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2014 Fiscal Year Annual Research Report

沈み込む太平洋プレートの岩石学的多様性と火山弧のレスポンス

Research Project

Project/Area Number 24340136
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

木村 純一  独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部物質循環研究分野, 分野長代理 (30241730)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywordsマグマ / 沈み込み帯 / 島弧 / 東北日本 / 西南日本
Outline of Annual Research Achievements

日本列島下に沈み込む,太平洋プレートを構成する海洋地殻玄武岩の主成分・微量成分元素42種の組成と,ストロンチウム-ネオジミウム-ハフニウム-鉛同位体組成を測定し,海洋地殻の地球化学的特徴を明らかにした.
その化学組成および沈み込む海洋堆積物の化学組成を用い,沈み込む海洋プレートスラブの脱水・変成過程における鉱物組成や岩石組成の化学変化のモデル計算を実施した.それらの結果により,発生する海洋プレートスラブ流体の化学組成を予想した.
このスラブ流体が海洋プレート上にあるマントルに付加し発生する島弧マグマの化学組成を計算した.この仮想的マグマの組成と東北日本弧ならびに西南日本弧に噴出した実際のマグマの組成を比較した.この計算過程で使用される海洋プレートの温度,スラブ流体のマントルへの付加量,マントルの融解温度と融解深度,その融解度を変化させ,いかなる条件で計算によって得られるマグマの組成が実際に観測される島弧マグマの組成と一致するかを検討した.その結果,これまで考えられていたマントルや海洋プレートスラブの温度条件の範囲内で,実際のマグマが生成しうることを明らかにした.
42元素および4同位体の元素バランスを用いて,モデルと観測の間の整合性をとり,島弧マグマの複雑な生成条件を明らかにすることに成功した.この結果から東北日本と西南日本のマグマの成因が,基本的には沈み込む海洋プレートの温度や速度の依存し,この2地域で化学組成の全く異なる島弧マグマ群が発生していることが明らかになった.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (8 results)

All 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Calculation of water bearing primary basalt and estimation of source mantle conditions beneath arcs: PRIMACALC version 2 (PRIMACALC2) model for WINDOWS2014

    • Author(s)
      Kimura J.-I. and Ariskin A.
    • Journal Title

      Geochemistry Geophysics Geosystems

      Volume: 15 Pages: 1494-1514

    • DOI

      10.1002/2014GC005329

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Behaviour of subducted water and its role on the arc magma genesis in the NE Japan arc: A combined geophysical and geochemical approach2014

    • Author(s)
      Kimura J.-I. and Nakajima J.
    • Journal Title

      Geochimica et Cosmochimica Acta

      Volume: 143 Pages: 165-188

    • DOI

      10.1016/j.gca.2014.04.019

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Trace element mass balance in hydrous adiabatic mantle melting: Hydrous Adiabatic Mantle Melting Simulator version 1 (HAMMS1) model2014

    • Author(s)
      Kimura J.-I. and Kawabata H.
    • Journal Title

      Geochemistry Geophysics Geosystems

      Volume: 15 Pages: 2467-2493

    • DOI

      10.1002/2014GC005333

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Microanalysis of Pb isotope ratios of low-Pb rock reference standard glasses by femtosecond laser ablation-multiple ion counter-ICP-mass spectrometry (fsLA-MIC-ICP-MS)2014

    • Author(s)
      Chang Q., Kimura J.-I., Miyazaki T., Sasaki S., Kanazawa N.
    • Journal Title

      Geochemical Journal

      Volume: 48 Pages: 309-320

    • DOI

      10.2343/geochemj.2.0307

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Ocean Basalt Simulator version 1 (OBS1): Trace element mass balance in adiabatic melting of a pyroxenite-bearing peridotite2014

    • Author(s)
      Kimura J.-I.
    • Organizer
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • Place of Presentation
      Moscone Center (San Francisco, U.S.A)
    • Year and Date
      2014-12-17
  • [Presentation] Standardless determination of Nd isotope ratios in glasses and minerals using LA-MC-ICP-MS2014

    • Author(s)
      Kimura J.-I., Chang Q., and Kawabata H.
    • Organizer
      JpGU Annual meeting
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2014-04-30
  • [Presentation] Diverse magmatic effects of subducting a hot slab in SW Japan: results from forward2014

    • Author(s)
      Kimura J.-I., Gill J.B.
    • Organizer
      JpGU annual meeting
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2014-04-29
  • [Presentation] Trace element mass balance in hydrous adiabatic mantle melting: The HAMMS1 model2014

    • Author(s)
      Kimura J.-I., Kawabata H.
    • Organizer
      JpGU annual meeting
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2014-04-28

URL: 

Published: 2016-06-01  

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