiri
    • Organizer
      日本地質学会第118年学術大会・日本鉱物科学会2011年年会合同学術大会
    • Place of Presentation
      茨城大学,茨城県水戸市
    • Year and Date
      2011-09-11
  • [Presentation] 北海道神居古潭帯岩内岳かんらん岩体にみられる蛇紋岩化作用の研究2011

    • Author(s)
      三好茜, 小木曽哲
    • Organizer
      日本地質学会第118年学術大会・日本鉱物科学会2011年年会合同学術大会
    • Place of Presentation
      茨城大学,茨城県水戸市
    • Year and Date
      2011-09-10
  • [Presentation] 高圧変成作用下の交代作用による白色片岩の形成2011

    • Author(s)
      平島崇男, ロベルト・コンパニョーニ
    • Organizer
      日本地質学会第118年学術大会・日本鉱物科学会2011年年会合同学術大会
    • Place of Presentation
      茨城大学,茨城県水戸市
    • Year and Date
      2011-09-10
  • [Presentation] 衝突帯大断層流体の化学-台湾Lishan断層中の石英脈流体包有物の化学組成2011

    • Author(s)
      岡本和明、飯島千尋、黒津正紀、チャン・ユーチャン、寺林優
    • Organizer
      日本地質学会第118年学術大会・日本鉱物科学会2011年会合同学術大会
    • Place of Presentation
      茨城大学,茨城県水戸市
    • Year and Date
      2011-09-10
  • [Presentation] 仰ホトーナル岩に産する斜方輝石を含む花崗岩質岩のジルコンU-Pb年代2011

    • Author(s)
      高谷真樹, 牧賢志, 横山隆臣, 平田岳史, 平島崇男
    • Organizer
      日本地質学会第118年学術大会・日本鉱物科学会2011年年会合同学術大会
    • Place of Presentation
      茨城大学,茨城県水戸市
    • Year and Date
      2011-09-09
  • [Presentation] 三波川帯高変成度泥質岩に認められた複数段階の流体活動2011

    • Author(s)
      吉田健太, 平島崇男
    • Organizer
      日本地質学会第118年学術大会・日本鉱物科学会2011年年会合同学術大会
    • Place of Presentation
      茨城大学,茨城県水戸市
    • Year and Date
      2011-09-09
  • [Presentation] Relative B-Li-Cl compositions : capability and limitation to direct observation of deep geofluid2011

    • Author(s)
      Yoshida, K., Y.Sengen, S.Tsuchiya, K.Minagawa, T.Kobayashi, T.Mishima, S.Ohsawa, T.Hirajima
    • Organizer
      21th Annual V.M.Goldschmidt Conference
    • Place of Presentation
      Prague, Czech Republic
    • Year and Date
      2011-08-18
  • [Presentation] Slab-derived halogens and noble gases with a marine pore-fluid signature2011

    • Author(s)
      Sumino, H., Ballentine, C.J., Burgess, R., Endo, S., Yoshida, K., Mizukami, T., Holland, G., Wallis S., Hirajima T.
    • Organizer
      21th Annual V.M.Goldschmidt Conference
    • Place of Presentation
      Prague, Czech Republic
    • Year and Date
      2011-08-18
  • [Presentation] Intra-continental Earthquake triggered by Fluid separated from the Granitic melt2011

    • Author(s)
      Okamoto, K., Tsuchiya, T
    • Organizer
      AOGS 2011 Meeting
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2011-08-12
  • [Presentation] Precursor high-pressure condition and partial melting in the Grt-rich gneiss at Ktis in the Lhenice shear zone (Moldanubian Zone of the southern Bohemian Massif, Czech Republic)2011

    • Author(s)
      Kobayashi, T., T.Hirajima, Y.Hiroi, T.Kawakami, M.Svojtka
    • Organizer
      9th International Eclogite Conference
    • Place of Presentation
      Marianske Lazne, Czech Republic
    • Year and Date
      2011-08-07
  • [Presentation] Conflicting garnet zonings preserved in UHP-UHT eclogite from the Moldanubian Zone (Nove Dvory, Czech Republic)2011

    • Author(s)
      Nakamura, D., N.Shimobayashi, T.Usuki, T.Hirajima, M.Svojtka
    • Organizer
      9th International Eclogite Conference
    • Place of Presentation
      Marianske Lazne, Czech Republic
    • Year and Date
      2011-08-07
  • [Presentation] Fluid inclusions with high Li/B ratio in a quartz vein from the Besshi area of the Sambagawa metamorphic belt : implications for deep geofluid evolution2011

    • Author(s)
      Yoshida, K., S.Ohsawa, T.Hirajima
    • Organizer
      9th International Eclogite Conference
    • Place of Presentation
      Marianske Lazne, Czech Republic
    • Year and Date
      2011-08-07
  • [Presentation] Zircon chronology and inclusions study : a case study from the Himalayan UHP eclogites, Kaghan Valley2011

    • Author(s)
      Rehman, H.U., K.Kobayashi, T.Tsujimori, T.Ota, E.Nakamura, H.Yamamoto, T.Khan, Y.Kaneko, T.Hirajima, K.Yoshida, M.Terabayashi
    • Organizer
      9th International Eclogite Conference
    • Place of Presentation
      Marianske Lazne, Czech Republic
    • Year and Date
      2011-08-06
  • [Presentation] Garnet-clinopyroxene barometry for high-pressure mafic granulites from southern part of the Bohemian Massif, Czech Republic2011

    • Author(s)
      Usuki, T., C.Y.Lan, Y.Iizuka, D.Nakamura, M.Svojtka, T.Hirajima
    • Organizer
      9th International Eclogite Conference
    • Place of Presentation
      Marianske Lazne, Czech Republic
    • Year and Date
      2011-08-06
  • [Presentation] Brittle ductile deformation triggered by fluids separated from melt-Fossil evidence of Arc crus crustal earthquake preserved in Higo metamorphic rocks2011

    • Author(s)
      Okamoto, K., Tsuchiya, T
    • Organizer
      IUGG 2011 General Assembly
    • Place of Presentation
      Melbourne, Australia
    • Year and Date
      2011-07-02
  • [Presentation] スラブ由来超臨界流体が水流体とマグマに分離し2つのマグマ系列を作る2011

    • Author(s)
      川本竜彦, 三部賢治
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ,千葉県千葉市
    • Year and Date
      2011-05-26
  • [Presentation] 地殻鉱物・地殻岩石の地震波速度の定式化2011

    • Author(s)
      松影香子, 西原遊
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ,千葉県千葉市
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Presentation] Interconnected ferro-periclase in the subducting slab at the top of lower mantle2011

    • Author(s)
      D.Yamazaki
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ,千葉県千葉市
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Presentation] マルチアンビル型高温高圧発生装置を用いた蛍光X線分析によるマグマと水流体の間の元素分配に与える圧力と塩濃度の影響2011

    • Author(s)
      川本竜彦, 三部賢治, 黒岩健一, 小木曽哲
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ,千葉県千葉市
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Presentation] 水に飽和した島孤低カリウムソレアイト玄武岩マグマ:斜長石斑晶のOH含有量からの制約2011

    • Author(s)
      浜田盛久, 川本竜彦, 高橋栄一, 藤井敏嗣
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ,千葉県千葉市(招待講演)
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Presentation] ピナツボ1991年噴出物から採取されたカンラン岩中のCO2を含む塩水包有物2011

    • Author(s)
      熊谷仁孝, 芳川雅子, 川本竜彦, 小林哲夫
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ,千葉県千葉市
    • Year and Date
      2011-05-25
  • [Presentation] 脱水流体の石英への包有の再現実験2011

    • Author(s)
      大井修吾, 小木曽哲, 三宅亮
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ,千葉県千葉市
    • Year and Date
      2011-05-23
  • [Presentation] Missing link between UHP and UHT metamorphism : A case study in the Bohemian Massif2011

    • Author(s)
      Hirajima, T., Kobayashi, T., Naemura, K., Nakamura, D., M.Svojtka
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ,千葉県千葉市
    • Year and Date
      2011-05-23
  • [Presentation] Metamorphic history of peraluminous garnet-rich gneiss at Ktis in the Lhenice shear zone (Moldanubian Zone of the southern Bohemian Massif) inferred from solid/fluid inclusions and compositional zoning of garnet2011

    • Author(s)
      Kobayashi, T., Hirajima, T., Hiroi, Y., Kawakami, T., M.Svojtka
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ,千葉県千葉市
    • Year and Date
      2011-05-23
  • [Presentation] Partial melting of deeply subducted metasediment-discovery of the melting textures from the quartz bearing eclogite in the Sanbagawa belt2011

    • Author(s)
      Okamoto, K., Arakawa M.
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ,千葉県千葉市
    • Year and Date
      2011-05-23
  • [Presentation] 含水上部マントルの部分融解実験とMgおよびSiに富んだ大陸マントルの成因2011

    • Author(s)
      家久真梨子, 松影香子
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ,千葉県千葉市
    • Year and Date
      2011-05-23
  • [Presentation] Fluid geochemistry in the Major Listric Fault of the Collision Zone-fluid inclusion chemistry from the Lishan Fault, Taiwan2011

    • Author(s)
      Okamoto, K., IiJima, C., Kurosawa, M., Chan, Y.C., Terabayashi M.
    • Organizer
      Joint Symposium of Misasa-2012 and Geofluid-2
    • Place of Presentation
      ブランナール三朝,鳥取県三朝町(招待講演)
    • Year and Date
      2011-03-19
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.geofluids.titech.ac.jp

URL: 

Published: 2013-06-26  

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