Constraining the timing and areal distribution of geofluid activities in the crust using high-grade metamorphic rocks

2013 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 23740391
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Petrology/Mineralogy/Science of ore deposit
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: KAWAKAMI Tetsuo 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (70415777)
• Project Period (FY): 2011 – 2013
• Keywords: 地殻内流体 / 大陸衝突帯 / 塩水 / 物質循環 / 大陸地殻 / 南極 / ヒマラヤ / 変成岩

Research Abstract

The brine activity during the early stage of exhumation of the high-grade metamorphic rocks formed at the continental collision zone (ca. 600 Ma, 800oC, 0.8GPa) is detected from the Sør Rondane Mountains (SRM), East Antarctica. The brine activity can be traced somewhat linearly for about 200 km long, and this is the first report of such a large scale brine activity. In the Lützow-Holm Complex (LHC), East Antarctica (850oC, 1.2GPa), brine activity was detected to have accompanied by the partial melting as suggested by the presence of nanogranite inclusions in garnet. On the other hand, brine activity was not detected from the Nepal Himalayas and instead, boron-bearing fluid activity was detected. This difference can be the result of the difference in the depth level of the continental collision zones presently exposed in the SRM or LHC and in Himalayas.

Research Products

• [Journal Article] U-Pb zircon and CHIME monazite dating of granitoids and high-grade metamorphic rocks from the Eastern and Peninsular Thailand - A new report of Early Paleozoic granite (2014)
  • Author(s): Kawakami, T., Nakano, N., Higashino, F., Hokada, T., Osanai, Y., Yuhara, M., Charusiri, P., Yonemura, K., Kamikubo, H. & Hirata, T
  • Journal Title: Lithos Volume: (in press)
• [Journal Article] Late Neoproterozoic extensional detachment in eastern Sor Rondane Mountains, East Antarctica : implications for the collapse of the East African Antarctic Orogen (2013)
  • Author(s): Ishikawa, M., Kawakami, T., Satish-Kumar, M., Grantham, G. H. & Tsuchiya, N
  • Journal Title: Precambrian Research Volume: 234 Pages: 247-256
• [Journal Article] Comparison of the metamorphic history of the Monaro Complex, Northern Mozambique and Balchenfjella and Austhameren areas, Sor Rondane, Antarctica : Implications for the Kuunga Orogeny and the amalgamation of N. and S. Gondwana (2013)
  • Author(s): Grantham, G. H., Maceyb, P. H., Horie, K., Kawakami, T., Ishikawa, M., Satish-Kumar, M., Tsuchiya, N., Graserh, P. & Azevedo, S
  • Journal Title: Precambrian Research Volume: 234 Pages: 85-135
• [Journal Article] Late-Tonian to early-Cryogenian apparent depositional ages for metacarbonate rocks from the Sor Rondane Mountains, East Antarctica (2013)
  • Author(s): Otsuji, N., Satish-Kumar, M., Kamei, A., Tsuchiya, N., Kawakami, T., Ishikawa, M. & Grantham, G. H
  • Journal Title: Precambrian Research Volume: 234 Pages: 257-278
• [Journal Article] Behavior of zircon in the upper-amphibolite to granulite facies schist/migmatite transition, Ryoke metamorphic belt, SW Japan : constraints from the melt inclusions in zircon (2013)
  • Author(s): Kawakami, T., Yamaguchi, I., Miyake, A., Shibata, T., Maki, K., Yokoyama, T. D. & Hirata, T
  • Journal Title: Contributions to Mineralogy and Petrology Volume: 165 Pages: 575-591
• [Journal Article] Chlorine-rich fluid or melt activity during granulite facies metamorphism in the Late Proterozoic to Cambrian continental collision zone - an example from the Sor Rondane Mountains, East Antarctica (2013)
  • Author(s): Higashino, F., Kawakami, T., Satish-Kumar, M., Ishikawa, M., Maki, K., Tsuchiya, N., Grantham, G. & Hirata, T
  • Journal Title: Precambrian Research Volume: 234 Pages: 229-246
• [Journal Article] 領家帯青山高原地域の変成岩類および花崗岩類 (2012)
  • Author(s): 河上哲生 & 西岡芳晴
  • Journal Title: 地質学雑誌 Volume: 18 (補遺) Pages: 79-89
• [Presentation] 変成炭酸塩岩中のストロンチウム、ネオジム同位体を用いた古海洋の復元 -東西ゴンドワナ間のモザンビーク海- (2014)
  • Author(s): Otsuji, N., Satish-Kumar, M., Kamei, A., Tsuchiya, N., Grantham, G. H., Kawakami, T., Ishikawa, M
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: 幕張
  • Year and Date: 2014-04-29
• [Presentation] 東ネパールMCTゾーンにおける変成同時の流体流入と優白質花崗岩の成因論 (2014)
  • Author(s): 河上哲生, 酒井治孝, 佐藤活志
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: 幕張
  • Year and Date: 2014-04-28
• [Presentation] 領家変成岩中に見られる流体起源の珪線石脈について (2014)
  • Author(s): 天野早織, 河上哲生
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: 幕張
  • Year and Date: 2014-04-28
• [Presentation] 複数段階の塩素に富む流体活動の意義―東南極セール・ロンダーネ山地の例 (2014)
  • Author(s): 東野文子, 河上哲生, 土屋範芳, サティシュ・クマール, 石川正弘, ジェフ・グランサム
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: 幕張
  • Year and Date: 2014-04-28
• [Presentation] Syn-metamorphic boron-bearing aqueous fluid and chloride brine activities in continental collision zones (2014)
  • Author(s): Kawakami, T., Higashino, F., Tsuchiya, N., Satish-Kumar, M., Ishikawa, M., Grantham, G.H., Sakai, H., Sato, K
  • Organizer: Water Dynamics-11
  • Place of Presentation: Sendai
  • Year and Date: 2014-03-12
  • Invited
• [Presentation] Multi-stage brine activity in the granulite terrane-New findings from the mafic gneisses from the Sor Rondane Mountains, East Antarctica (2014)
  • Author(s): Higashino, F., Kawakami, T., Tsuchiya, N., Satish-Kumar, M., Ishikawa, M., Grantham, G. H
  • Organizer: Water Dynamics-11
  • Place of Presentation: Sendai
  • Year and Date: 2014-03-12
  • Invited
• [Presentation] Syn-metamorphic boron-bearing and chlorine-bearing fluid activities in continental collision settings (2014)
  • Author(s): Kawakami, T., Higashino, F., Sakai, H., Sato, K., Tsuchiya, N., Ishikawa, M., Satish-Kumar, M., Grantham, G. H
  • Organizer: Geofluid 3
  • Place of Presentation: Tokyo
  • Year and Date: 2014-03-02
• [Presentation] Significance of multi-stage chloride brine activity in granulite terrane - An example from Brattnipene, Sor Rondane Mountains, East Antarctica (2014)
  • Author(s): Higashino, F., Kawakami, T., Tsuchiya, N., Satish-Kumar, M., Ishikawa, M., Grantham, G. H
  • Organizer: Geofluid 3
  • Place of Presentation: Tokyo
  • Year and Date: 2014-03-02
• [Presentation] Fluid related origin of sillimanite veins in polymetamorphic rocks from the Ryoke belt, Japan (2014)
  • Author(s): Amano, S., Kawakami, T
  • Organizer: Geofluid 3
  • Place of Presentation: Tokyo
  • Year and Date: 2014-03-02
• [Presentation] Paleocontinent-oceanic interaction from Sr and Nd isotope systematics in the Sor Rondane Mountains, East Antarctica (2013)
  • Author(s): Otsuji, N., Satish-Kumar, M., Kamei, A., Tsuchiya, N., Grantham, G. H., Kawakami, T., Ishikawa, M
  • Organizer: 第33回極域地学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20131112-15
• [Presentation] 東南極セール・ロンダーネ山地ブラットニーパネに見られる複数段階における塩素に富む流体活動の意義 (2013)
  • Author(s): 東野文子, 河上哲生, サティシュ・クマール, 土屋範芳, 石川正弘, ジェフ・グランサム
  • Organizer: 第33回極域地学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20131112-15
• [Presentation] 部分溶融および高温流体活動に対するジルコンとモナズ石の応答の違い (2013)
  • Author(s): 河上哲生
  • Organizer: 日本地質学会第120年学術大会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 20130914-16
• [Presentation] ネパールヒマラヤ・ダンクッタ地域のMCTゾーンの変成分帯と電気石から見る変成流体の挙動 (2013)
  • Author(s): 河上哲生, 酒井治孝, 佐藤活志
  • Organizer: 日本鉱物科学会2013年年会
  • Place of Presentation: つくば
  • Year and Date: 20130911-13
• [Presentation] 大陸衝突帯で見られる複数段階の塩素に富む流体活動と希土類元素に富む鉱物の挙動 (2013)
  • Author(s): 東野文子, 河上哲生, サティシュ・クマール, 土屋範芳, 石川正弘, ジェフ・グランサム
  • Organizer: 日本鉱物科学会2013年年会
  • Place of Presentation: つくば
  • Year and Date: 20130911-13
• [Presentation] Contrasting behaviour of monazite and zircon during partial melting and fluid infiltration : An example from the Ryoke metamorphic belt, Japan (2013)
  • Author(s): Kawakami, T
  • Organizer: Goldschmidt 2013
  • Place of Presentation: Florence (Mineralogical Magazine, 77(5)1439)
  • Year and Date: 20130825-30
• [Presentation] Multi-stage Cl-rich fluid activity and behavior of REE-bearing minerals in a Neoproterozoic granulite terrane (2013)
  • Author(s): Higashino, F., Kawakami, T., Satish-Kumar, M., Ishikawa, M., Tsuchiya, N., Grantham, G. H
  • Organizer: Goldschmidt 2013
  • Place of Presentation: Florence (Mineralogical Magazine, 77(5) 1298)
  • Year and Date: 20130825-30
• [Presentation] 大陸衝突帯で見られる塩素に富む流体の流入時期と希土類元素に富む鉱物の挙動-東南極セールロンダーネ山地の例 (2013)
  • Author(s): 東野文子, 河上哲生, サティシュ・クマール, 石川正弘, 土屋範芳, ジェフ・グランサム
  • Organizer: 地殻流体研究会2013
  • Place of Presentation: 修善寺
  • Year and Date: 20130301-04
• [Presentation] 高温流体に対するジルコンとモナズ石の応答の違い-高温変成岩からの制約 (2013)
  • Author(s): 河上哲生
  • Organizer: 地殻流体研究会2013
  • Place of Presentation: 修善寺
  • Year and Date: 20130301-04
• [Presentation] 東南極セールロンダーネ山地に産出する変成炭酸塩岩における化学層序学的堆積年代とジルコン年代を用いた堆積年代 (2013)
  • Author(s): 大辻 奈穂, Satish-Kumar, M., 外田智千, 堀江憲路, 亀井淳志, Grantham, G. H., 土屋範芳, 河上哲生, 石川 正弘
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • Place of Presentation: 幕張
  • Year and Date: 2013-05-24
• [Presentation] Behaviour of REE-rich minerals during Cl-rich fluid activity under granulite facies metamorphism (2013)
  • Author(s): 東野文子, 河上哲生, サティシュ・クマール, 石川正弘, 土屋範芳, ジェフ・グランサム
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • Place of Presentation: 幕張
  • Year and Date: 2013-05-24
• [Presentation] 領家変成帯青山高原地域ミグマタイト帯に産するジルコン中のナノ花崗岩およびガラス包有物 (2013)
  • Author(s): 河上哲生
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • Place of Presentation: 幕張
  • Year and Date: 2013-05-24
• [Presentation] Comparison of chemically estimated depositional ages with zircon SHRIMP ages from metacarbonate rocks in the Sor Rondane Mountains, East Antarctica (2012)
  • Author(s): Otsuji, N., Satish-Kumar, M., Hokada, T., Horie, K., Kamei, A., Grantham, G.H., Tsuchiya, N., Kawakami, T. and Ishikawa, M
  • Organizer: 第32回極域地学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20121126-30
• [Presentation] 後退変成期の塩素に富む流体活動―東南極セールロンダーネ山地ブラットニーパネの例 (2012)
  • Author(s): 河上哲生, 東野文子, 土屋範芳, サティシュ・クマール, 石川正弘, ジェフ・グランサム
  • Organizer: 第32回極域地学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20121126-30
• [Presentation] 東南極セールロンダーネ山地バルヒェン山における塩素に富む流体の流入時期と希土類元素に富む鉱物の挙動 (2012)
  • Author(s): 東野文子, 河上哲生, サティシュ・クマール, 土屋範芳, 石川正弘, ジェフ・グランサム
  • Organizer: 第32回極域地学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20121126-30
• [Presentation] 高温変成地域における塩素に富む流体の流入時期と希土類元素に富む鉱物の挙動 (2012)
  • Author(s): 東野文子, 河上哲生, サティシュ・クマール, 土屋範芳, 石川正弘, ジェフ・グランサム
  • Organizer: 日本鉱物科学会2012年度年会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 20120919-21
• [Presentation] Late-Tonian to early-Cryogenian apparent depositional ages for metacarbonate rocks from the Sor Rondane Mountains, East Antarctica (2012)
  • Author(s): Otsuji, N., Satish-Kumar, M., Kamei, A., Tsuchiya, N., Kawakami, T., Ishikawa, M., Grantham, G. H
  • Organizer: 日本地質学会第119年学術大会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 20120915-17
• [Presentation] タイ中・南部の花崗岩類および変成岩類のLA-ICP-MS U-Pb ジルコン年代 (2012)
  • Author(s): 河上哲生, 東野文子, 柚原雅樹, 小山内康人, 中野伸彦, 米村和紘, Punya Charusiri, 上久保寛, 牧賢志, 平田岳史
  • Organizer: 日本地質学会第119年学術大会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 20120915-17
• [Presentation] Chlorine-rich fluid in granulite facies continental collision zone (2012)
  • Author(s): Higashino, F., Kawakami, T., Satish-Kumar, M., Ishikawa, M., Maki, K., Tsuchiya, N., Grantham, G. H. & Hirata, T
  • Organizer: Goldschmidt 2012
  • Place of Presentation: Montreal (Mineralogical Magazine, 76(6) 1842)
  • Year and Date: 20120624-29
• [Presentation] Melt inclusions in zircon from migmatite zone, Ryoke belt, Japan (2012)
  • Author(s): Kawakami, T., Yamaguchi, I., Miyake, A., Maki, K., Shibata, T., Yokoyama, T. D. & Hirata, T
  • Organizer: Goldschmidt 2012
  • Place of Presentation: Montreal (Mineralogical Magazine, 76(6) 1924)
  • Year and Date: 20120624-29
• [Presentation] 大陸衝突帯で見られるグラニュライト相における塩素に富む流体活動 (2012)
  • Author(s): 東野文子, 河上哲生, サティシュ・クマール, 石川正弘, 牧賢志, 土屋範芳, ジェフ・グランサム,平田岳史
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2012年大会
  • Place of Presentation: 幕張
  • Year and Date: 20120520-25
• [Presentation] 高温変成作用継続時間の推定におけるジルコン中のメルト包有物の意義-領家変成帯の例 (2012)
  • Author(s): 河上哲生, 山口勇央, 三宅亮, 牧賢志, 柴田知之, 横山隆臣 & 平田岳史
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2012年大会
  • Place of Presentation: 幕張
  • Year and Date: 20120520-25
• [Presentation] Chlorine-rich fluid activity in granulite facies continental collision zone -An example from the Sor Rondane Mountains, East Antarctica (2012)
  • Author(s): Higashino, F., Kawakami, T., Satish-Kumar, M., Ishikawa, M., Maki, K., Tsuchiya, N., Grantham, G. H. & Hirata, T
  • Organizer: Joint Symposium of Misasa-2012 and Geofluid-2 Dynamics and Evolution of the Earth's Interior : special emphasis on the role of fluids
  • Place of Presentation: Misasa
  • Year and Date: 2012-03-19
• [Presentation] Carbon isotope thermometry of marbles from Sor Rondane Mountains, East Antarctica (2011)
  • Author(s): Satish-Kumar, M., Otsuji, N., Tsuchiya, N., Kawakami, T., Ishikawa, M. & Grantham, G. H
  • Organizer: 11th International Symposium on Antarctic Earth Sciences
  • Place of Presentation: Edinburgh
  • Year and Date: 20110710-16
• [Presentation] Apparent age of deposition of metacarbonate rocks from Sor Rondane Mountains, East Antarctica (2011)
  • Author(s): Otsuji, N., Satish-Kumar, M., Kamei, A., Kawakami, T., Ishikawa, M., Tsuchiya, N. and Grantham G. H
  • Organizer: 11th International Symposium on Antarctic Earth Sciences
  • Place of Presentation: Edinburgh
  • Year and Date: 20110710-16
• [Presentation] Aspects of the structural evolution of Balchenfjella, East Sor-Rondane, Antarctica and its Gondwana context (2011)
  • Author(s): Grantham G. H., Ishikawa, M., Tsuchiya, N., Kawakami, T. & Satish-Kumar, M
  • Organizer: 11th International Symposium on Antarctic Earth Sciences
  • Place of Presentation: Edinburgh
  • Year and Date: 20110710-16
• [Presentation] Comparative Metamorphic P-T studies of rocks from Balchanfjella, E. Sor Rondane, Antarctica and the Monapo Complex, N. Mozambique (2011)
  • Author(s): Grantham G. H., Kawakami, T., Macey P.H., Ishikawa, M., Satish-Kumar, M., Tsuchiya, N. & Graser, P
  • Organizer: 11th International Symposium on Antarctic Earth Sciences
  • Place of Presentation: Edinburgh
  • Year and Date: 20110710-16
• [Presentation] Mode of occurrence of zircon in metagranites from the Pranburi-Hub Kapong area, Thailand (2011)
  • Author(s): Kawakami, T., Yuhara, M., Yokoyama, T. D., Maki, K., Osanai, Y., Hirata, T., Kamikubo, H., Charusiri, P
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 20110522-27
• [Presentation] セールロンダーネ山地東部,バルヒェン山、ベルヘイアの地質構造 (2011)
  • Author(s): 外囿雄一, 石川正弘, 河上哲生, サティシュ・クマール, 土屋範芳, ジェフ・グランサム
  • Organizer: 第31回極域地学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011-11-17
• [Presentation] セールロンダーネ山地東部,バルヒェン山、グローペヘイヤの地質構造 (2011)
  • Author(s): 砂生恵美, 石川正弘, 河上哲生, サティシュ・クマール, 土屋範芳, ジェフ・グランサム
  • Organizer: 第31回極域地学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011-11-17
• [Presentation] Apparent age of deposition of meta-carbonate rocks from Sor Rondane Mountains, East Antarctica (2011)
  • Author(s): 大辻奈穂, Satish-Kumar, M., 亀井淳志, 河上哲生, 石川正弘, 土屋範芳, Grantham, G. H
  • Organizer: 第31回極域地学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011-11-17
• [Presentation] 東南極セールロンダーネ山地バルヒェン山の地質構造 : デタッチメント断層と高速度高密度地殻 (2011)
  • Author(s): 石川正弘, 河上哲生, サティシュ・クマール, ジェフ・グランサム, 土屋範芳
  • Organizer: 第31回極域地学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011-11-17
• [Presentation] 黒雲母および燐灰石の塩素濃度から制約する地殻内部流体活動―東南極セールロンダーネ山地バルヒェン山の例 (2011)
  • Author(s): 東野文子, 河上哲生, サティシュ・クマール, 土屋範芳, 石川正弘, 牧賢志, ジェフ・グランサム, 平田岳史
  • Organizer: 第31回極域地学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011-11-17
• [Presentation] 高度変成岩中に残された流体活動の痕跡―黒雲母の塩素濃度とジルコンの産状からの制約 (2011)
  • Author(s): 東野文子, 河上哲生, サティシュ・クマール, 土屋範芳, 石川正弘, ジェフ・グランサム
  • Organizer: 日本地質学会第118年学術大会・日本鉱物科学会 2011年年会合同学術大会
  • Place of Presentation: 水戸
  • Year and Date: 2011-09-09
• [Presentation] ircon behavior in the upper amphibolite facies polymetamorphic terrane, Ryoke belt, Japan (2011)
  • Author(s): Kawakami, T., Yamaguchi, I., Yokoyama, T. D., Maki, K., Hirata, T. & Shibata, T
  • Organizer: Z Goldschmidt 2011
  • Place of Presentation: Prague (Mineralogical Magazine, 75(3) 1159)
  • Year and Date: 2011-08-17
• [Presentation] 東南極セールロンダーネ山地バルヒェン山に産する泥質片麻岩中の塩素に富む黒雲母とジルコンの産状 (2011)
  • Author(s): 東野文子, 河上哲生, サティシュ・クマール, 土屋範芳, 石川正弘 & ジェフ・グランサム
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2011年大会
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2011-05-27
• [Book] 希少鉱物に残された海の痕跡, 京都大学総合博物館企画展「海」実行委員会編. 「海は百面相」 (2013)
  • Author(s): 河上哲生, 東野文子
  • Total Pages: 30-31
  • Publisher: 京都通信社
• [Remarks]
  • URL: http://www.kueps.kyoto-u.ac.jp/~web-pet/kawakami_j.htm