• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

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(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 15KK0150
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化)

配分区分基金
研究分野 地球宇宙化学
研究機関東京大学

研究代表者

角野 浩史  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (90332593)

研究期間 (年度) 2016 – 2019
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
キーワード希ガス / ハロゲン / 水 / マントル / 沈み込み / 質量分析 / 物質循環 / 流体包有物 / メルト包有物 / 同位体
研究成果の概要

本研究は、地球表層を構成する海洋プレートがマントルへと沈み込んでいく際に、プレート中のどのような物質がマントルへと水やハロゲン・希ガスといった揮発性の高い物質を持ち込んでいるかを明らかにするために、火山活動によって地表にもたらされたマントル物質であるかんらん岩や、上昇するマグマ中で早期に晶出して深部のマグマの情報を残しているかんらん石の斑晶について、中性子照射と超高感度希ガス質量分析計を用いた希ガス・ハロゲン分析を行った。その結果沈み込み帯直下のマントルには、大気(海水)由来の希ガスや、深海底堆積物中の間隙水や海洋地殻に由来するハロゲンが注入されていることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

日本に代表される沈み込み帯における活発な火山活動の源であるマグマは、直下のマントルに沈み込んだ海洋プレートから放出される、水をはじめとした揮発性成分がマントルの融点を下げたために生じることは分かっていたが、具体的にプレート中の何が水を運んでいるかは、天然試料の分析からは明らかになっていなかった。本研究は希ガスとハロゲンを手がかりに、沈み込むプレート中に形成した蛇紋石や、深海底堆積物と海洋地殻中の含水鉱物が水の運び手であることを明らかにし、また火山活動に伴い希ガスが水とともに地表へと戻っている一方で、ハロゲンの一部は水を失ったプレートとともに、より深部のマントルに沈み込んでいる可能性を示した。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 8件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] マンチェスター大学(英国)2018

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] オックスフォード大学(英国)2018

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Fluid overpressure in subduction plate boundary caused by mantle-derived fluids2020

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama Naoki、Sumino Hirochika、Ujiie Kohtaro
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 538 ページ: 116199-116199

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2020.116199

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Archean to Paleoproterozoic seawater halogen ratios recorded by fluid inclusions in chert and hydrothermal quartz2020

    • 著者名/発表者名
      Burgess R. , Goldsmith S.L. , Sumino H. , Gilmour J.D. , Marty B. , Pujol M. , Konhauser K.O.
    • 雑誌名

      American Mineralogist

      巻: - 号: 9 ページ: 1317-1325

    • DOI

      10.2138/am-2020-7238

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Volcanology and inflation of an extensive basaltic lava flow in the Payenia Volcanic Province, extra-Andean back arc of Argentina2019

    • 著者名/発表者名
      Bernardi M.I , Bertotto G.W , Ponce A.D , Orihashi Y , Sumino H
    • 雑誌名

      Andean Geology

      巻: 46 ページ: 279-299

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Petit-spot volcanoes on the oldest portion of the Pacific plate2019

    • 著者名/発表者名
      Hirano Naoto、Machida Shiki、Sumino Hirochika、Shimizu Kenji、Tamura Akihiro、Morishita Taisei、Iwano Hideki、Sakata Shuhei、Ishii Teruaki、Arai Shoji、Yoneda Shigekazu、Danhara Tohru、Hirata Takafumi
    • 雑誌名

      Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers

      巻: 154 ページ: 103142-103142

    • DOI

      10.1016/j.dsr.2019.103142

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Volcanology and geochronology of very long Neogene-Quaternary basaltic flows from southeast Payenia, central-west Argentina2019

    • 著者名/発表者名
      Bernardi Mauro Ignacio、Bertotto Gustavo Walter、Orihashi Yuji、Sumino Hirochika、Ponce Alexis Daniel
    • 雑誌名

      Andean Geology

      巻: 46 号: 3 ページ: 490-490

    • DOI

      10.5027/andgeov46n3-3181

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Halogen Heterogeneity in the Lithosphere and Evolution of Mantle Halogen Abundances Inferred From Intraplate Mantle Xenoliths2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Masahiro、Sumino Hirochika、Burgess Ray、Nakai Shun'ichi、Iizuka Tsuyoshi、Nagao Jun、Kagi Hiroyuki、Nakamura Michihiko、Takahashi Eiichi、Kogiso Tetsu、Ballentine Chris J.
    • 雑誌名

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      巻: 20 号: 2 ページ: 952-973

    • DOI

      10.1029/2018gc007903

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Recycled Components in Mantle Plumes Deduced From Variations in Halogens (Cl, Br, and I), Trace Elements, and 3He/4He Along the Hawaiian-Emperor Seamount Chain2019

    • 著者名/発表者名
      Broadley Michael W.、Sumino Hirochika、Graham David W.、Burgess Ray、Ballentine Chris J.
    • 雑誌名

      Geochemistry, Geophysics, Geosystems

      巻: 20 号: 1 ページ: 277-294

    • DOI

      10.1029/2018gc007959

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Plume-lithosphere interaction, and the formation of fibrous diamonds2018

    • 著者名/発表者名
      Broadley M.W.、Kagi H.、Burgess R.、Zedgenizov D.、Mikhail S.、Almayrac M.、Ragozin A.、Pomazansky B.、Sumino H.
    • 雑誌名

      Geochemical Perspectives Letters

      巻: 8 ページ: 26-30

    • DOI

      10.7185/geochemlet.1825

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 沈み込み帯の火山岩中かんらん石斑晶とマントルかんらん岩のハロゲン・希ガスからみた水の沈み込み過程2018

    • 著者名/発表者名
      角野浩史, 小林真大
    • 雑誌名

      月刊 地球

      巻: 40 ページ: 260-271

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [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
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Determination of halogens in some standard materials using the neutron irradiation noble gas mass spectrometric technique2019

    • 著者名/発表者名
      Sumino H., Kobayashi M., Saito T. and Nagao K.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Halogen heterogeneity in the subcontinental lithospheric mantle2019

    • 著者名/発表者名
      Sumino H., Kobayashi M., Burgess R. and Ballentine C.
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Noble gases in olivine melt inclusions reveal degassing state of magmas in Deception Island (Antarctica)2019

    • 著者名/発表者名
      Sumino H., Alvarez-valero A.M., Okumura S., Nunez-guerrero E. and Geyer A.
    • 学会等名
      29th Annual V.M. Goldschmidt Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Halogens in subcontinental lithospheric mantle beneath Southern Patagonia2018

    • 著者名/発表者名
      Sumino H., Burgess R., Jalowitzki T., Kobayashi M. and Conceicao R.
    • 学会等名
      28th Annual V.M. Goldschmidt Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Noble gas evidence for the common origin of diamonds and their host kimberlite from Udachnaya-east pipe kimberlite, Siberia2018

    • 著者名/発表者名
      Sumino H., Tago S., Kagi H. and Zedgenizov D.A.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 極微量希ガス質量分析法による地球内部揮発性物質循環の研究2017

    • 著者名/発表者名
      角野浩史
    • 学会等名
      第65回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Volatile element transport within a closed system constrained by halogens and noble gases in mantle wedge peridotites2017

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi M., Sumino H., Nagao K., Ishimaru S., Arai S., Yoshikawa M., Kawamoto T., Kumagai Y., Kobayashi T., Burgess R. and Ballentine C.
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Water subduction processes constrained by halogens and noble gases in the Sanbagawa metamorphic rocks2017

    • 著者名/発表者名
      Sumino H., Burgess R., Kouketsu Y., Mizukami T., Kobayashi M., Endo S., Yoshida K., Hirajima T., Wallis S., and Ballentine C.
    • 学会等名
      27th Annual V.M. Goldschmidt Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 四国・三波川変成岩中のハロゲンと希ガスから制約される水の沈み込み過程2017

    • 著者名/発表者名
      角野浩史, Wallis S.R., 纐纈佑衣, 遠藤俊祐, 水上知行, 吉田健太, 小林真大, 平島崇男, Burgess R., Ballentine C.J.
    • 学会等名
      2017年度日本地球化学会第64回年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 沈み込み帯の火山岩中かんらん石斑晶およびマントルかんらん岩のハロゲン・希ガス組成から制約する水の沈み込み過程2017

    • 著者名/発表者名
      角野浩史, 小林真大, Burgess R., Ballentine C.J.
    • 学会等名
      日本火山学会2017年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 希ガス質量分析の応用による極微量ハロゲン分析2017

    • 著者名/発表者名
      角野浩史, 小林真大, Burgess R.
    • 学会等名
      日本質量分析学会同位体比部会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-10-04   更新日: 2021-02-19  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi