2022 Fiscal Year Research-status Report

接触変成岩の温度履歴解明による高時空間解像度を有する地温勾配推定手法の確立

Research Project

Project/Area Number	21K14012
Research Institution	Shinshu University
Principal Investigator	森宏信州大学, 学術研究院理学系, 助教 (80788183)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2026-03-31
Keywords	地温勾配 / 熱モデリング / 接触変成岩 / 炭質物ラマン温度計 / 貫入岩 / 変成温度構造
Outline of Annual Research Achievements	沈み込み帯における諸現象の理解には，地球内部温度構造の解明が必要不可欠である．また，長期的かつ広域的な温度構造の変遷を探る上では，地温勾配の把握が重要な手がかりとなる.本研究では，接触変成岩の温度履歴に着目し，温度解析および熱モデリングによる温度構造再現を組み合わせた，地温勾配推定を目指している. 2022年度は，中部地方に分布する甲斐駒ヶ岳貫入岩体周辺の接触変成岩を対象に，炭質物ラマン温度計により得られている変成温度解析結果に対する貫入熱モデリングを実施した．その際の熱モデリングでは，潜熱等の詳細なパラメータ設定が可能な数値解析を用いることとして，必要なプログラムコードを一通り完成させた．そして，変成温度構造とのフィッティングより，甲斐駒ヶ岳貫入岩体形成時のマグマ温度と地温勾配を制約した．また，その他の規模・貫入時期の異なる貫入岩体周辺の接触変成域についても，岩石試料採取および変成温度解析を進めた．中部地方の木舟貫入岩体周辺での変成温度構造解析では，貫入岩体に近づくにつれての系統的な温度上昇を検出し，甲斐駒ヶ岳貫入岩体と同様な，貫入熱モデリングを組み合わせたアプローチが可能であることを確認した．上記，温度解析に加えて，熱モデリングの精度向上に重要な入力パラメータの各種推定を開始した．具体的には，マグマ温度制約のための貫入岩体本体の岩石学的解析（全岩化学組成分析・鉱物化学組成分析）に関する準備を進めるとともに，貫入岩体形状推定に必要な地球物理学的解析にも着手したところである．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 主要研究対象地域である甲斐駒ヶ岳周辺の接触変成域に関しては，温度構造解析に必要十分な変成温度データを取得したことに加え，熱モデリングのプログラムコード作成を一通り完了することができた．また，地質構造解析に基づく変形影響検証の準備を進め，接触変成作用を被っていない地域でのデータ取得を完了させた．ただし，甲斐駒ヶ岳地域に関しては，温度構造解析より，変形の影響を考慮する必要がないことが確認できたため，接触変成域での変形影響検証は，他地域で行う予定である．また，甲斐駒ヶ岳貫入岩体とは異なる規模・貫入時期のイベントを記録した他の接触変成域についても試料採取・温度解析を進め，木舟地域に関しては，炭質物ラマン温度計により貫入境界に近づくにつれての系統的な温度上昇を検出できた．加えて，貫入岩体のマグマ温度制約に向けた岩石学的解析にも着手し，全岩化学分析や鉱物化学組成のデータ取得に向けた体制を整えることができた．また，貫入岩体形状の推定に向けた地球物理学的データの収集やドローン解析にも着手した．ドローン解析に関しては，研究協力者とともにテストフライトを行って，最適なフライト条件等の検証まで実施することができた．以上の通り，変成温度解析，熱モデリング，および各種パラメータ推定に関していずれも滞りなく研究を進められており，本研究は順調に進展していると判断される．
Strategy for Future Research Activity	2023年度は，引き続き温度構造解析を進めるとともに，入力パラメータの精度向上にも注力する予定である．温度構造解析に関しては，木舟地域を中心に温度データの蓄積を進める．既に温度解析に着手している木舟地域では，貫入境界近傍域においてデータが不足しているため，この領域における分析を集中的に行う．ただし，同領域の試料には測定可能な炭質物が含まれていない可能性があるため，炭質物ラマン温度計以外の温度推定にも取り組む予定である．また，入力パラメータ推定に関しては，全岩化学組成分析・鉱物化学組成分析に基づくマグマ温度の制約，および，温度解析実施済の接触変成域における地球物理学的解析を中心に研究を進める予定である．また，十分な温度解析データを有する甲斐駒ヶ岳地域に関しては，詳細に推定された入力パラメータを組み込んだ熱モデリングを実施して地温勾配値の精度向上を進めた後，論文執筆に入る予定である．