2017 Fiscal Year Annual Research Report
UHP chromitite and microdiamond first reported from Japan
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16H02238
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
西山 忠男 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (10156127)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉朝 朗 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (00191536)
森 康 北九州市立自然史・歴史博物館, 自然史課, 学芸員 (20359475)
磯部 博志 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (80311869)
大藤 弘明 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, 教授 (80403864)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | マイクロダイヤモンド / 超高圧変成作用 / 沈み込み帯 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
九州の長崎変成岩からマイクロダイヤモンドをラマン分光法により発見し，共同研究者の愛媛大学大藤教授によっても透過電子線顕微鏡下で電子線回折法により確認された．これにより長崎変成岩の一部（西彼杵変成岩の西部）が白亜紀の超高圧変成作用を受けたことが明確になった．この成果により，採択課題の当初の研究目的の主要な部分が達成された．このマイクロダイヤモンドは世界的に見てもきわめて珍しい産状と形成条件を示す．マイクロダイヤモンドは径１ミクロン以下の結晶が多数集合して，数１０ミクロンの集合体をなしており，常にドロマイトなどの炭酸塩鉱物を伴っている．その形成条件は共存する石墨のラマン温度計により450℃と推定された．これは世界でも最も低温で形成されたダイヤモンドであり，その意味でも特筆される．またマイクロダイヤモンド集合体は泥質片岩の基質中に産する．このような産状も世界で初めての報告となる．このようなマイクロダイヤモンド集合体は日本の変成岩からは初めての発見・確定である（マイクロダイヤモンド自体は，四国の火成岩中の包有物としてMizukami et al.(2008)によって報告されており，これが2例目となるが，変成岩からの産出は日本初である．両者の地質学的意義は全く異なる．）．マイクロダイヤモンドの形成過程についても，ドロマイトとの共存から，C-O-H流体からの沈殿物であることが明らかになった．これらの成果については，2018年8月にオーストラリアで開催される国際鉱物学連合の大会で講演する予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本採択課題では，九州の長崎変成岩と肥後変成岩からわれわれが，ラマン分光法により発見したマイクロダイヤモンドを透過電子線顕微鏡などのほかの方法によって確定し，これら2つの変成岩が超高圧変成作用をこうむったことを確定することにある．これまで長崎変成岩からはいくつかのタイプのマイクロダイヤモンドを発見している．（1）クロミタイト中の包有物，（2）シュードタキライト中の包有物，（3）泥質片岩中のもの．今回，3番目の泥質片岩中のものについて，マイクロダイヤモンドであることの確定ができた．ほかの2つの産状のものは非常に粒子が小さいので，透過電顕法による確認が難航している．しかし，泥質片岩中のものについて確定できたので，長崎変成岩については当初の目的を達成したと言える．また，マイクロダイヤモンドの産状から，それが高温高圧下でC-O-H流体から沈殿して形成されたことが明確になったことは，予想を超える成果であったといえよう．
肥後変成岩については，ラマン分光法でマイクロダイヤモンドが発見されたものの，現在確認されたのは，クロマイト中の炭質物が非晶質石墨であるということに留まっている．この非晶質石墨はダイヤモンドからの転移生成物である可能性が高いが，まだダイヤモンドそのものは確定できていない．現在ザクロ石中のマイクロダイヤモンド包有物の検討を進めている段階である．以上のことから，長崎変成岩中のものは確定したものの，肥後変成岩のマイクロダイヤモンドについて確定に至っていないので，おおむね順調に進展していると評価した．
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| Strategy for Future Research Activity |
1.長崎変成岩に産するマイクロダイヤモンドの記載を進める．今回確定した泥質マイクロダイヤモンドや，これまでに発見したクロミタイト中のもの，シュードタキライト中のもの以外の産状のものも存在する可能性が高く，さらなる研究を進める．とりわけ，雪浦の蛇紋岩メランジュ中に構造岩塊として産するザクロ石角閃岩の分析を進め，変成条件の解明とマイクロダイヤモンドの発見に努力する．さらにマイクロダイヤモンド以外の超高圧・高圧の鉱物が含まれていないか，確認を進める．これまでコース石の仮像が発見されているが，コース石そのものがないか，研究を進める．また石墨のラマン温度計から推定された温度圧力条件は，ローソン石エクロガイト相の温度圧力条件であるが，ローソン石もまだ発見に至っていない．これらの鉱物の探索を通じて，変成条件の精密解析を進めたい．
2.肥後変成岩については，泥質片麻岩中のザクロ石からマイクロダイヤモンドをラマン分光法によって確認しているが，まだ透過電子顕微鏡による確定ができたいないので，電子線回折に適した試料を探し出して，確定につなげたい．またマイクロダイヤモンドを含む岩石の変成帯中での空間的広がりを明らかにし，その産出の意義について考察する．さらにマイクロダイヤモンドをふくむザクロ石は，特異な累帯構造を示すことが明らかになった．その累帯構造はHiroi(1998)によって示された阿武隈変成岩中のものと酷似している．その観点から，阿武隈変成岩と肥後変成岩の類似性について研究と考察をすすめる．
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Spatial distribution of the apatite fission-tack ages in the Toki granite, central Japan:Exhumation rate of a Cretaceous pluton emplcaed in the East Asian continental margin.2017
Author(s)
Yuguchi, T., Sueoka, S., Iwano,H., Danhara, T., Ishibashi,. M., sasao, E., and Nishiyama, T.
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Journal Title
Island Arc
Volume: 00
Pages: 1-15
DOI
Peer Reviewed
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