2014 Fiscal Year Research-status Report
南部マリアナ前弧のかんらん岩の特徴とテクトニクスの解明
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25400492
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| Research Institution | Fukada Geological Institute |
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Principal Investigator |
石井 輝秋 公益財団法人深田地質研究所, その他部局等, 特別研究員 (80111582)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小原 泰彦 独立行政法人海洋研究開発機構, その他部局等, 研究員 (10470121)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | マントルかんらん岩 / 南部マリアナ海溝 / 海溝陸側斜面 / 海底地質断面 / 蛇紋岩冷湧水系 / 炭酸塩チムニー / シロウリガイコロニー / Shinnkai Seep Field |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、南部マリアナ海溝陸側斜面（＝南部マリアナ前弧域）における地殻浅部から上部マントルに至る、海底地質断面図を構築し、特にかんらん岩の特徴とテクトニクスの解明を目的とする。そのために実施した「R/Vよこすか」YK10-05研究航海の「しんかい6500」(以後、6Kと省略)6KD1234潜航で石井は、蛇紋岩冷湧水系Shinkai Seep Field（SSF）生物群集を発見した。その後2012年1月に米国研究船トーマス・トンプソン号のTN273航海（石井が乗船）において、深海曳航式ソナーを用いてSSF域の高解像度（約1.5 m）の反射強度マップ（＝海底表層地質分布図）を取得した。それらの基礎データを基に「R/Vよこすか」YK13-08研究航海（主席研究員小原泰彦、課題名「南部マリアナ前弧の地球生命科学」）及びYK14-13研究航海（主席研究員小原泰彦、課題名「マリアナ弧南西端の地球生命科学調査」）が計画され、SSF近傍で延べ8回の6K潜航を含む海底調査が実施された。
SSFにおい6Kの潜航調査結果は次の通りである。（A）SSF近傍で10ｃｍ～数ｍオーダーの大小様々なチムニーが林立する分布域を発見し、試料採集も成功。（B）岩石・堆積物等の地質試料採取。（C）シロウリガイ、チューブワームを含む大型生物の採取。（D）“活動的”冷湧水ベントの発見。（E）シロウリガイ及びチムニー分布域内外で、保圧型採水器とニスキン採水器による採水、MBARIコアラーとスラープガンによる、生物学・微生物学用試料を採取。航海後の陸上の研究は（1）かんらん岩とガブロの火成岩岩石学及び変形岩石学、（2）海底地質断面図の構築とテクトニクスの解明、（3）SSFの水・ガス・泥の化学、（4）SSFの生物学・微生物学、（5）ブルーサイト・炭酸塩チムニーの物質科学的研究、に大別され連携研究者と共に解析中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
R/Vよこすか」YK13-08研究航海（2013年8月27日～9月15日）、及びYK14-13研究航海（2014年7月6日～7月28日）では、SSF近傍で計8回の6K潜航、および海底地形、重力、地磁気測定を含む海底地質・生物・化学調査が行われた。しかし、SSF近傍の調査海域が米軍の射撃訓練海域に含まれているため、射撃訓練日時との関係で立ち入り制限を受け、自由な調査が行える状況では無かった。しかし、基本的な調査ができたことに加え、本年6月29日から7月17日に、6K潜航調査を含むYK15-11研究航海が実施される予定で、本研究目的達成に十分な調査が期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
H27年度は、H25年度及びH26年度の6K航海で採集した試料の陸上での研究が主となる。カッコ内に研究従事者を示す（研究代表者石井、研究分担者小原、他9名は連携研究者）。
即ち（1）かんらん岩岩石学：構成鉱物の組成をEPMAで測定、単斜輝石のREE組成・同位体組成を取得し、マントルプロセス、メルトの発生・移動についての知見を得る（小原、石井、柵山）。（2）ガブロ岩石学：かんらん岩の知見とから、メルトの発生・移動について考察すし、ガブロのU-Pb年代より火成活動時期を探る（谷、道林、小原、石井）。（3）かんらん岩とガブロの変形岩石学：構造岩石学的手法で、かんらん岩・ガブロの変形解析と、蛇紋岩化作用の研究から南部マリアナ前弧リソスフェアの変形を定量的に記載する（道林、針金、小原）。（4）SSFの水・ガス・泥の化学：炭化水素・水素・窒素組成および同位体組成、主成分元素・金属元素組成などを取得する（山中、石橋）。（5）SSFの生物学・微生物学：水・泥中の微生物についてDNA解析を行い、シロウリガイ等のベントスについてDNA解析・同位体分析を行う（藤倉、渡部、高井）。（6）ブルーサイト・炭酸塩チムニーの物質科学的研究：CTスキャン、XRF組成マッピングにより3次元的立体構造を把握し、チムニーの形成過程と冷湧水の化学的性質を解明する（石井、奥村、小原）。（7）議論の取り纏め： 取得されたデータを多角的に検討し、SSFの流体はスラブ起源か、マリアナトラフ由来の貫入岩体を熱源とする海水の浅部循環によるものか、という仮説を検証し、不足しているデータの明示を行う（石井、小原、9名の連携研究者）。
更に、本年6月29日から7月17日に、SSF域での6K潜航調査を主とするYK15-11研究航海（主席研究員小原、課題名「南部マリアナ前弧しんかい湧水域の包括的な理解へ向けて」）が実施される。
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| Causes of Carryover |
当該助成金が生じた状況
H27年度は6月29日から7月17日（横須賀出港―サイパン入港）に、6K潜航調査を含むYK15-11研究航海が実施される。この研究航海は外航であるため内航による研究航海に比し、旅費が高額となり、H27年度の助成金90万円では研究に支障をきたすと予想されたため、H26年度は経費の繰り越しに努めた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
繰越金約334,046円、H27年度助成金900,000円、合計1,234,046円の使用計画は以下の通りである。YK15-11研究航海には航空代金を含め一人約11万円程度が必要となる。支援学生を含め4名の乗船者の旅費は計44万円となる。更に外国（米国地球物理学会）での研究発表のための旅費も必要となる。物品費（300,000円),旅費（840,000円）,人件費・謝金（0円）,その他（94,046円）,合計(1,234,046円)
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[Journal Article] Low- and high-temperature alterations of volcanic rocks in the northwestern Philippine Sea, and association with volcanic settings2014
Author(s)
Haraguchi, S., Ishizuka, H., Ishii, T., Fujioka, K., Yuasa, M., and Shibasaki, H.
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Journal Title
Island Arc
Volume: 23
Pages: 324-343
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Geochemistry and mineralogy of REY-rich mud in the eastern Indian Ocean2014
Author(s)
Yasukawa, K., Liu, H., Fujinaga, K., Machida, S., Haraguchi, S., Ishii, T., Nakamura, K., and Kato, Y.
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Journal Title
Journal of Asian Earth Sciences
Volume: 93
Pages: 25-36
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] The first Shinkai dive study of the southwestern portion of the Mariana arc system2014
Author(s)
Ohara, Y., F. Martinez, M. Brounce, I. Pujana, T. Ishii, R. J. Stern, J. Ribeiro, K. Michibayashi, K. Kelley, M. K. Reagan, H. Watanabe, T. Okumura, and YK14-13 science party
Organizer
Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｎｉｏｎ 2014 Fall Meeting
Place of Presentation
Ｓａｎ Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ
Year and Date
2014-12-15 – 2014-12-19
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[Presentation] Petit-spot and geology in NW Pacific2014
Author(s)
Naoto HIRANO, Masao NAKANISHI, Shiki MACHIDA, Junji YAMAMOTO and Teruaki ISHII
Organizer
Geological Society of America, 2014 Annual Meeting
Place of Presentation
Vancouver, Canada,
Year and Date
2014-10-19 – 2014-10-22
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[Presentation] Os isotope heterogeneity in the Pacific uppermost mantle2014
Author(s)
Ishikawa, A., Senda, R., Tani, K., Suzuki, K., Ishii, T
Organizer
6th International Orogenic Lherzolite Conference
Place of Presentation
Marrakech, Morocco
Year and Date
2014-05-04 – 2014-05-15
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