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2022 Fiscal Year Annual Research Report

The lithosphere-asthenosphere boundary zone at steady state

Research Project

Project/Area Number 20H02003
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小澤 一仁  東京大学, 大気海洋研究所, 特任研究員 (90160853)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 秋澤 紀克  東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (40750013)
栗谷 豪  北海道大学, 理学研究院, 教授 (80397900)
柵山 徹也  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (80553081)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsリソスフェアーアセノスフェア境界 / マントルカンラン岩 / 定常的LAB / マントルソリダス / マントルポテンシャル温度
Outline of Annual Research Achievements

リソスフェア-アセノスフェア境界(LAB)の深さがどのような機構で決定されるかを明らかにする事は、地球内部から宇宙空間への熱放出の効率や経年変化を知る上で極めて重要である。その機構は海洋地域や大陸地域などによっても異なる可能性があるため、本研究では、様々なテクトニック場にあるLABの実体を明らかにする事でこの問題に取り組んだ。この問題を解明するための鍵になる基本的概念は、定常的LABである。これは年代の古い海洋地域下の地温曲線がソリダスに内接する条件によって特定されるケースであり、LABの深さは、LAB領域を構成しているマントル物質のソリダスとさらに深部のアセノスフェアのポテンシャル温度(Tp)によって決定される。これを「定常的LAB仮説」と呼び、複数地域でマントルカンラン岩ゼノリスとそれを地表にもたらしたマントル由来の火山岩という異なる性質の岩石を組み合わせて、LAB深度、LABより浅部の地温勾配、LABより深部のマントルのTpと水を含めた化学組成を明らかにする事で、どのような環境で定常的LABが実現され、そうでない場合に非定常性がどのようなものかを明らかにすることを目的としている。前年度までに東北日本弧一ノ目潟火山と北アメリカコロラド高原のミネット岩脈中に産するカンラン岩ゼノリスを対象として多くの知見を得ることに成功した。最終年度には、モロッコ中アトラス山脈の2地域の火山に産するカンラン岩ゼノリスの研究を進め、既に詳細な研究を行っているゼノリスのホスト火山岩の全岩、微量元素、Sr, Nd, Pb同位体組成を決定し、火山岩の斑晶とマトリックスの岩石・鉱物学的特徴を明らかにした。またカンラン岩ゼノリスのOs同位体と白金族元素の分析も行った。地温勾配の異なる2地域でのマグマ生成深さとコンドライトで規格化した希土類元素パターンの比較から、LAB深さとTpの相関関係が示唆される。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (18 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] Cadi Ayad University(モロッコ)

    • Country Name
      MOROCCO
    • Counterpart Institution
      Cadi Ayad University
  • [Int'l Joint Research] Assiut University(エジプト)

    • Country Name
      EGYPT
    • Counterpart Institution
      Assiut University
  • [Journal Article] Magma fractionation and emplacement mechanism in a subvolcanic plumbing system in a continental region: constraints from the late Neoproterozoic Wadi Dib ring complex in the Eastern Desert, Egypt2023

    • Author(s)
      SAAD Eman、OZAWA Kazuhito、KURITANI Takeshi、KHUDEIR Ali A.
    • Journal Title

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences

      Volume: 118 Pages: 018-1~44

    • DOI

      10.2465/jmps.220801

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Geochemical constraints on the evolution of the magmatic system leading to catastrophic eruptions at Aira Caldera, Japan2023

    • Author(s)
      Kuritani Takeshi
    • Journal Title

      Lithos

      Volume: 450-451 Pages: 107208~107208

    • DOI

      10.1016/j.lithos.2023.107208

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Olivine Melt Inclusion Constraints on Some Intensive Properties of Subvolcanic Crystal Mushes and Their Evolution through Boundary Layer Fractionation in Northern Japan2022

    • Author(s)
      Brahm R、Zellmer G F、Kuritani T、Sakamoto N、Yurimoto H、Nakagawa M、Sato E
    • Journal Title

      Journal of Petrology

      Volume: 63 Pages: 1-23

    • DOI

      10.1093/petrology/egac016

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Compositional Variation of Picrites in the Emeishan Large Igneous Province Modulated by Water in the Mantle Plume2022

    • Author(s)
      Liu J.、Xia Q. K.、Sun H.、Hanski E.、Kuritani T.、Gu X. Y.、Chen H.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      Volume: 127 Pages: 1-15

    • DOI

      10.1029/2021JB023584

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Water enrichment in the mid-ocean ridge by recycling of mantle wedge residue2022

    • Author(s)
      Liu Jia、Tao Chunhui、Zhou Jianping、Shimizu Kenji、Li Wei、Liang Jin、Liao Shili、Kuritani Takeshi、Deloule Etienne、Ushikubo Takayuki、Nakagawa Mitsuhiro、Yang Weifang、Zhang Guoyin、Liu Yunlong、Zhu Chuanwei、Sun Hao、Zhou Jingjun
    • Journal Title

      Earth and Planetary Science Letters

      Volume: 584 Pages: 117455~117455

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2022.117455

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A direct evidence for disturbance of whole sediment layer in the subducting Pacific plate by petit-spot magma?water/sediment interaction2022

    • Author(s)
      Akizawa Norikatsu、Hirano Naoto、Matsuzaki Kenji M.、Machida Shiki、Tamura Chiori、Kaneko Junji、Iwano Hideki、Danhara Tohru、Hirata Takafumi
    • Journal Title

      Marine Geology

      Volume: 444 Pages: 106712~106712

    • DOI

      10.1016/j.margeo.2021.106712

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Estimation of melting conditions and potential temperature for highly alkaline fractionated trachybasalts: Wadi Dib ring complex in the Nubian Shield, Eastern Desert of Egypt2023

    • Author(s)
      Saad, E., Ozawa, K., Kuritani, T., and Khudeir, A. A.
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
  • [Presentation] Deformation coupled with thermal event in the lithosphere-asthenosphere boundary zone: microstructural evidence from crystal Interface migration in peridotite xenoliths2023

    • Author(s)
      Ozawa, K., Sato, Y., Youbi, N., and Boumehdi, M. A.
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
  • [Presentation] 桜島の完新世噴出物のSr-Nd-Pb同位体比分析に基づくマグマ系の進化についての検討2023

    • Author(s)
      栗谷豪・中川光弘・松本亜希子
    • Organizer
      日本火山学会
  • [Presentation] Geochemical stratigraphy of oceanic lithosphere reconstructed by spinel/garnet peridotite xenoliths from petit-spots in the northwestern Pacific2023

    • Author(s)
      Akizawa, N., Ishikawa, A., Niwa, Y., Alard, O., Greau, Y., Hirano, N., Machida, S.
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evidence for suboceanic small-scale convection from a “garnet”-bearing lherzolite xenolith, Aitutaki Island, Cook Islands2023

    • Author(s)
      秋澤 紀克, 小澤 一仁, 小木曽 哲, 石川 晃, ウォリス サイモン, 川本 竜彦, 田村 明弘, 森下 知晃
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Geochemistry of Melt Inclusion in Scoria, Jeju Island, South Korea2023

    • Author(s)
      Kang M., Sakuyama T., Shimizu K., Ushikubo T.
    • Organizer
      2023 Joint Fall Meeting of Korean Geological Societies
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spatial variation of lithosphere-asthenosphere interaction revealed from peridotites and gabbros in the Hidaka metamorphic belt2022

    • Author(s)
      小澤一仁・田上創
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2022年大会
  • [Presentation] Fractionation of a shallow silicic magmas body through interaction of collapse of volcanic structure and roof boundary layer documented in the Wadi Dib ring complex, Eastern Desert of Egypt2022

    • Author(s)
      Saad, E., Ozawa, K., Kuritani, T., and Khudeir, A. A.
    • Organizer
      European Geoscience Union Annual Assembly
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Coupling of fractionation and collapse of volcanic pile and roof boundary layer of a magma body documented in the Wadi Dib ring complex, Eastern Desert of Egypt2022

    • Author(s)
      Saad, E., Ozawa, K., Kuritani, T., and Khudeir, A. A.
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2022年大会
  • [Presentation] 斑晶メルト包有物の水素同位体比による沈み込む太平洋プレートの追跡2022

    • Author(s)
      栗谷豪・清水健二・牛久保孝行・Xia Qun-ke・Liu Jia・中川光弘・谷内元・佐藤鋭一・土井宣夫
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2022年大会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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