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ハロゲン・希ガスを用いたマントル内の水の起源・挙動・分布の解明

研究課題

研究課題/領域番号 14J09380
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 地球宇宙化学
研究機関東京大学

研究代表者

小林 真大  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2014年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードハロゲン / マントル捕獲岩 / 沈み込み / 希ガス / 沈み込み帯 / 水 / 二酸化炭素
研究実績の概要

地球表層を移動する海洋プレートが陸側のプレートに衝突し、マントルへと沈み込む場(沈み込み帯)では、ハロゲンや希ガス、水、二酸化炭素などに代表される揮発性物質が、沈み込むプレートに取り込まれてマントルへ運ばれている。本研究では、揮発性物質が地球表層から地球内部へと沈み込む過程、沈み込みがマントルの揮発性物質の組成に及ぼす影響について、沈み込む揮発性物質の最も良いトレーサーと考えられるハロゲンと希ガスを用いて解明することを目的としている。研究対象としては、マントル中の揮発性物質について1次的な情報を最もよく保存していると考えられるマントル捕獲岩を扱う。
今年度は、プレート内で産出した試料のハロゲン分析、プレート内と背弧側で産出した試料の微量元素分析を行った。
プレート内の試料は、MORB(中央海嶺玄武岩)源マントル的な組成を起点に2種の傾向を示した。微量元素組成もハロゲン組成と対応し、研究対象としたマントル捕獲岩は、現在はハロゲン組成が変動しているが、元々はMORB源マントル的な組成を持っていたことを示唆する。研究対象とした地域では、10億年以上前に大陸化のマントルがマントル対流から分離したことが示唆されており、対流するマントルのハロゲン組成が少なくとも16億年間一定で、沈み込み帯でみられたヨウ素に富むハロゲンの沈み込みの影響がマントル全体に強く及んでいないことを示唆している。
昨年度までに行った背弧側の試料のハロゲン分析結果から、背弧側では3種のハロゲンが混在していることがわかった。背弧側の試料の微量元素組成や同位体組成は、ハロゲン組成とよく対応しており、それらがマントルに元々存在していた成分と2種の起源が異なる沈み込んだ成分であることが示唆された。火山フロントと異なり、マントルに元々存在していた成分がみられたことは、沈み込みが及ぼす影響が火山フロントよりも小さいことを示唆する。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Slab-derived halogens and noble gases illuminate closed system processes controlling volatile element transport into the mantle wedge2017

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, M., Sumino, H., Nagao, K., Burgess, R., Ishimaru, S., Arai, S., Yoshikawa, M., Kawamoto, T., Kumagai, Y., Kobayashi, T., Burgess, R., Ballentine, C.
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 457 ページ: 106-116

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2016.10.012

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] マントル物質のハロゲン組成にみられるスラブ起源流体の痕跡2015

    • 著者名/発表者名
      小林真大, 角野浩史, 遠山知亜紀
    • 雑誌名

      地学雑誌

      巻: 124 号: 3 ページ: 445-471

    • DOI

      10.5026/jgeography.124.445

    • NAID

      130005087133

    • ISSN
      0022-135X, 1884-0884
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Halogen and noble gas systematics within mantle xenoliths from intraplate setting2016

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi M., Sumino H., Burgess R., Iizuka T., Nagao J., Nakamura M., Takahashi E., and Ballentine C. J.
    • 学会等名
      26th Annual V. M. Goldschmidt Conference
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Subduction of iodine-rich halogens and the I/Cl ratio in the mantle2016

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi M. and Sumino H.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2016
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マントル捕獲岩のハロゲン・希ガス組成とヨウ素に富むハロゲンの沈み込み2016

    • 著者名/発表者名
      小林真大, 角野浩史
    • 学会等名
      第2回愛媛大学先進超高圧科学研究拠点 (PRIUS)シンポジウム
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県松山市)
    • 年月日
      2016-02-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 希ガス質量分析を用いたマントル捕獲岩のハロゲン分析 ー沈み込みがマントルに与える影響の評価ー2015

    • 著者名/発表者名
      小林真大, 角野浩史
    • 学会等名
      2015年度質量分析学会同位体比部会
    • 発表場所
      湯の宿木もれび(滋賀県大津市)
    • 年月日
      2015-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Mantle metasomatism inferred from halogens and noble gases of mantle-derived materials2015

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi M. and Sumino H.
    • 学会等名
      International Seminar “High-Pressure Mineralogy: Theory and Experiment”
    • 発表場所
      モスクワ(ロシア)
    • 年月日
      2015-10-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 沈み込み帯で産出したマントル捕獲岩のハロゲン組成にみられるスラブ起源流体の影響2015

    • 著者名/発表者名
      小林真大, 角野浩史, 長尾敬介, Burgess R., 石丸聡子, 荒井章司, 芳川雅子, 川本竜彦, 熊谷仁孝, 小林哲夫, 中村美千彦
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2015年年会
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マントル捕獲岩のハロゲン組成にみられるマントルメタソマティズムの影響2015

    • 著者名/発表者名
      小林真大, 角野浩史, 長尾敬介, Burgess R., 石丸聡子, 荒井章司, 芳川雅子, 川本竜彦, 熊谷仁孝, 小林哲夫, 中村美千彦, 高橋栄一
    • 学会等名
      2015年度地球化学会第62回年会
    • 発表場所
      横浜国立大学(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Mantle metasomatism in subduction zone and intraplate settings based on halogen and noble gas systematics2015

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi M., Sumino H., Nagao K., Burgess R., Ishimaru S., Arai S., Yoshikawa M., Kawamoto T., Kumagai Y., Kobayashi T., Nakamura M., Takahashi E. and Ballentine C.J.
    • 学会等名
      25th Annual V.M. Goldschmidt Conference
    • 発表場所
      プラハ(チェコ)
    • 年月日
      2015-08-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 中性子照射したマントル岩の希ガス質量分析によるハロゲン・希ガス高感度多元素同時分析2015

    • 著者名/発表者名
      小林真大, 角野浩史, 長尾敬介, Burgess R., 石丸聡子, 荒井章司, 芳川雅子, 川本竜彦, 熊谷仁孝, 小林哲夫, 中村美千彦, 高橋栄一
    • 学会等名
      第63回質量分析総合討論会
    • 発表場所
      つくば国際会議場 エポカルつくば(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-06-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Ar-ArおよびI-Xe年代測定法を応用したマントル捕獲岩のハロゲン分析2015

    • 著者名/発表者名
      小林真大, 角野浩史, 長尾敬介, Burgess R., 石丸聡子, 荒井章司, 芳川雅子, 川本竜彦, 熊谷仁孝, 小林哲夫, 中村美千彦, 高橋栄一
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2015-05-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Ar-ArおよびI-Xe年代測定法を応用したマントル捕獲岩のハロゲン分析2015

    • 著者名/発表者名
      小林真大, 角野浩史, 長尾敬介, Ray Burgess, 石丸聡子, 荒井章司, 芳川雅子, 川本竜彦, 熊谷仁孝, 小林哲夫, 中村美千彦, 高橋栄一
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2015年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2015-05-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 希ガス質量分析を用いたマントル捕獲岩のハロゲン分析2014

    • 著者名/発表者名
      小林真大, 角野浩史, 長尾敬介, Ray Burgess
    • 学会等名
      2014年度質量分析学会同位体比部会
    • 発表場所
      筑波山温泉旅館彩香の宿一望(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 沈み込み帯で産出したかんらん岩に含まれる水流体中のハロゲン・希ガス組成2014

    • 著者名/発表者名
      小林真大, 角野浩史, 長尾敬介
    • 学会等名
      2014年度火山性流体討論会
    • 発表場所
      群馬大学草津セミナーハウス(群馬県吾妻郡)
    • 年月日
      2014-10-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ハロゲンと希ガスをトレーサーとした水の沈み込み過程の解明2014

    • 著者名/発表者名
      小林真大, 角野浩史, 長尾敬介, 石丸聡子, 荒井章司, 芳川雅子, 川本竜彦, 熊谷仁孝, 小林哲夫
    • 学会等名
      2014年度地球化学会第61回年会
    • 発表場所
      富山大学(富山県富山市)
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ハロゲンと希ガスから明らかになった堆積物中間隙水起源のマントルウェッジ中流体2014

    • 著者名/発表者名
      小林真大, 角野浩史, 長尾敬介, 石丸聡子, 荒井章司, 芳川雅子, 川本竜彦, 熊谷仁孝, 小林哲夫
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜会議センター(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2014-05-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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