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地殻-マントル境界における蛇紋岩化作用の反応メカニズムと物質移動

研究課題

研究課題/領域番号 16J04140
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 岩石・鉱物・鉱床学
研究機関東北大学

研究代表者

大柳 良介  東北大学, 環境科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード蛇紋岩化作用 / 元素移動 / アルミニウム / メッシュ組織 / Pseudumorphic relacement / 熱水変質
研究実績の概要

本年度は,昨年度行ったかんらん石―斜長石―水系における水熱実験(230度, 2.8Mpa)の実験結果のさらなる解析を試みた.水熱実験において,かんらん石と斜長石の境界付近においては磁鉄鉱が生成しなかった.磁鉄鉱の生成について,Perple X (Conolly, 2009)を用いたシュードセクションによる解析を行った.シュードセクションの作成にあたって,通常の熱力学データベースには含まれていない3価鉄を含む蛇紋石の熱力データを作成し,3価鉄の挙動を考慮した.結果,磁鉄鉱の生成はシリカ活動度と酸素フガシティーよって支配されていることが明らかになった.斜長石から高いシリカ活動度を持つ流体が拡散するため,磁鉄鉱が境界付近で生成しなかったのだと解釈される.かんらん石をバルク組成とした場合の3価鉄の蛇紋石の量は最大で3vol%程度で,シリカ活動度が高いほど少なくなる傾向がある.反応の過程で,2価鉄が3価鉄へ変化すると水素が発生する.このことは,海洋底における水素のフラックスを決定する重要な知見である.また,実験で観察されてアルミニウムの量の反応帯について,流体と固相感の局所平衡を仮定した反応ー輸送モデリングを行った.結果,実験で観察されたAlの量のプロファイルを概ね再現することに成功した.これらの成果はJournal of Petrologyに受理された (Oyanagi et al., 2018).

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Al-zoning of serpentine aggregates in mesh texture induced by metasomatic replacement reactions2018

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Yumiko Harigane, Noriyoshi Tsuchiya
    • 雑誌名

      Journal of Petrology

      巻: 印刷中 号: 4 ページ: 613-634

    • DOI

      10.1093/petrology/egy039

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanisms of Serpentinization Utilizing Olivine-Plagioclase-H2O System under Hydrothermal Conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya
    • 雑誌名

      Procedia Earth and Planetary Science

      巻: 17 ページ: 686-689

    • DOI

      10.1016/j.proeps.2016.12.153

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Model selection on chemical kinetics during water-rock interaction using exchange Monte Carlo method2017

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya
    • 学会等名
      International Meeting on “High-Dimensional Data-Driven Science” (HD3-2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海洋底の蛇紋岩化に伴う物質移動とメッシュ組織2017

    • 著者名/発表者名
      岡本敦, 大柳良介, 土屋範芳
    • 学会等名
      海洋リソスフェアの蛇紋岩化作用と物理・化学・生物プロセス- InterRidge Japan 研究集会-
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 交換モンテカルロ法によるかんらん石の熱水変質速度の最適化2017

    • 著者名/発表者名
      大柳良介, 岡本敦, 土屋範芳
    • 学会等名
      本鉱物科学会 2017年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ブルース石+アンチゴライトの脱水分解実験によるかんらん石の形成と実験前後での微細組織の直接的な比較観察2017

    • 著者名/発表者名
      永冶 方敬,岡本 敦,武藤 潤,木戸 正紀,Simon Wallis,宇野 正起,大柳 良介
    • 学会等名
      日本地質学会第124年学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 沈み込み帯プレート境界におけるSi流体交代作用によるTalc CPOの形成2017

    • 著者名/発表者名
      永冶 方敬,岡本 敦, Simon Wallis,大柳 良介,武藤 潤,宇野 正起
    • 学会等名
      日本鉱物科学会 2017年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Unraveling the oceanic serpentinization reaction from aluminum-zoning in mesh textures2017

    • 著者名/発表者名
      大柳良介, 岡本敦, 針金由美子, 土屋範芳
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2017年大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Rate of silica transport and serpentinization in the Ol-Qtz-H2O system.2017

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya
    • 学会等名
      Water Dynamics-15
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Bidirectional replacement zoning developed during serpentinization on olivine-plagioclase system2016

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya
    • 学会等名
      American Geophysical Union 2016 Fall meeting
    • 発表場所
      San Francisco, U.S.A.
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanisms of Serpentinization Utilizing Olivine-Plagioclase-H2O System under Hydrothermal Conditions2016

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya
    • 学会等名
      15th Water-Rock Interaction International Symposium
    • 発表場所
      Evora, Portugal
    • 年月日
      2016-10-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ブルース石のFe固溶によるラマンスペクトル変化2016

    • 著者名/発表者名
      水上知行,林竜太郎,大柳良介,岡本敦
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2016年年会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2016-09-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 水熱実験による蛇紋岩化反応とSi交代作用の速度論的研究2016

    • 著者名/発表者名
      大柳良介, 岡本敦, 土屋範芳
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2016年年会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2016-09-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Bidirectional Replacement Zoning Developed in Metasomatic Reaction of Olivine during Serpentinization on Olivine-Plagioclase System2016

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Oyanagi, Atsushi Okamoto, Noriyoshi Tsuchiya
    • 学会等名
      Goldschmidt2016
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 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] Significance of Silica Transport on Serpentinization: Insights from Hydrothermal Experiments2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Okamoto, Ryosuke Oyanagi, Noriyoshi Tsuchiya
    • 学会等名
      Goldschmidt2016
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] かんらん石の交代作用時に発達する双方向の反応進行フロント:メッシュ組織形成過程への示唆2016

    • 著者名/発表者名
      大柳良介, 岡本敦,土屋範芳
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      2016-05-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 沈み込み帯における地殻―マントル物質境界の交代作用:四国中央部三波川帯富郷地域の蛇紋岩岩体における例2016

    • 著者名/発表者名
      大柳良介, 岡本敦, 宇野正起,土屋範芳
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      2016-05-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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