2021 Fiscal Year Annual Research Report
貫入岩周辺の高精度熱履歴復元および地殻岩石における粒成長メカニズムの解明
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20J20834
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山岡 健 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | 接触変成帯 / プルトン / 熱モデリング / 炭質物 / マグマ溜まり / 火成作用 / 後背地解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に引き続き、世界中の珪長質深成岩の周辺に発達する接触変成帯の文献を収集し、接触変成帯の幅と深成岩の定置深度に関する情報をまとめた。また、それらを解析解を用いた貫入熱モデルと比較し、多くの接触変成帯が、マグマの瞬間的な貫入あるいは長期的な貫入で説明可能であることを確認した。その一方で、一部の接触変成帯は有意に広い幅を示し、それらを説明するためには更なる熱源の追加、つまり、より長期間のマグマ溜まりの存在が必要とされることが新たに明らかとなった。この結果は、幅の広い接触変成帯を検出することで、熱源となる深成岩が火山噴火を伴うマグマ溜まりだったことを特定することができる新たな可能性が示されたことを意味している。また、昨年度から行なっている愛知県本宮山地域の新城トーナル岩を対象とした貫入熱モデルで用いているパラメータの見直しを行なった。特に、マグマ温度や潜熱の評価に重要な結晶化度－マグマ温度の関係について、室内実験や熱力学計算の観点からより妥当なパラメータを与えることができた。その後、新たなパラメータで再計算を行なうことにより、より信頼性の高い接触変成帯のモデリング結果を得た。
昨年度までに得られていた研究成果の一部を、Island Arc誌（紀伊半島三波川帯、中央構造線付近における熱構造）およびLithosphere誌（愛知県本宮山地域における領家変成帯の熱構造と炭質物結晶化度に着目した後背地解析）で公表した。また、接触変成帯と深成岩の噴火履歴の関係についての研究成果をJpGUおよび地質学会で発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究当初の初年度における達成目標は、岩石の粒成長メカニズムの解明へ向けて、本宮山地域の接触変成帯において地質温度計を用いた熱構造の制約および熱モデリングを用いた熱履歴の制約を行なうことであった。しかし、熱モデリングの結果は、粒成長モデリングで使用可能な解像度で接触変成作用の時間スケールの情報を得るためには別の独立な手法を用いる必要があることを示唆している。一方で、熱モデリングによって、プルトン形成時に顕著なマグマ流出の履歴が無いと観測される接触変成帯を説明できないことが明らかとなった。この結果は、過去のマグマ溜まりであるプルトンを、接触変成帯の熱構造に着目することで噴火に関連したものとそうでないものを判別できる可能性があることを示しており、火山学的に重要な結果である。また、執筆・投稿途中であった論文が国際誌に2報掲載された。
以上、総合的に見て本研究は当初の研究計画からはやや遅れているが、重要な成果を得ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
予定していた粒成長のモデリングに関する計画を変更し、広い幅を示す接触変成帯とプルトンの噴火履歴の関連性の解明を目指す。まず、世界各地の接触変成帯のコンパイルとして、プルトンの規模に対する接触変成帯の幅広さに関する情報の収集を継続して行なう。また、白亜紀から古第三紀にかけての日本列島・朝鮮半島における火成活動の年代値や化学組成をコンパイルする。得られたデータセットから、海嶺沈み込みの時期と沈み込み時のトレンチとの位置関係を推定し、新たなテクトニックモデルを検討した上で、本宮山地域の火成活動との関連性を議論する。以上の内容については学会発表を複数回予定しているとともに、2報の論文原稿を執筆し、国際誌に投稿する予定である。
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