プレート収束帯における地殻内流体に伴う物質移動メカニズムの時空間解析

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13J00715
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 東野 文子 京都大学, 院理学研究科, 特別研究員(DC1)
• Keywords: 塩水 / 大陸衝突帯 / グラニュライト相 / セール・ロンダーネ山地 / 南極

Research Abstract

東南極セール・ロンダーネ山地では、泥質岩中の黒雲母の塩素濃度を調べることで、塩水活動の痕跡が同山地東西200㎞に渡って線状に分布していることが報告されている(Higashino et al, 2013)。今年度は、まずこの塩水活動が特定の岩相に依るものなのかを調べるために、同山地に産するマフィック岩に着目し、角閃石・黒雲母の塩素濃度を調べた。その結果、泥質岩から得られていた濃い塩水活動の線状分布とほぼ同じ結果がマフィック岩からも得られ、濃い塩水活動は、特定の岩相に限定されないことが分かった。手元に無い地域の試料は国立極地研究所所有の試料を分析し、線状分布を支持する結果を得た。特に同山地中央部の地域からは、卓越する片麻状構造の形成前と、片麻状構造の形成後の二段階の塩水活動が確認された。これらの試料に対して変成温度圧力見積りを行ったところ、濃い塩水活動は、変成作用のピーク近くから後退変成期にまで及び、特定の温度圧力条件に限定されないものの、700℃、0.7GPa以上という比較的高温で起きていることが分かった。片麻状構造の形成後に流入した塩水は、塩素に富む角閃石とザクロ石から成る脈を形成している。このため、脈からの距離に応じた鉱物組成変化をEPMAを用いて調べ、脈からの距離に応じた全岩化学組成をXRFを用いて調べることで、塩水の流入に伴ってNaも流入していることが分かった。塩水の流入に伴って移動した微量元素は、脈からの距離に応じた鉱物の局所分析および全岩化学組成分析を、ICPMSを用いて行うことで解明できると期待され、現在分析およびデータ解析を進めている。
濃い塩水活動が、特定の岩相に限定されず、同一岩相内で複数回起きているということと、塩水のカチオンを制約できたことは、濃い塩水活動の活動時期や塩水の起源の制約につながると期待される。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の計画通り、国立極地研究所所有の試料も含めた、マフィック岩の分析を進め、塩水活動の温度圧力条件の制約を行うことができた。全岩化学組成分析は予定通り、東北大学を訪問し、試料準備と分析をさせていただいた。今年度の成果については、国際シンポジウムで招待講演として発表するなど高い注目を受けており、投稿論文としてまとめ、現在国際誌へ投稿準備中である。

Strategy for Future Research Activity

セール・ロンダーネ山地で線状に分布しているように見える塩水の痕跡の一部は、近年、ドイツ隊が同山地で行った航空地磁気観測の結果と併せると、磁気的境界に沿って、塩水の痕跡が分布しているように見えることが分かった。これは、塩水活動と地質構造の関連性を結びつける重要な事実であり、現在進行中のデータ解析に加え、今後は磁気的境界付近の試料を重点的に調べる予定である。

Research Products

• [Journal Article] Chlorine-rich fluid or melt activity during granulite facies metamorphism in the Late Proterozoic to Cambrian continental collision zone-An example from theSer Rondane Mountains, East Antarctica (2013)
  • Author(s): Fumiko Higashino, Tetsuo Kawakami, M. Satish-Kumar, Masahiro Ishikawa, Kenshi Maki, Noriyoshi Tsuchiya, Geoffrey H. Grantham, Takafumi Hirata
  • Journal Title: Precambrian Research Volume: 234 Pages: 229-246
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 高度変成岩中で見られる複数段階の高濃度塩水活動-セール・ロンダーネ山地ブラットニーバネの例 (2014)
  • Author(s): 東野文子、河上哲生、土屋範芳、サティシュ・クマール、石川正弘、ジェフ、グランサム
  • Organizer: 変成岩などシンポジウム
  • Place of Presentation: 小川屋(岐阜県下呂市)
  • Year and Date: 20140315-17
• [Presentation] Multi-stage brine activity in the granulite terrane- New findings from the mafic gneisses from the &Jr Rondane Mountains, East Antarctica. (2014)
  • Author(s): Higashino, F., Kawakami, T., Tsuchiya, N., Ishikawa, M., Satish-Kumar, M., Grantham, G. H.
  • Organizer: 11th International Workshop on WATER DYNAMICS. (国際シンポジウム)
  • Place of Presentation: 東北大学(宮城県仙台市)
  • Year and Date: 20140312-14
  • Invited
• [Presentation] Syn-metamorphic boron-bearing aqueous fluid and chloride brine activities in continental collision zones. (2014)
  • Author(s): Kawakami, T., Higashino, F., Tsuchiya, N., Ishikawa, M., Satish-Kumar, M., Sakai, H., Sato, K.
  • Organizer: 11th International Workshop on WATER DYNAMICS (国際シンポジウム)
  • Place of Presentation: 東北大学(宮城県仙台市)
  • Year and Date: 20140312-14
  • Invited
• [Presentation] Significance of multi-stage chloride brine activity in granulite terrane- An example from Brattnipene, Sor Rondane Mountains, East Antarctica (2014)
  • Author(s): Higashino, F., Kawakami, T., Tsuchiya, N., Satish-Kumar, M., Ishikawa, M., Grantham, G. H.
  • Organizer: GeoflPtd 3 (国際シンポジウム)
  • Place of Presentation: 東京工業大学(東京都目黒区)
  • Year and Date: 20140228-0303
• [Presentation] Syn-metamorphic boron-bearing and chlorine-bearing fluid activities in continental collision settingsal collision settings (2014)
  • Author(s): Kawakami, T., Higashino, F., Sakai, H., Sato, K., Tsuchiya, N., Ishikawa, M., Satish-Kumar, M., Grantham, G. H.
  • Organizer: GeoflUid 3 (国際シンポジウム)
  • Place of Presentation: 東京工業大学(東京都目黒区)
  • Year and Date: 20140228-0303
• [Presentation] 東南極セール・ロンダーネ山地ブラットニーバネにおける複数段階の塩素に富む流体活動の意義 (2014)
  • Author(s): 東野文子、河上哲生、土屋範芳、サティシュ・クマール、石川正弘、ジェフ、グランサム
  • Organizer: 第79回西日本東南極セミナー
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡県福岡市)
  • Year and Date: 20140110-12
• [Presentation] 東南極セール・ロンダーネ山地ブラットニーバネにおける複数段階の塩素に富む流体活動の意義 (2013)
  • Author(s): 東野文子、河上哲生、土屋範芳、サティシュ・クマール、石川正弘、ジェフ、グランサム
  • Organizer: 第33回極域地学シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立極地研究所(東京都立川市)
  • Year and Date: 20131114-15
• [Presentation] 大陸衝突帯で見られる複数段階の塩素に富む流体活動と希土類元素に富む鉱物の挙動 (2013)
  • Author(s): 東野文子、河上哲生、土屋範芳、サティシュ・クマール、石川正弘、ジェフ、グランサム
  • Organizer: 日本鉱物科学会2013年年会
  • Place of Presentation: 筑波大学(茨城県つくば市)
  • Year and Date: 20130911-13
• [Presentation] Multi-stage Cl-rich fluid activity and behavior of REE-bearing minerals in a Neoproterozoic granulite terrane. (2013)
  • Author(s): Higashino, F., Kawakami, T., M. Satish-Kumar, Ishikawa, M., Tsuchiya, N., Grantham, G., H.
  • Organizer: Goldschmidt 2013(国際学会)
  • Place of Presentation: イタリア、フィレンツェ
  • Year and Date: 20130825-30
• [Presentation] グラニュライト相下の塩素に富む流体活動に伴う希土類元素に富む鉱物の挙動 (2013)
  • Author(s): 東野文子、河上哲生、土屋範芳、サティシュ・クマール、石川正弘、ジェフ、グランサム
  • Organizer: 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: 20130519-24
• [Book] 海は百面相(希少鉱物に残された海の痕跡、分担執筆) (2013)
  • Author(s): 河上哲生、東野文子
  • Total Pages: 248 (30-31)
  • Publisher: 京都通信社
• [Remarks] 京都大学大学院理学研究科地質学鉱物学教室岩石学講座ホームページ
  • URL: http://www.kueps.kyoto-u.ac.jp/~web-Ret/indexj.htm
• [Remarks] 上記ホームページ内にある東野文子のホームページ
  • URL: http://www.kueps.kyoto-u.ac.jp/~web-pet/higashno-j.htm