2017 Fiscal Year Annual Research Report
Thermal evolution modelling of crystalline rock and long term history of chemical characteristics within the rock body
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16H06138
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
湯口 貴史 山形大学, 理学部, 講師 (00516859)
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2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 結晶質岩 / 熱モデル / 変質鉱物 / アパタイトFT年代 / ジルコンU-Pb年代 / 地層処分 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，割れ目充填鉱物と変質鉱物の生成時期・温度条件および岩石学的な特徴の相違を把握することで，二次鉱物の生成をもたらす流体の化学的特性の長期変遷の解明を行う。本研究は，土岐花崗岩体を対象とし，以下のSTEP1－3を経ることで，平成28－31年度の4ヶ年で達成する計画である。
【STEP1】花崗岩の形成と発達に係る熱進化モデルの構築 【STEP2】流体の情報を保存する割れ目充填鉱物と変質鉱物の岩石学的情報と形成温度・年代の解明 【STEP3】流体の化学的特徴の長期的な変遷の解明
平成29年度は【STEP1】の最終段階を実施した。第一に『アパタイトのFT年代と逆解析から得られる花崗岩体の低温条件下での年代温度履歴（t-T path）の取得』を行った。上記でジルコンを扱った試料に対して，アパタイトのFT年代測定とFT長解析を実施した。これにより低温条件における熱履歴を明らかにした。この成果は「Spatial distribution of the apatite fission-track ages in the Toki granite, central Japan: Exhumation rate of a Cretaceous pluton emplaced in the East Asian continental margin」として，国際誌Island Arcに公表した。
第二に『ジルコンの持つU-Pb年代，カソードルミネッセンス(CL)像，Ti濃度の取得に基づく，花崗岩体の高温条件下でのt-T path』と『アパタイトのFT年代と逆解析から得られる花崗岩体の低温条件下でのt-T path』で得られたデータと新規に取得したジルコンフィッション・トラック年代と黒雲母K-Ar年代を統合することによって，高温から低温までの連続的な花崗岩体の領域ごとのt-T pathを構築した。次に各領域のt-T pathが示す冷却速度の相違や類似性を検証し，花崗岩体の熱進化モデルを構築した。この成果は，国際誌Journal of Asian Earth Sciencesに投稿を行った。
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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
平成29年度は「研究実績の概要」で述べたように，「【STEP1】花崗岩の形成と発達に係る熱進化モデルの構築」に関する2つのテーマに対して研究を進捗させた。アパタイト年代測定を扱ったテーマでは論文化・国際誌への掲載に至った。STEP1の集大成となる熱モデルの構築はデータ収集から論文化までの達成に至った。当初計画以上の成果として，花崗岩体の領域ごとのt-T path（熱モデル）と割れ目の分布の間に相関があることを見出した。このことは熱水や物質の移動経路である割れ目の分布評価を行う上でも，熱モデルが有用となることが明らかになった。
また「【STEP2】流体の情報を保存する割れ目充填鉱物と変質鉱物の岩石学的情報と形成温度・年代の解明」中の課題である変質鉱物の年代データを取得した。花崗岩体中で普遍的に生じる変質現象であるソーシュライト化に対して多くの知見を収集することが出来た。以上のことを総合的に勘案し，「おおむね順調に進展している」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度以降は，STEP2，STEP3を順次実施する。特に平成30年度はSTEP2を集中的に実施し，最終年度である平成31年度には，STEP1とSTEP2のデータを統合し，STEP3となる花崗岩体中の流体特性の長期変遷について明らかにする計画である。
平成30年度はSTEP2として，斜長石中にイライトやカリ長石を形成するソーシュライト化という変質現象に着目する。ソーシュライト化で生じる鉱物の岩石記載，化学組成の取得等を実施し，これらの鉱物をもたらす熱水の化学的特徴を解明する。それに加えて平成28・29年度においてソーシュライト化で生じる鉱物であるイライトとカリ長石のK-Ar年代測定を実施した。岩石学的データと年代学的データを融合させ，時間軸を付した熱水の化学的特徴の推移，つまりSTEP3の一端となる流体の化学的特徴の長期的な変遷について言及する計画である。得られた成果は順次取りまとめ，日本鉱物学会や日本地質学会での学会発表を行う。
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Research Products
(5 results)
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[Journal Article] Spatial distribution of the apatite fission-track ages in the Toki granite, central Japan: Exhumation rate of a Cretaceous pluton emplaced in the East Asian continental margin.2017
Author(s)
Yuguchi, T., Sueoka, S., Iwano, H., Danhara, T., Ishibashi, M., Sasao, E. and Nishiyama
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Journal Title
Island Arc
Volume: 26
Pages: e12219
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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