沈み込み帯火山岩のin situホウ素同位体比から探るスラブ成分の定量化

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25400519
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 新城 竜一 琉球大学, 理学部, 教授 (30244289)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: トルマリン / ホウ素同位体比 / レーザーアブレーション / MC-ICP-MS / 沈み込み帯

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、島弧の火山岩に含まれるカンラン石や輝石などの斑晶やメルト・インクルージョンのホウ素同位体比をレーザーアブレーション（LA）装置と多重検出器型ICP質量分析計（MC-ICP-MS）を用いてin situ分析する手法を開発し、これを沈み込み帯の岩石に応用することを目的とする。しかし本研究で主力となるLA装置が平成27年9月に故障し、平成28年12月に修理が完了するまで使用不可能の状況となったことから、予定どおりの実験を行うことができなかった。
修理完了後、LA-MC-ICP-MS法を用いたホウ素同位体分析法をひとまず実用化させることを目的として、高精度のデータ取得が比較的容易に期待できるトルマリン（電気石）をターゲットとして、ホウ素同位体比の分析手法の開発を行った。トルマリンにはホウ素がパーセント単位で含まれており、ppmレベルでしかホウ素を含まないカンラン石や輝石よりも高いイオン強度を得ることができ、精度の高いデータが得られると期待された。
LA-MC-ICP-MS分析でしばしば問題となるマトリックス効果の影響を補正するため、マトリックスマッチングの方法を取り入れた。ホウ素同位体比が決定されているトルマリン標準試料をスタンダードとして、未知試料のトルマリンを測定する。その際、データの繰り返し再現性や正確度を評価するために別のトルマリンが必要である。適切なトルマリンが市販されていないため、研究室内標準試料として使用するためのトルマリンを準備し、複数の分析法を使って値付けと均質性の評価を行った。湿式分析とLA分析によるホウ素同位体比は一致しており、0.2パーミルの範囲で均質であることも確かめられ、モニター試料として使用できることを確認した。この分析法を天然のトルマリンへ応用するため、山口県彦島地域と室津地域の電気石のホウ素同位体比を測定した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究の主力であるレーザー装置が故障し、使用不可能な時期が1年以上続いたため、予定どおりの実験が行えなかった。

Strategy for Future Research Activity

トルマリンのin situ分析を応用して、他の鉱物の分析にも適用する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Bremen(ドイツ)
  • Country Name: GERMANY
  • Counterpart Institution: University of Bremen
• [Int'l Joint Research] University of Alaska Fairbanks(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: University of Alaska Fairbanks
• [Int'l Joint Research] National Cheng Kung University/National Taiwan University(台湾)
  • Country Name: その他の国・地域
  • Counterpart Institution: National Cheng Kung University/National Taiwan University
• [Int'l Joint Research] Shahjalal University of Sci. & Tech.(バングラデシュ)
  • Country Name: BANGLADESH
  • Counterpart Institution: Shahjalal University of Sci. & Tech.
• [Int'l Joint Research] Memorial University of Newfoundland(カナダ)
  • Country Name: CANADA
  • Counterpart Institution: Memorial University of Newfoundland
• [Journal Article] Petrologic and geochemical characterization of rift-related magmatism at the northernmost Main Ethiopian Rift: Implications for plume-lithosphere interaction and the evolution of rift mantle sources (2017)
  • Author(s): Feyissa D.H.、Shinjo R.、Kitagawa H.、Meshesha D.、Nakamura E.
  • Journal Title: Lithos Volume: 282-283 Pages: 240～261
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2017.03.011
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Geochemical characteristics of hydrothermal fluids at Hatoma Knoll in the southern Okinawa Trough (2016)
  • Author(s): Toki, T., Itoh, M., Iwata, D., Ohshima, S., Shinjo, R., Ishibashi, J., Tsunogai, U., Takahata, N., Sano, Y., Yamanaka, T., Ijiri, A., Okabe, N., Gamo, T., Muramatsu, Y., Ueno, Y., Kawagucci, S., Takai, K.
  • Journal Title: Geochemical Journal Volume: 50 Pages: 493-525
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0449
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Contribution of slab-derived fluid and sedimentary melt in the incipient arc magma with development of the paleo-arc related to the Oman Ophiolite (2016)
  • Author(s): Kusano, Y., Umino, S., Shinjo, R., Ikei, A., Adachi, Y., Miyashita, S., Arai, S.
  • Journal Title: Chemical Geology Volume: 449 Pages: 206-225
  • DOI: 10.1016/j.chemgeo.2016.12.012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fluid flow and water-rock interaction across the active Nankai Trough subduction zone forearc revealed by boron isotope geochemistry (2016)
  • Author(s): Hupers, A., Kasemann, S.A., Kopf, A.J., Meixner, A., Toki, T., Shinjo, R., Wheat, C.G., You, C.-F.
  • Journal Title: Geochimica et Cosmochimica Acta Volume: 193 Pages: 100-118
  • DOI: 10.1016/j.gca.2016.08.014
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Miocene-Pliocene mantle depletion event in the northern Fossa Magna, western NE Japan (2016)
  • Author(s): Okamura, S., Inaba, M., Adachi, Y., Shinjo, R.
  • Journal Title: Journal of Geodynamics Volume: 97 Pages: 42-61
  • DOI: 10.1016/j.jog.2016.03.007
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Finite element method (FEM) groundwater inflow modeling associated with an unconfined aquifer into the open-pit coalmine of the Phulbari area, NW Bangladesh (2016)
  • Author(s): Islam, M.R., Shinjo, R., Faruque, M.O., Shimada, H., Howladar, M.F.
  • Journal Title: Arabian Journal of Geosciences Volume: 9 Pages: -
  • DOI: 10.1007/s12517-016-2402-1
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 琉球弧の地質とその成り立ち (2016)
  • Author(s): 新城竜一
  • Journal Title: ペドロジスト Volume: 60 Pages: 47-54
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Epilogue of the western paleo-Pacific subduction: Inferred from spatial and temporal variations and geochemistry of the Late Cretaceous to Early Cenozoic silicic magmatism in coastal South China (2016)
  • Author(s): Chen, C-H., Lee, C.-Y. and Shinjo, R.
  • Journal Title: Journal of Asian Earth Sciences Volume: 115 Pages: 520-546
  • DOI: 10.1016/j.jseaes.2015.10.002
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Development of a new method of extraction of interstitial water from low-porosity consolidated sediments recovered during super-Deep Drilling Projects (2016)
  • Author(s): Toki, T., Masuda, H., Rashid, H., Hammerschmidt, S., Shinjo, R.
  • Journal Title: Geostandards and Geoanalytical Research Volume: 40 Pages: 291-300
  • DOI: 10.1111/j.1751-908X.2015.00366.x
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] サンゴ骨格のLA-ICP-MS分析によるタイ湾環境モニタリング (2016)
  • Author(s): 長濱秀紀， 新城竜一, 大出茂
  • Organizer: 沖縄地学会
  • Place of Presentation: 琉球大学（沖縄県西原町）
  • Year and Date: 2016-12-17 – 2016-12-26
• [Presentation] 琉球大学平成28年度戦略プロジェクト研究「琉球島嶼の水循環と琉球石灰岩に関連した学際的研究」の概要 (2016)
  • Author(s): 新城竜一
  • Organizer: 沖縄地学会
  • Place of Presentation: 琉球大学（沖縄県西原町）
  • Year and Date: 2016-12-17 – 2016-12-17
• [Presentation] 主要成分および微量元素を用いた宮古島における地下水水質の評価 (2016)
  • Author(s): 比嘉望美, 野崎真司, 安元純， 新城竜一
  • Organizer: 沖縄地学会
  • Place of Presentation: 琉球大学（沖縄県西原町）
  • Year and Date: 2016-12-17 – 2016-12-17
• [Presentation] トルマリンのホウ素同位体組成：レビューを中心に (2016)
  • Author(s): 金城和希， 新城竜一
  • Organizer: 沖縄地学会
  • Place of Presentation: 琉球大学（沖縄県西原町）
  • Year and Date: 2016-12-17 – 2016-12-17
• [Presentation] ホウ素同位体から探る海底熱水系 (2016)
  • Author(s): 宇野芳江， 新城竜一
  • Organizer: 沖縄地学会
  • Place of Presentation: 琉球大学（沖縄県西原町）
  • Year and Date: 2016-12-17 – 2016-12-17
• [Presentation] Neogene volcanism associated with back-arc basin tectonics at the northern Fossa Magna, NE Japan (2016)
  • Author(s): Okamura, S., Inaba, M., Shinjo, R., Adachi, Y.
  • Organizer: 2016 AGU Fall Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco（米国）
  • Year and Date: 2016-12-12 – 2016-12-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Contribution of slab melting to magmatism at the active rifts zone in the middle of the Izu-Bonin arc (2016)
  • Author(s): Hirai, Y., Okamura, S., Sakamoto, I., Shinjo, R., Wada, K., Yoshida, T.
  • Organizer: 2016 AGU Fall Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco（米国）
  • Year and Date: 2016-12-12 – 2016-12-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 鳥海山、貞観噴火前後の噴出物の特徴の変化 (2016)
  • Author(s): 高橋拓也・伴雅雄・大場司・林信太郎・新城竜一
  • Organizer: 日本鉱物科学会
  • Place of Presentation: 金沢大学（石川県金沢市）
  • Year and Date: 2016-09-23 – 2016-09-25
• [Presentation] 宮古島の活断層と地下水 (2016)
  • Author(s): 新城竜一
  • Organizer: 琉球大学同窓会宮古支部教育講演会
  • Place of Presentation: 宮古島市レストランのむら（沖縄県宮古島市）
  • Year and Date: 2016-08-06 – 2016-08-06
  • Invited
• [Presentation] Geochemical diversity of basalts and mantle heterogeneity beneath the active rifts, Izu-Bonin arc, Japan (2016)
  • Author(s): Hirai, Okamura, S., Sakamoto, I., Shinjo, R., Wada, K., Yoshida, T.
  • Organizer: Goldschmidt 2016
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-06-26 – 2016-07-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Miocene - Pliocene mantle depletion event in the northern Fossa Magna, central Japan (2016)
  • Author(s): Okamura, S., Inaba, M., Adachi, Y., Shinjo, R.
  • Organizer: Goldschmidt 2016
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-06-26 – 2016-07-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Hydrothermal fluids of the Okinawa Trough: Sr isotopic composition (2016)
  • Author(s): Toki, T., Shinjo, R., Ishibashi, J.-I.
  • Organizer: Goldschmidt 2016
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-06-26 – 2016-07-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Magma feeding system in the initiation of Goshikidake activity (Zao volcano, Japan) (2016)
  • Author(s): Nishi, Y., Ban, M., Oikawa, T., Yamasaki, S., Sato, S., Hernandez, D., Alvarez-Valero., A.M., Shinjo, R.
  • Organizer: Goldschmidt 2016
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-06-26 – 2016-07-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Constraints of lithium isotope on petrogenesis of the Ryukyu arc magmatism (2016)
  • Author(s): Hsieh, Y.F., Chu, M.F., Shinjo, R.
  • Organizer: Goldschmidt 2016
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-06-26 – 2016-07-01
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 伊豆 -小笠原弧，アクティブリフトの 玄武岩マグ マとントル 不均質 ―スミリフトから採取さ スミリフトから採取さ れた玄武岩の石学的研究 (2016)
  • Author(s): 平井康裕・岡村聡・坂本泉・新城竜一・和田恵治・吉尊智仁
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合連合大会2016年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
  • Year and Date: 2016-05-22 – 2016-05-26