2020 Fiscal Year Annual Research Report
プレート収束境界における岩石組織形成と流体発生プロセスの解明
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17H02981
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
岡本 敦 東北大学, 環境科学研究科, 教授 (40422092)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宇野 正起 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (50748150)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 沈み込み帯 / 流体 / ざくろ石 / 結晶サイズ分布 / 蛇紋岩 / 水熱実験 / 脱水 / プレート境界 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
三波川帯のエクロジャイトのざくろ石の結晶サイズ分布をX線CTを用いて解析し、コアとリムの累帯構造から、結晶成長が元々の結晶サイズに依存すること、また、コアの組成が若干変化することを明らかにした。すなわち、ざくろ石のサイズ分布は、核形成時期の影響があるものの成長様式によるものであることを示唆する。また、このような結晶サイズの特徴が、同一の試料のそれぞれの層によって変わることを見出した。核形成＋成長に関する単純なモデルで結晶サイズ分布を作るフォーワードモデルを作成したが、モデル選択についてはまだ今後の課題である。また、モンゴル西部のエクロジャイトについて、そのざくろ石の成長組織に基づく温度圧力履歴を精密決定した。
三波川帯の関東山地の蛇紋岩体を解析することにより、沈み込み帯においてCO2流体が、マントルウェッジ由来の蛇紋岩と反応することにより、破壊を伴いながら脱水反応を引き起こすことを明らかにした。この成果は、communications earth & environments 誌に掲載され、大きな注目を集めた。また、このプロセスは、四国の他の岩体でも観察されること、また、同様の反応に伴う破壊現象はシリカ交代作用でも起こることを天然の岩体の解析とプレート境界に沿った溶液科学計算により明らかにした。特に、沈み込み帯に沿った元素移動は体積変化を大きく変化させて、破壊様式にも大きな影響を与える。反応による元素の破壊、それによる浸透率の上昇をアナログ実験により明らかにした。このような反応による破壊、それによる流体の発生、または移動は沈み込み帯の流体圧を変化させ、プレート境界のスロー地震などにも影響を与えることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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