沈み込むフィリピン海プレートの部分溶融と脱水反応の物理化学条件の解明

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25400512
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 柴田 知之 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40332720)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: アダカイト / スラブメルティング / 地殻起源捕獲岩 / Sr/Y比

Outline of Annual Research Achievements

九州の火山フロントに分布する第四紀マグマの島弧縦断方向での主要・微量元素組成とSr-Nd-Pb同位体組成の変化傾向を明確にし，この水平変化傾向とこの地域に沈み込むフィリピン海プレート，及び，九州パラオ海嶺の物理・化学的特徴の変化との関連性を見出すことを第一の目的とし，沈み込むスラブが部分溶融する場合と脱水反応を起こす場合，さらにはその両方の現象が起こる場合の，沈み込むスラブとマントルウェッジの物理化学的条件を解明することを最終的な目的とする。この目的を達成するため，九州の火山フロントで地球化学的データが不十分な霧島火山の火成岩を採取・分析を行う事，中部九州のマグマに対する地殻物質の影響を地殻起源捕獲岩から検討すること、この地域で特徴的な高いSr/Y比を持ちザクロ石安定下でのマグマプロセスを経てできたマグマがスラブメルト起源であることを確証するため，スラブメルティングでは説明困難な場で生成された先小御岳火山（富士山と小御岳に覆われ、地表での露出が確認されていない古い火山体）の高Sr/Y比を持つマグマとの比較を行うことを目的として研究を行った。その平成26年度の進捗状況は以下の通りである、
1）霧島火山のICP⁻MSによる微量元素の分析に着手した
2）姫島の第四紀溶岩中に産する、地殻起源捕獲岩の採取を行った
3）先小御岳火山のマグマは、島弧マグマとしては深い場（圧力12kb以上）かつ水の多い条件下で、ザクロ石+角閃石の分別結晶作用を経験したことを明らかにした

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

この課題で当初から目指していた、地球化学的データの分析、及び、そのための試料採取がほぼ完了したこと、この研究課題の議論に重要な制約を与えると考えられるザクロ石の結晶分化作用による高Sr/Y岩を発見したことから、おおむね順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

霧島火山のマグマの地球化学データの分析を完了させ解析、地殻物質のマグマ絵への影響の解析、九州の高Sr/Y岩よ先小御岳の高Sr/Y比岩の比較検討等を実施することで、沈み込み帯でのマグマ発生メカニズムについての詳細な検討を進めてゆく。

Research Products

• [Journal Article] Sm-Nd and Rb-Sr isotope geochemistry and petrology of Abu Hamamid intrusion, Eastern Desert, Egypt: an Alaskan-type complex in a backarc setting (2015)
  • Author(s): Helmy, H. M.,Yoshikawa, M., Shibata, T., Arai, S. and Kagami, H.
  • Journal Title: Precambrian Research Volume: 258 Pages: 234-246
  • DOI: dx.doi.org/10.1016/j.precamres.2015.01.002
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Geochemical and Sr-Nd isotopic characteristics of the Quaternary Magmas from Pre-Komitake volcano (2015)
  • Author(s): Shibata, T., Yoshimoto, M., Fjii, T. and Nakada, S.,
  • Journal Title: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences Volume: 110 Pages: 1-5
  • DOI: 10.2465/jmps.141022e
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Along-Arc Geochemical Variations in Quaternary Magmas of Northern Kyushu Island, Japan (2014)
  • Author(s): Shibata, T.., Yoshikawa, M., Itoh, J., Ujike, O., Miyoshi, M. and Keiji, Takemura.
  • Journal Title: Geological Society of London Special Publications Volume: 385 Pages: 15-29
  • DOI: 10.1144/SP385.13
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Progressive interaction between dry and wet mantle during high-temperature diapiric upwelling: constraints from Cenozoic Kita-Matsuura intraplate basalt province, Northwestern Kyushu, Japan (2014)
  • Author(s): Sakuyama, T., Nakai, S., Yoshikawa., M., Shibata, T. and Ozawa, K.
  • Journal Title: Journal of Petrology Volume: 55 Pages: 1083-1128
  • DOI: 10.1093/petrology/egu020
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Thermoluminescence age of quartz xenocrysts in basaltic lava from Oninomi monogenetic volcano, northern Kyushu, Japan (2014)
  • Author(s): Shitaoka, Y., Miyoshi, M., Yamamoto, J., Shibata, T., Nagatomo, T. and Takemura, K.
  • Journal Title: Geochronometria Volume: 41 Pages: 30-35
  • DOI: 10.2478/s13386-013-0144-3
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 先小御岳火山マグマの地球化学的特徴 (2014)
  • Author(s): 柴田知之・吉本充宏・藤井敏嗣・中田節也
  • Organizer: 日本鉱物科学会2014年年会
  • Place of Presentation: 熊本市
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [Presentation] オマーンオフィオライト中の大陸衝上期花崗岩 類の岩石化学的特徴 (2014)
  • Author(s): 土谷信高・柴田知 之・芳川雅子・足立達朗・中野伸彦・小山内・康人
  • Organizer: 日本鉱物科学会2014年年会
  • Place of Presentation: 熊本市
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [Presentation] 小豆島にみられる苦鉄質マグマと花崗岩由来結晶の混合・混交過程 (2014)
  • Author(s): 西村光史・柴田知之・吉倉紳一・芳川雅子・昆慶明・高木 哲一
  • Organizer: 日本鉱物科学会2014年年会
  • Place of Presentation: 熊本市
  • Year and Date: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [Presentation] Quaternary Magma Genesis of Kyushu Arc, SW Japan; Infered from along Arc Geochemical Variations (2014)
  • Author(s): Shibata T, Yoshikawa M, Itoh J, Ujike O, Miyoshi M & Takemura K
  • Organizer: Goldschmidt Conference
  • Place of Presentation: 米国・サクラメント
  • Year and Date: 2014-06-10 – 2014-06-11
• [Presentation] 先小御岳火山の微量元素及びSr-Nd同位体組 (2014)
  • Author(s): 柴田知之・吉本充宏・藤井敏嗣・中田節也
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: 横浜市
  • Year and Date: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [Presentation] 西南日本弧、山口県大津地域に分布する中新世玄武岩類の成因 (2014)
  • Author(s): 東山陽次・ 長谷中利昭・ 柴田知之・ 芳川雅子・ 永尾隆志
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: 横浜市
  • Year and Date: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [Presentation] Evaluating slab-fluid contribution into inhomogeneous mantle source: geochemical variation of Central and East Java arc (2014)
  • Author(s): Handini Esti・長谷中利昭・Wibowo Haryo Edi・柴田知之・MORI Yasushi・HARIJOKO Agung
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • Place of Presentation: 横浜市
  • Year and Date: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [Presentation] Sm–Nd and Rb–Sr isotope geochemistry and petrology of Abu Hamamid intrusion, Eastern Desert, Egypt: An Alaskan-type complex in a backarc setting (2014)
  • Author(s): H. M. Helmy, M. Yoshikawa, T. Shibata, S. Arai, H. Kagami
  • Organizer: 11th international conference on the geology of the arab world
  • Place of Presentation: エジプト・カイロ
  • Year and Date: 2014-04-05 – 2014-04-10
• [Remarks] 柴田知之のHomePage
  • URL: http://wwww.vgs.kyoto-u.ac.jp/InetHome/shibata/index.html
• [Remarks] 京都大学 地球熱学研究施設
  • URL: http://www.vgs.kyoto-u.ac.jp/