Multiple microanalysis of melt inclusions collected from ocean island basalts to constrain hydration and dehydration of melting sources

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K03812
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 浜田 盛久 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球内部物質循環研究分野, 研究員 (60456853)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 海洋島玄武岩

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、二次イオン質量分析計を用いて海洋島玄武岩のメルト包有物の含水量や水素同位体比を高精度に分析することと併せて、同一の微小なメルト包有物から主要元素、微量元素、揮発性成分、鉛同位体比などの分析を行い、それぞれの元素・同位体比同士の関連を明らかにすることにより、水が地球内部をどのように循環しているのかを明らかにすることを目指している。その目的を達成するためには、急冷され、変質を受けていないガラス質のメルト包有物を得る必要がある。メルト包有物の状態が本研究の成否を決めると言っても過言ではないが、海洋島の陸上に噴出して徐冷された溶岩からは、ガラス質のメルト包有物を得ることは困難である。平成３０年度においては、海洋研究開発機構の海洋地球研究船「みらい」による南太平洋クック・オーストラル諸島海域への研究航海に乗船参加する機会を得て、同海域のライババエ島沖およびプレジデント・デアーズ・バンク（海山）の海底に噴出した海洋島玄武岩をドレッジによって採取した。航海中に４回ドレッジを行い、合計約250kgの海洋島玄武岩を採取することができ、船上で岩石学的記載を行った。得られた試料の大部分は無斑晶質な玄武岩、または斑晶として含まれるカンラン石が変質している玄武岩であったが、本研究の目的を達するために適した、変質を受けていないガラス質のメルト包有物が含まれていないか探索を行って、鋭意、研究を継続中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の研究計画では、研究の手始めとして、既にアーカイブ試料として保管されている海洋島玄武岩からガラス質のメルト包有物を探し出す、またはヒーティングステージ等を用いて二次鉱物が晶出したメルト包有物を加熱・均質化して分析を開始することになっていた。研究航海への参加という、当初の研究計画にはなかった試料採取を初年度に行うこととなり、それ自体は、よりよい条件の海洋島玄武岩のメルト包有物試料を得る上で重要なステップであったが、分析を開始できていないという点で、研究計画に照らしてやや遅れている。

Strategy for Future Research Activity

研究航海で採取してきた海洋島玄武岩の試料から新鮮でガラス質なメルト包有物を探し出すことに加え、当初の初年度の研究計画に掲げたアーカイブ試料を活用したメルト包有物の分析をスピードを上げて進める。併せて、当初の２年目の研究計画として掲げた、Rarotonga島への野外調査に出かけて、陸上に噴出した海洋島玄武岩試料から本研究の目的に適したメルト包有物試料を得る可能性を計画通り追究する。

Research Products

• [Journal Article] Tiny droplets of ocean island basalts unveil Earth’s deep chlorine cycle (2019)
  • Author(s): Hanyu, T., Shimizu, K., Ushikubo, T., Kimura, J.-I., Chang, Q., Hamada, M., Ito, M., Iwamori, H., Ishikawa, T.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 10 Pages: -
  • DOI: 10.1038/s41467-018-07955-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Mineral-fluid interactions in the late Archean Closepet granite batholith, Dharwar Craton, southern India (2019)
  • Author(s): Slaby, E., Gros, K., Forster, H.-J., Wudarska, A., Birski, L., Hamada, M., Gotze, J., Martin, H., Jayananda, M., Moyen, J.-F., Moszumanska, I.
  • Journal Title: Geological Society, London, Special Publications Volume: 489 Pages: SP489～2019-287
  • DOI: 10.1144/SP489-2019-287
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The tremendous potential of deep-sea mud as a source of rare-earth elements (2018)
  • Author(s): Takaya, Y., Yasukawa, K., Kawasaki, T., Fujinaga, K., Ohta, J., Usui, Y., Nakamura, K., Kimura, J.-I., Chang, Q., Hamada, M., Dodbiba, G., Nozaki, T., Iijima, K., Morisawa, T., Kuwahara, T., Ishida, Y., Ichimura, T., Kitazume, M., Fujita, T., Kato, Y.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 8 Pages: -
  • DOI: 10.1038/s41598-018-23948-5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Evolution of Magma Plumbing System in Miyakejima Volcano: Constraints From Melting Experiments (2018)
  • Author(s): Ushioda, M., Takahashi, E., Hamada, M., Suzuki, T., Niihori, K.
  • Journal Title: Journal of Geophysical Research: Solid Earth Volume: 123 Pages: 8615～8636
  • DOI: 10.1029/2018JB015910
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 微量元素・同位体地球化学から読み解く富士火山マグマの化学進化 (2018)
  • Author(s): 原田智代、飯塚毅、浜田盛久、安田敦、吉本充宏
  • Journal Title: 月刊地球 Volume: 40 Pages: 234～241
• [Presentation] Temporal evolution of proto-Izu-Bonin-Mariana arc volcanism: Constraints from statistical analysis of melt inclusion composition (2018)
  • Author(s): Hamada, M., Iwamori, H., Brandl, P. A., Ushikubo, T., Shimizu, K., Ito, M., Li, H., Savov, I. P.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [Presentation] 斑晶鉱物から読み解く富士火山宝永噴火のマグマ進化及び噴火過程 (2018)
  • Author(s): 原田智代、飯塚毅、清水健二、牛久保孝行、浜田盛久、吉本光宏、安田敦
  • Organizer: 日本火山学会2018年度秋季大会
• [Presentation] Correlated variation in vein type, vein frequency, pH, oxygen fugacity and depth in Oman Drilling Project Holes BA1B, BA3A and BA4A (2018)
  • Author(s): Kelemen, P. B., Bach, W., Evans, K. A., Eslami, A., Farough, A., Hamada, M., Ichiyama, Y., Kahl, W.-A., Matter, J. M., Pezard, P. A., Vankeuren, A. N. P., Godard, M., Michibayashi, K., Choe, S., Coggon, J. A.
  • Organizer: American Geophysical Union Fall Meeting 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Geochemical evolution of magma at Fuji volcano constrained from geochemistry of the 1707 Hoei eruption (2018)
  • Author(s): Harada, C., Iizuka, T., Hamada, M., Yaauda, A., Yoshimoto, M.
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2018年大会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Temporal evolution of proto-Izu-Bonin-Mariana arc volcanism: Constraints from statistical analysis of melt inclusion composition (2018)
  • Author(s): Hamada, M., Iwamori, H., Brandl, P. A., Ushikubo, T., Shimizu, K., Ito, M., Li, H., Savov, I. P.
  • Organizer: 16th International Symposium on Experimental Mineralogy, Petrology and Geochemistry
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Vein distribution in ultramafic basement of the Wadi Lawayni drill sites (2018)
  • Author(s): Bach, W., Kelemen, P. B., Eslami, A., Farough, A., Hamada, M., Ichiyama, Y., Kahl, W.-A., Malvoisin, B., Tutolo, B. M., Godard, M., Michibayashi, K.
  • Organizer: American Geophysical Union Fall Meeting 2018
  • Int'l Joint Research