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2018 Fiscal Year Annual Research Report

沈み込み帯マントルウェッジ捕獲岩中の塩水包有物に溶存するイオンの定量分析

Publicly Offered Research

Project AreaCrustal dynamics-Unified understanding of intraisland deformation after the great Tohoku-oki earthquake-
Project/Area Number 17H05314
Research InstitutionShizuoka University

Principal Investigator

川本 竜彦  静岡大学, 理学部, 教授 (00303800)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Keywords流体包有物 / LA-ICP-MS / 海水 / 水岩石相互作用
Outline of Annual Research Achievements

岩石中の結晶粒界を流体が浸透した際、その一部が取り残され、カプセル状に結晶内に取り込まれたものが流体包有物である。その微小な流体包有物を顕微鏡下で冷却加熱し氷の融点を決定することで、凝固点降下の原理を用いて流体包有物の塩分量をNaCl当量として推定できる。これまでマントル捕獲岩中や、プレート境界深部で生成された岩石中に含まれる流体包有物の塩濃度を測定してきた。これまでの研究結果は、プレート境界でも、マントルウェッジでも、流体包有物の塩濃度は約4-5重量 NaCl% 当量で、海水 (3.5 NaCl%) よりも少し高い値であることを示す。本研究では、塩濃度に加えて、カンラン石内の流体包有物を海洋研究開発機構に設置されたレーザーアブレーション誘導結合プラズマ質量分析計(LA-ICP-MS)装置で分析した。ピナツボ火山で採取されたマントル捕獲岩の流体包有物のナトリウムとカリウムの比は海水とは大きく異なった。このことから、海水がプレートを水和させ含水鉱物を作り、その含水鉱物が脱水分解反応をおこし、塩水流体としてプレート境界を経て、マントルを上昇する際に、塩水流体中のナトリウムと、岩石中のカリウムは交換反応を起こすと解釈した。ナトリウムとカリウムの元素比は有馬温泉のそれと調和的であった。

LA-ICP-MSではホスト鉱物のカンラン石も同時に分析するため、カンラン石に含まれるカルシウムやマグネシウムの流体包有物中の濃度は測定できないほか、塩素と硫黄の測定も技術的に困難である。そこで、凍らせたまま走査電子顕微鏡内で微細加工する複合集束イオンビーム装置ではこれらの元素も分析できる。海洋研究開発機構高知コア研究所でカンラン石の流体包有物を凍らせて研磨する方法を開発中である。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ブレーズパスカル大学/ESRF(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      ブレーズパスカル大学/ESRF
  • [Journal Article] Melting behavior of SiO2 up to 120 GPa2020

    • Author(s)
      Andrault, D., Morard, G., Garbarino, G., Mezouar, M., Bouhifd, M. A., Kawamoto, T.
    • Journal Title

      Physics and Chemistry of Minerals

      Volume: 47 Pages: -

    • DOI

      10.1007/s00269-019-01077-3

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Two groups of fluid inclusions in the Yunotani eclogite from the Hida?Gaien Belt: Implications for changes of fluid salinity during exhumation2019

    • Author(s)
      SHINJI Yuzuki、TSUJIMORI Tatsuki、KAWAMOTO Tatsuhiko
    • Journal Title

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences

      Volume: 114 Pages: 302~307

    • DOI

      10.2465/jmps.190729

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Low-salinity aqueous fluid inclusions in dolomite veins of a listvenite of Oman Drilling Project Phase 12020

    • Author(s)
      Tatsuhiko Kawamoto, Hiroki Sato, Toma Takahashi, Juan Miguel Guotana, Tomoaki Morishita, Peter B. Kelemen, Jude Ann Coggon, Michelle Harris, Juerg Michael Matter, Katsuyoshi Michibayashi, Eiichi Takazawa, Damon A. H. Teagle, The Oman Drilling Project Phase 1 Science Party
    • Organizer
      International Conference on Ophiolites and the Oceanic Lithosphere: Results of the Oman Drilling Project and Related Research
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mineralogy of Oman listvenite and related serpentinite from the Hole BT1B of the Oman Drilling Project2020

    • Author(s)
      Toma Takahashi, Tomoaki Morishita, Yumiko Harigane, Tatsuhiko Kawamoto, Oman Drilling Project PhaseⅠScience Party
    • Organizer
      International Conference on Ophiolites and the Oceanic Lithosphere: Results of the Oman Drilling Project and Related Research
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Oman Drilling Project Phase 1 のリストヴェナイト中のドロマイト脈に薄い塩水からなる流体包有物があるぜよ2019

    • Author(s)
      川本 竜彦、佐藤 宏樹、髙橋 藤馬、Juan Miguel Guotana、森下 知晃、Peter Kelemen、Jude Coggon、Michelle Harris、Juerg Matter、道林 克禎、高澤 栄一、Damon Teagle、The Oman Drilling Project Phase 1 Science Party
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] オマーンに産するリストベナイトの岩石学: 沈み込み帯の炭素循環の解明に向けて2019

    • Author(s)
      髙橋 藤馬、森下 知晃、佐藤 宏樹、 Guotana Juan、川本 竜彦、Peter Kelemen、Jude Coggon、Michelle Harris、Juerg Matter、道林 克禎、高澤 栄一、Damon Teagle、The Oman Drilling Project Phase 1 science Party
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] A fluid inclusion study from the late Paleozoic retrograde eclogite from the Yunotani Valley of the Omi area, Hida-Gaien Belt, Japan2019

    • Author(s)
      進士 優朱輝、辻森 樹、川本 竜彦
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] Coordinated sample preparation with cryo-FIB-SEM and X-ray CT: Applications to chemical analysis for fluid inclusions in minerals2019

    • Author(s)
      兒玉 優、富岡 尚敬、川本 竜彦、黒田 潤一郎、村山 雅史、伊藤 元雄
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] 流体包有物に記録されている沈み込み帯流体の塩濃度2019

    • Author(s)
      川本 竜彦
    • Organizer
      日本鉱物科学会
  • [Book] 静岡の大規模自然災害の科学, 沈み込んだ海水が火山を作る (川本竜彦がコラム執筆)2020

    • Author(s)
      岩田孝仁、北村晃寿、小山真人(編)
    • Total Pages
      256
    • Publisher
      静岡新聞社
    • ISBN
      9784783805557
  • [Book] 火山のしくみ パーフェクトガイド, 日本列島の下で海水がマグマをつくる (川本竜彦がコラム執筆)2019

    • Author(s)
      高橋 正樹
    • Total Pages
      176
    • Publisher
      誠文堂新光社
    • ISBN
      4416618174
  • [Remarks] 沈み込んだ海水が火山を作る 川本 竜彦先生 サイエンスカフェin静岡 第139話 - 静岡大学 -

    • URL

      https://sutv.shizuoka.ac.jp/video/41/2272

URL: 

Published: 2021-01-27  

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