2016 Fiscal Year Research-status Report
天然の試料を用いた沈み込み帯浅部におけるマントル対流様式の解明
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16K17820
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
纐纈 佑衣 名古屋大学, 環境学研究科, 助教 (20726385)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | スラブ－マントル境界 / 剪断熱 / 炭質物ラマン温度計 / 変泥質岩 / 三波川変成帯 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成28年度は、沈み込み帯浅部スラブ－マントル境界における剪断熱の有無を評価するため、四国中央部三波川帯汗見川地域において採取された変泥質岩試料をラマン分光分析し、岩石が経験した最高被熱温度を測定した。既に所属研究室の修士学生によって汗見川沿いの温度構造が測定されていたが、学部生と共に汗見川東部の2ルートの変泥質岩試料を分析し、より広域における温度構造を明らかにした。そして、調査地域中央部に位置する白髪山蛇紋岩体周辺の変泥質岩を系統的に分析し、スラブ－マントル境界と考えられる位置から離れるにしたがって温度構造がどのように変化するかを明らかにした。
分析によって得られた汗見川地域の温度構造は、先行研究と同様に南から北に向かって温度が上昇する傾向が見られた。本研究結果と、先行研究において鉱物組合せから提案されているアイソグラッドとを比較した結果、概ね一致する結果となった。白髪山蛇紋岩体東部境界は、鉱物組合せからスラブ－マントル境界である可能性が指摘されているため、東部境界から東に向かって系統的に採取された変泥質岩試料を分析した。その結果、汗見川地域の変成度の上昇とは異なる傾向を示す温度上昇が確認された。この温度上昇は、スラブ－マントル境界における剪断熱の影響を反映している可能性が考えられる。
さらに、平成28年度は、平成29年度に実施予定であった剪断熱の数値計算解析に着手し、簡単な一次元モデルを用いた検討を行った。その結果、従来想定されている沈み込み帯境界で発生する剪断熱の上限値よりも有意に高い熱の発生が示唆された。平成29年度は、数値計算解析に用いたパラメーターの妥当性の検討や、二次元モデルなどの複雑な場合を想定し、より確度の高いモデリングを行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成28年度は計画通り炭質物ラマン温度計を用いて汗見川地域の温度構造の測定を行った。従来は汗見川沿い1ルートの温度構造しか調査されていなかったのに対し、先行研究のデータも組合せる事によって、汗見川地域約6km×5kmの範囲における温度構造の全容が明らかになった。また、白髪山蛇紋岩体東部境界において採取された試料の分析によって、剪断熱が発生していた可能性を示唆する温度上昇を確認できた。さらに、暫定的ではあるが、平成29年度に予定していた数値計算モデリングにも着手する事ができ、剪断熱が発生していた場合における大まかな値を見積もる事ができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は、前年度に確認されたスラブ－マントル境界に相当する白髪山蛇紋岩体境界部における温度上昇について、より詳細なモデル計算を行って、剪断熱の有無を明らかにし、そして具体的な値を評価する予定である。また、剪断熱以外の可能性についても検討し、次年度の計画であるスラブ－マントル間のカップリング度の評価につなげる。特に、熱モデリングはエクセルを使った簡単な一次元の計算を行うにとどまっているが、数値解析ソフトMatlab (Mathworks)を用いた解析を導入する事によって、二次元における熱構造をモデリングする予定である。また、三波川変成帯における沈み込み帯の温度構造についてシュミレーションを行っている研究者と連絡をとり、計算された熱モデリングの結果の妥当性についても検証を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
本研究で試料の分析に用いるEPMA装置の不具合が多く、平成28年度には計画通りおよそ100万円をメンテナンス費として使用したが、平成29年度も同程度の維持費が必要になる可能性がある、との見込みから、当初の計画では初年度の平成28年度に予定していた数値解析ソフトMatlabと作図ソフトSurferの購入を見送った。これらのソフトは平成28年度の段階においてはまだ必要でなかったため、研究の進捗に大きな影響は出ていない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度の研究計画において必要となる数値解析ソフトMatlabは、平成29年度に購入予定である。一方、作図ソフトSurferは現段階ではまだ入手できなくても研究が進められるため、残りの金額は、EPMAのメンテナンス費として優先的に使用する予定である。
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