オフリッジ火山から高速拡大海嶺のモホ遷移帯マグマプロセスを探る

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22403004
• Section: 海外学術
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 海野 進 金沢大学, 自然システム学系, 教授 (30192511)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮下 純夫 新潟大学, 自然科学系, フェロー (60200169) ; 岸本 清行 独立行政法人産業技術総合研究所, 地質情報研究部門, 研究員 (70356872) ; 下司 信夫 独立行政法人産業技術総合研究所, 地質情報研究部門, 研究員 (70356955) ; 石塚 治 独立行政法人産業技術総合研究所, 地質情報研究部門, 研究員 (90356444) ; 笠谷 貴史 独立行政法人海洋研究開発機構, 地震津波海域観測研究開発センター, 主任技術研究員 (90373456)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2014-03-31
• Keywords: オフリッジ火山 / 巨大海底溶岩流 / 深海掘削 / オマーンオフィオライト / 複合溶岩流 / 定置過程 / 内成的成長

Research Abstract

海嶺軸における地殻・マントル構造把握のためには，浅部から10km程度までの構造を得ることが重要である。残念ながらEPRへの航海が取得できなかったため，白嶺鉱床周辺で既存の電流源および別途開発された電流源を用いた実験を行った。また，有人潜水船やROVに装備する小型の海底電位計の製作と海域試験を行った。
また，昨年度に引き続きオマーンオフィオライト及び深海掘削サイト1256の最上部を構成するオフリッジ巨大溶岩の解析を継続し，巨大溶岩流の定置過程とマグマの成因について考察した。1256C孔のオフリッジ巨大溶岩は，通常の中央海嶺玄武岩(NMORB)溶岩流が噴出・定置した後，Kに富むエンリッチした中央海嶺玄武岩(EMORB)的な溶岩が噴出し，NMORBからなる溶岩ローブのまだ固化していない中心部に貫入し，内成的に溶岩体が成長し，厚さ100 mを越える巨大溶岩流となった。一方，オマーンオフィオライトのオフリッジ巨大溶岩流は，大洋島玄武岩(OIB)とEMORBの中間的な主要・微量元素組成の特徴を有する。全岩化学組成は，噴火初期には未分化であり，次第に分化した組成に変化し，噴火末期に再び未分化になった。同様の全岩化学組成変化は溶岩体が最も暑く発達した部分の層序方向の変化と調和的である。このことから1256掘削孔と同様に，内成的に溶岩流が成長したと考えられる。
以上のことから，巨大溶岩流は低噴出率の噴火によって水底パホイホイ溶岩からなる複合溶岩流として流下し，ローブの融合が進んだ高温の溶岩体中心部では，後から噴出した溶岩が未固結の中心部に貫入し，内成的に溶岩流が成長する。OIBとEMORBの中間的なアルカリ玄武岩またはEMORBを伴い，噴火中にマグマ組成が変化し，マグマ混合が起きている。これはオフリッジ巨大溶岩流が比較的浅いマントルで発生したことを示唆する。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Evolution of volcanism and magmatism during initial arc stage: constraints on the tectonic setting of the Oman Ophiolite. In Rollinson, H.R., Searle, M.P., Abbasi, I.A., Al-Lazki, A. and Al Kindi, M.H. (eds.), Tectonic Evolution of the Oman Mountains (2014)
  • Author(s): Kusano, Y. Hayashi, M., Adachi, Y., Umino, S. and Miyashita, S.
  • Journal Title: Geological Society, London, Special Publications Volume: 392 Pages: 177-193
  • DOI: 10.1144/SP392.9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 海洋下部地殻への挑戦：1256D掘削孔での成果（Exps 309/312/335） (2014)
  • Author(s): 宮下純夫・海野 進
  • Journal Title: 月刊地球号外 Volume: 64 Pages: 74-80
• [Journal Article] Electrical characterization of the North Anatolian Fault Zone underneath the Marmara Sea, Turkey by ocean bottom magnetotellurics (2013)
  • Author(s): Kaya, T., Kasaya, T., Bulent Tank, S., Ogawa, Y., Kemal Tuncer, M., Oshima N., Honkura, Y. and Matsushima, M.
  • Journal Title: Geophysical Journal International Volume: 193, 2 Pages: 664-677
• [Journal Article] Tsunami-generated turbidity current of the 2011 Tohoku-Oki earthquake (2013)
  • Author(s): Arai, K., Naruse, H., Miura, R., Kawamura, K., Hino, R., Ito, Y., Inazu, D., Yokokawa, M., Izumi, N., Murayama, M., Kasaya, T.
  • Journal Title: Geology Volume: 31 Pages: 1195-1198
  • DOI: 10.1130/G34777.1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tsunami source of the 2011 Tohoku earthquake detected by an ocean-bottom magnetometer (2013)
  • Author(s): Ichihara, H., Hamano, Y., Baba, K. and Kasaya, T.
  • Journal Title: Earth Planet.Sci. Lett. Volume: 382 Pages: 117-124
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2013.09.015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] hallow submarine volcano group in the early stage of island arc development: geology and petrology of small islands south off Hahajima main island, the Ogasawara Islands (2013)
  • Author(s): Kanayama, K., Umino, S., and Ishizuka, O.
  • Journal Title: Journal of Asian Earth Sciences Volume: 85 Pages: 1-25
  • DOI: 10.1016/j.jseaes.2014.01.012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Upwelling, rifting and age-progressive magmatism from the Oki-Daito mantle plume (2013)
  • Author(s): Ishizuka, O., Taylor, R.N., Ohara, Y., Yuasa, M.
  • Journal Title: Geology Volume: 41 Pages: 1011-1014
  • DOI: 10.1130/G34525.1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hadal disturbance in the Japan Trench induced by the 2011 Tohoku–Oki Earthquake (2013)
  • Author(s): Oguri, K., Kawamura, K., Sakaguchi, A., Toyofuku, T., Kasaya, T, Murayama, M., Fujikura, K., Glud, R.N. and Kitazato, H.
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 3 Pages: 1-6
  • DOI: 10.1038/srep01915
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tsunami: Ocean dynamo generator (2013)
  • Author(s): Sugioka, H., Hamano, Y., Baba, K., Kasaya, T., Tada, N. and Suetsugu, D.
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 4 Pages: 1-7
  • DOI: 10.1038/srep03596
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Petrology of Lasail plutonic complex, northern Oman ophiolite, Oman: an example of arc-like magmatism associated with ophiolite detachment (2013)
  • Author(s): Tsuchiya, N., Shibata, T., Yoshikawa, M., Adachi, A., Miyashita, S., Adachi, T., Nakano, N. and Osanai, Y.
  • Journal Title: Lithos Volume: 56-159 Pages: 120-138
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2012.10.013
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Electromagnetic survey around the seafloor massive sulfide using autonomous underwater vehicle (2013)
  • Author(s): Goto, T., Kasaya, T., Iwamura, N., Mikada, H., Takekawa, J., Sayanagi, K.
  • Organizer: The 11th SEGJ International Symposium
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 20131118-20131121
• [Presentation] Developing new magnetometer system for marine EM survey (2013)
  • Author(s): Kasaya, T., Ichihara. H., Goto, T.
  • Organizer: The 11th SEGJ International Symposium
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 20131118-20131121
• [Presentation] The Retrieval of The Borehole Observatory System Installed in The Tohoku Earthquake Zone (2013)
  • Author(s): Namba, Y., Kyo, M., Kano, Y., Kasaya, T., Fulton, P., Muraki, H., Nambu, Y., Yamauchi, N., Miura, A.
  • Organizer: The 11th SEGJ International Symposium
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 20131118-20131121
• [Presentation] Magma system along fast-spreading ridges controlled by segmentation: Evidence from the northern Oman ophiolite (2013)
  • Author(s): Miyashita, S. and Adachi, Y.
  • Organizer: EGU General Assembly 2013
  • Place of Presentation: ウィーン
  • Year and Date: 20130407-20130412
• [Presentation] Evolution of volcanism and magmatism during incipient arc stage of the Oman ophiolite
  • Author(s): Kusano, Y., Adachi, Y., Umino, S. and Miyashita, S.
  • Organizer: The Second Symposium of the International Geoscience Programme Project 589 (IGCP 589): Development of the Asian Tethyan Realm: Genesis, Process, Outcomes
  • Place of Presentation: ボラケイ
• [Presentation] Prolonged vs. Failed Subduction Zone
  • Author(s): Umino, S., Kanayama, K., Kitamura, K., Kusano, Y., Nagaishi, K., Ishikawa, T. and Ishizuka, O.
  • Organizer: The Second Symposium of the International Geoscience Programme Project 589 (IGCP 589): Development of the Asian Tethyan Realm: Genesis, Process, Outcomes
  • Place of Presentation: ボラケイ
• [Presentation] Evolution of volcanism and magmatism during initial arc stage of the Oman ophiolite
  • Author(s): Kusano, Y., Adachi, Y., Umino, S. and Miyashita, S.
  • Organizer: IAVCEI 2013 Scientific Assembly
  • Place of Presentation: 鹿児島
• [Presentation] Emplacement processes of off-axis large submarine lava field in the Oman Ophiolite
  • Author(s): Umino, S., Kusano, Y., Kanayama, K. and Kitamura, K.
  • Organizer: IAVCEI 2013 Scientific Assembly
  • Place of Presentation: 鹿児島