東太平洋海膨ヘス・ディープにおける最下部地殻岩の熱水変質

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25400515
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 野坂 俊夫 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (80252948)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 海洋底 / 下部地殻 / 斑れい岩 / 変質 / ヘスディープ

Outline of Annual Research Achievements

コスタリカ沖の太平洋底 Hess Deep Rift においてIODP 第345次航海 で掘削採取された斑れい岩類について，昨年度に引き続き，岩石薄片の作成，光学顕微鏡とラマン分光分析装置による鉱物の同定と岩石組織の観察，電子線マイクロアナライザーによる鉱物化学組成の分析と元素濃度マッピング，蛍光Ｘ線分析装置による全岩主要元素分析，誘導プラズマ質量分析計による全岩微量成分分析，および自由エネルギー計算ソフトウェアを用いた鉱物共生の熱力学的解析を主なった。
昨年度に発見した，未分化トロクトライト質岩中の角閃石，斜長石，緑泥石，緑色スピネル，コランダム等の高温熱水変質鉱物について，さらに定量的データを増やすとともに，新たに複数のソフトウェアを使って，変質作用の物理化学的条件の推定値をより確定的なものにした。さらに安定同位体分析により，異なるステージに活動した熱水の地球化学的性質を明らかにすることを試みた。
一方，蛇紋石をはじめとする低温熱水変質鉱物についても，光学顕微鏡，ラマン分光分析装置，および電子線マイクロアナライザーを用いて，まとまった量のデータを取得した。さらにHess Deep 地域から過去に採取されたかんらん岩類や，日本に産するオフィオライトかんらん岩類に産する蛇紋石類の化学分析も並行して行った。その結果，低温変質鉱物の化学組成には，岩型ごとに違いがあることが明らかになった。現在それらのデータについて詳細な解析に取り掛ったところである。

Current Status of Research Progress

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

Reason

前年度，世界で初めて海洋底下部地殻から緑色スピネル，コランダム，ダイアスポアなどのアルミナス鉱物を発見したが，昨年度はそれらの鉱物の生成温度条件を確定し，さらに現在，熱水変質の化学条件を特定しつつある。また，現在解析を進めている蛇紋石などの低温変質鉱物の岩型ごとの特徴についても，これまで知られていなかった新事実が明らかになりつつある。いずれも海洋底深部の変質作用に関して，重要な新知見であり，近々論文にまとめる段階まで到達している。

Strategy for Future Research Activity

研究計画最終年度となり，補足的データを採取した後，学会発表を行い，複数の論文として国際的学術誌に投稿する。

Causes of Carryover

変質作用の化学的条件を明らかにするために，新たに安定同位体のデータが必要と考え，在米の共同研究者に分析を依頼したが，先方の分析装置の故障のために成果の取りまとめに少し遅れが生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

昨年度使用予定であった論文投稿費と少量の補足分析のための費用を今年度使用する予定である。

Research Products

• [Presentation] Hydrothermal Spinel, Corundum and Diaspore in Gabbroic Rocks from the Hess Deep Rift, IODP Site U1415 (2014)
  • Author(s): T. Nozaka, R. Meyer and R.P. Wintsch
  • Organizer: American Geophysical Union Fall Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco
  • Year and Date: 2014-12-15 – 2014-12-19
• [Presentation] ヘスディープ・リフトのかんらん石斑れい岩類およびかんらん岩類における高温変質作用 (2014)
  • Author(s): 野坂俊夫・R.メイヤー・R.P. ウィンチ
  • Organizer: 日本地質学会第121年学術大会
  • Place of Presentation: 鹿児島
  • Year and Date: 2014-09-13 – 2014-09-15
• [Presentation] Olivine alteration - Part 1: High-T alteration in troctolite (2014)
  • Author(s): T. Nozaka, R.P. Wintsch and R. Meyer
  • Organizer: IODP Expedition 345 Second Postcruise Meeting
  • Place of Presentation: Monterey
  • Year and Date: 2014-06-14 – 2014-06-16
• [Presentation] IODP Exp. 345 成果：海洋底から初めて層状はんれい岩採取に成功 (2014)
  • Author(s): 阿部なつ江・秋澤紀克・針金由美子・星出隆志・町澄秋・前田仁一郎・野坂俊夫・ピトン-マリー・ギリス-キャサリン・スノー-ジョナサン・クラウス-アダム・IODP Exp. 345乗船研究者
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [Presentation] Static and fault-related alteration in the lower ocean crust, IODP Expedition 345, Hess Deep (2014)
  • Author(s): A. McCaig, K. Faak, N. Marks, T. Nozaka, M. Python, B. Wintsch, Y. Harigane, S. Titarenko, and Expedition 345 Science Party
  • Organizer: European Geosciences Union General Assembly 2014
  • Place of Presentation: Vienna
  • Year and Date: 2014-04-27 – 2014-05-02