2020 Fiscal Year Annual Research Report
ゴンドワナ大陸衝突帯の形成過程の総合的理解：東南極リュツォ・ホルム岩体を例として
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19J20534
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
高橋 一輝 筑波大学, 生命環境科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | リュツォ・ホルム岩体 / ざくろ石 / ラマン分光法 / 塩素 / 不透明鉱物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はまず、薄片の作成および顕微鏡観察を行った。対象は東南極リュツォ・ホルム岩体のスカレビークスハルセン地域（SVH）に産するマーブルおよび泥質グラニュライトと、その境界に発達する石灰珪質グラニュライトである。その結果として、①泥質グラニュライトからマーブルに向かうにつれて塩素および二酸化炭素を含む鉱物である柱石が増加すること、②柱石がコア・リム構造を持つこと、③マーブルとの境界部には黒雲母や角閃石が濃集すること、④石墨は泥質グラニュライトに近いものにのみ見られること、⑤比較的粗粒の磁硫鉄鉱や黄銅鉱といった硫化鉱物が存在することがわかった。
次に、流体の挙動を調べるために電子線マイクロアナライザー（EPMA）を用いてSVHに産するざくろ石を含む苦鉄質グラニュライト中の角閃石や黒雲母、燐灰石のフッ素・塩素含有量を分析した。その結果、塩素に比較的富み、流体の影響を受けたと考えられるサンプルと、フッ素に富むサンプルがあることが分かった。さらに、EPMAを用いて同じサンプルの不透明鉱物の同定および組成分析を行った。その結果、マトリックスの硫化鉱物が鉄硫化鉱物に富む岩石のざくろ石や角閃石中の包有物が鉄に富むのに対して、銅－鉄硫化鉱物に富む岩石の包有物は鉄に富むものと銅に富むものがあることがわかった。また、銅－鉄硫化鉱物に富むサンプル中には、As・Se・Pd・Ag・Pt・Biといった様々な元素を含む鉱物が見られた。
加えて、ざくろ石に包有される石英の残留圧力を用いた圧力計の適用を試みた。残留圧力はラマン分光計を用いて推定し、茨城県の西堂平変成岩を対象とした。600 ℃で最大9.6 kbarが得られ、地質温度圧力計の結果（4.5-6.9 kbar・630-650 ℃）よりも高圧となった。これは、累進変成作用時のピーク圧力であると考えられる。
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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
当初は主に炭素や希ガスの同位体分析を行い、変成年代も分析する予定であった。しかし不透明鉱物に様々な元素を含む鉱物があることがわかったため、その分析が主となった。その結果不透明鉱物の挙動を考察することができた。さらに、昨年度に引き続き、ラマン分光計を用いた圧力計の適用も行い、分析手法を確立することができた。その結果として従来の手法ではわからなかった高圧条件を得ることができた。これらは本研究の目的の1つである変成温度圧力経路を推定することに関する成果である。また、目的の1つである流体の挙動の解明のために鉱物中のフッ素・塩素含有量を分析し、流体の影響の程度を推定することができた。研究成果については国内学会（極域科学シンポジウム）にてポスター発表を行った。従って、全体としてはおおむね順調に研究が進んでいると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
流体の挙動を明らかにするために、引き続き角閃石や黒雲母、燐灰石、柱石といった鉱物の塩素およびフッ素濃度を電子線マイクロアナライザーで測定し、流体（塩水）の挙動を探る。また、加熱冷却実験およびラマン分光法により流体包有物の組成や性質を解析する。これらの結果として、二酸化炭素流体および塩水の挙動や役割を解析する。さらに苦鉄質グラニュライト中の脈状の石墨や石灰珪質グラニュライト・泥質グラニュライト中の石墨の炭素同位体分析を行い、二酸化炭素流体の挙動を明らかにする。変成年代についてはジルコンをレーザーアブレーション誘導結合プラズマ質量分析計（LA-ISP-MS）で分析し、年代と希土類元素パターンを比較することで、温度圧力経路と年代を対応させる。
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[Journal Article] Neoproterozoic crustal growth in southern Malawi: New insights from petrology, geochemistry, and U-Pb zircon geochronology, and implications for the Kalahari Craton-Congo Craton amalgamation2021
Author(s)
Tsunogae, T., Uthup, S., Nyirongo, M.W., Takahashi, K., Rahman, Md.S., Liu, Q., Takamura, Y., Tsutsumi, Y.
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Journal Title
Precambrian Research
Volume: 352
Pages: 106007
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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