2014 Fiscal Year Annual Research Report
微細包有物のマルチ揮発性元素トレーサー分析によるマントル内水循環の解明
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26287139
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
角野 浩史 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (90332593)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水上 知行 金沢大学, 自然システム学系, 助教 (80396811)
WALLIS R・Simon 名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (30263065)
鍵 裕之 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70233666)
石丸 聡子 熊本大学, 自然科学研究科, 助教 (60464046)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ハロゲン / 希ガス / 水 / 沈み込み / マントル / スラブ流体 / 質量分析 / 中性子照射 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、本研究で用いる様々な試料を採取し、岩石記載と主成分・微量元素組成分析や顕微分光分析による流体包有物の組成分析を主に進め、希ガス・ハロゲン分析に用いる試料を選定した。分担者の水上は、四国・三波川変成帯の東赤石岩体において、温度-圧力-変形履歴に応じたスピネルの変化を調べた。その結果、蛇紋石が生成し始める条件で、化学組成、レオロジカルな挙動に劇的な変化があり、産状から水に富むと推定される流体包有物が、同時に多量に生成したことが明らかとなった。また石丸は、フィリピン・イラヤ火山で採取したかんらん岩捕獲岩に多量に含まれる流体およびメルト包有物の観察及び解析を行い、H2O流体が優勢でしばしば炭酸塩鉱物と共存していることを明らかにした。これらの試料はマントルに沈み込んだ水の特徴をよく保存していると期待される。ウォリスは、沈み込んだ岩石中の含水鉱物として注目されるローソン石の変形と安定性の、稍深発地震の発生との関係について調べた。今後は天然のローソン石に含まれる希ガスやハロゲンも重要な研究対象となると考えられる。鍵は、特種なダイヤモンドであるカルボナドが、マントルに沈み込んだ海洋地殻起源である可能性を、Re-Os同位体組成から示した。この試料にはスラブとともにマントル最深部に沈み込んだ希ガスとハロゲンの情報が保持されていると期待される。
角野は、上記のような試料を真空中で破砕し包有物から揮発性成分を抽出した際に、希ガス・ハロゲンのみならず水や二酸化炭素なども同時に定量するために、絶対圧真空計と四重極質量分析計の導入を進めた。また沈み込みの影響を受けていない地域に産するマントル捕獲岩の希ガス・ハロゲン分析を行い、沈み込み帯で見出されている間隙水的なハロゲンの影響とは異なる、典型的なマントル組成から塩素が選択的に取り去られるような分別が大陸下マントルで起こっていることを明らかにした。
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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
本年度の目標であった、研究期間全体を通して重点的に分析していく試料の選定は順調に進み、今後の希ガス・ハロゲン分析で興味深い結果が得られると期待される試料が相当数揃った。またその他の揮発性成分も同時に測定するための設備の導入も順調に進んだ。ただし利用予定であった原子炉のうち、唯一京都大学原子炉実験所のKUR研究炉がきわめて短期間稼働したのみであったため、ハロゲン分析に必要な中性子照射が十分な数の試料について完了できていないという問題があり、次年度以降の研究の進捗に重大な影響を及ぼすと懸念される。
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| Strategy for Future Research Activity |
上にも述べたとおり、ハロゲン分析に必須である中性子照射を行うための原子炉（日本原子力研究機構JRR-3および京都大学原子炉実験所KUR）の再稼働は、H27年度内を目指して各機関から原子力規制庁に既に申請されているものの、その見通しは依然として不透明である。そのため、非照射試料についての希ガス同位体分析を優先的に進めるほか、海外の原子炉と分析用設備の利用も検討する。
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[Journal Article] Ruby-bearing feldspathic dike in peridotite from Ray-Iz ophiolite, the Polar Urals: Implications for mantle metasomatism and origin of ruby2015
Author(s)
Ishimaru, S., Arai, S., Miura, M., Shmelev, V.R., Pushkarev, E.
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Journal Title
Journal of Mineralogical and Petrological Sciences
Volume: -
Pages: -
Peer Reviewed
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[Journal Article] Two types of antigorite serpentinite controlling heterogeneous slow-slip behaviours of slab-mantle interface2014
Author(s)
Mizukami, T., Yokoyama, H., Hiramatsu, Y., Arai, S., Kawahara, H., Nagaya, T. and Wallis, S. R.
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Journal Title
Earth and Planetary Science Letters
Volume: 401
Pages: 148-158
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Reply to comment by Nozaka (2014) on "Dehydration breakdown of antigorite and the formation of B-type olivine CPO"2014
Author(s)
Nagaya, T., Wallis, S.R., Kobayashi, H., Michibayashi, K., Mizukami, T., Seto, Y., Miyake, A., Matsumoto, M.
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Journal Title
Earth and Planetary Science Letters
Volume: 408
Pages: 406-407
DOI
Peer Reviewed
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