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非火山域における深部流体の起源と上昇過程

研究課題

研究課題/領域番号 16K00531
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 環境動態解析
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2018)
国立研究開発法人海洋研究開発機構 (2016-2017)

研究代表者

中村 仁美  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (60572659)

研究分担者 常 青  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球内部物質循環研究分野, 技術主任 (30359195)
森川 徳敏  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究グループ長 (90392670)
岩森 光  東京大学, 地震研究所, 教授 (80221795)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード深部流体 / 地殻流体 / スラブ起源流体 / 温泉水 / 構造線 / スラブ / プレート / 流体 / 深部 / 非火山 / 起源 / 非火山域 / 重元素 / 希土類 / REE / 熱水 / 物質循環 / 火山
研究成果の概要

本研究の目的は,深部流体の分布と上昇過程を把握し,日本列島における変動現象と流体の関係の理解を進めることである.深部流体の指標と考えられる化学的特徴に基づき,調査対象を選定・調査・試料採取を行い,希土類元素の測定と解析を行うことで,その起源と上昇過程の推定を試みた.
その結果,構造線沿いに,スラブ起源流体が低温で脱水する時の特徴を持つ流体が上昇していることが分かった.一部の流体は,上昇途中に帯水層で沈殿物を生成した後,湧出していることも明らかになった.火山域,非火山域,プレート境界域における深部流体の振る舞いを統合的に捉えることで,日本列島全域の深部流体について把握する準備が整ったといえる.

研究成果の学術的意義や社会的意義

日本列島は,水を含む海洋プレートの動的・物質的影響を常に受けており,深部流体が関与すると考えられる変動現象が絶えない.深部流体は,現在沈み込んでいる太平洋プレートとフィリピン海プレートに由来する証拠が蓄積されてきた.一方,これらの深部流体がどのように上昇し変動現象と関わるのか,具体的証拠に乏しい.本研究により,沈み込んでいるプレートから比較的低温(~500度)で脱水する特徴を持つ流体が,構造線沿いに上昇していることが分かり,一部は,上昇中に帯水層で沈殿物を生成した後,湧出することも明らかになった.非火山域の深部流体の挙動を捉えることで,日本列島全域における全貌を把握していくことが重要である.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 4件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 9件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] ロシア科学アカデミー/モスクワ大学(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] The Russian Academy of Sciences(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Trace-element characteristics of east-west mantle geochemical hemispheres2019

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Iwamori, Hitomi Nakamura, Masaki Yoshida, Takashi Nakagawa, Kenta Ueki, Atsushi Nakao, Tatsuji Nishizawa, and Satoru Haraguchi
    • 雑誌名

      Comptes Rendus Geoscience

      巻: 351 号: 2-3 ページ: 209-220

    • DOI

      10.1016/j.crte.2018.09.007

    • 関連する報告書
      2018 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] Geochemical mapping of slab-derived fluid and source mantle along Japan arcs2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Hitomi、Iwamori Hikaru、Nakagawa Mitsuhiro、Shibata Tomoyuki、Kimura Jun-Ichi、Miyazaki Takashi、Chang Qing、Vaglarov Bogdan Stefanov、Takahashi Toshiro、Hirahara Yuka
    • 雑誌名

      Gondwana Research

      巻: 70 ページ: 36-49

    • DOI

      10.1016/j.gr.2019.01.007

    • 関連する報告書
      2018 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] 地殻流体の起源・分布と変動現象2019

    • 著者名/発表者名
      岩森光,行竹洋平,飯尾能久,中村仁美
    • 雑誌名

      地学雑誌特集号

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007745835

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ヘリウム同位体を用いた地殻流体計測2019

    • 著者名/発表者名
      森川徳敏、 角森史昭、 風早康平、 松本則夫
    • 雑誌名

      地学雑誌

      巻: 印刷中

    • NAID

      130007745836

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Roles of Hydrous Lithospheric Mantle in Deep Water Transportation and Subduction Dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Nakao Atsushi、Iwamori Hikaru、Nakakuki Tomoeki、Suzuki Yujiro J.、Nakamura Hitomi
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 45 号: 11 ページ: 5336-5343

    • DOI

      10.1029/2017gl076953

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distribution of slab-derived fluids around the edge of the Philippine Sea Plate from Central to Northeast Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Hitomi、Iwamori Hikaru、Ishizuka Osamu、Nishizawa Tatsuji
    • 雑誌名

      Tectonophysics

      巻: 723 ページ: 297-308

    • DOI

      10.1016/j.tecto.2017.12.004

    • NAID

      40021616521

    • 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
  • [雑誌論文] Genesis of ultra-high-Ni olivine in high-Mg andesite lava triggered by seamount subduction2017

    • 著者名/発表者名
      Nishizawa Tatsuji、Nakamura Hitomi、Churikova Tatiana、Gordeychik Boris、Ishizuka Osamu、Haraguchi Satoru、Miyazaki Takashi、Vaglarov Bogdan Stefanov、Chang Qing、Hamada Morihisa、Kimura Jun-Ichi、Ueki Kenta、Toyama Chiaki、Nakao Atsushi、Iwamori Hikaru
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 11515-11515

    • DOI

      10.1038/s41598-017-10276-3

    • 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
  • [雑誌論文] Classification of geochemical data based on multivariate statistical analyses: Complementary roles of cluster, principal component, and independent component analyses2017

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Iwamori, Kenta Yoshida, Hitomi Nakamura, Tatsu Kuwatani, Morihisa Hamada, Satoru Haraguchi, Kenta Ueki,
    • 雑誌名

      Geochem. Geophys. Geosyst.

      巻: 18 号: 3 ページ: 994-1012

    • DOI

      10.1002/2016gc006663

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hydroecogeochemistry of Baransky volcano activity2017

    • 著者名/発表者名
      Bragin I.V., Chelnokov G.A., Kharitonova N.A., Nakamura H.
    • 雑誌名

      Proceedings of 11th International Hydrogeological Congress of Greece

      巻: なし

    • 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
  • [雑誌論文] Геохимическая эволюция Толбачинского массива2017

    • 著者名/発表者名
      T. Churikova, B. Gordeychik, H. Iwamori, H. Nakamura, O. Ishizuka, T. Nishizawa, S. Haraguchi, T. Miyazaki, B.S. Vaglarov
    • 雑誌名

      Вулканизм, биосфера и экологические проблем ых.

      巻: なし ページ: 43-45

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Understanding the processes of the multiple subduction plate boundary around Japan2016

    • 著者名/発表者名
      H. Nakamura
    • 雑誌名

      Scientia, Science Diffusion

      巻: なし

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Behavior of Rare Earth Elements in spring waters: Implications for origin and upwelling process of deep brine2018

    • 著者名/発表者名
      中村仁美
    • 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 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 島弧における火成活動・火山噴火プロセスの統合的理解に向けて2018

    • 著者名/発表者名
      中村仁美・鈴木雄治郎・入山宙・中尾篤史・岩森光
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 沈み込み帯の深部水輸送・ダイナミクスにおける含水スラブマントルの効果2018

    • 著者名/発表者名
      中尾篤史・岩森光・中久喜伴益・鈴木雄治郎・中村仁美
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] カムチャツカ北部、北部Sredinny Rangeにおける火成活動2018

    • 著者名/発表者名
      西澤達治・中村仁美・Churikova Tatiana・Gordeychik Boris・石塚治・岩森光
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] Multiple microanalysis of melt inclusions from the Pitcairn basalts and its implications for melting source region2018

    • 著者名/発表者名
      小澤恭弘・岩森光・羽生毅・浜田盛久・清水健二・牛久保孝行・木村純一・常青・中村仁美・伊藤元雄
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] 日本火山学会60周年事業を契機とした現状把握と将来への取り組み2018

    • 著者名/発表者名
      井口正人・奥村聡・竹内晋吾・長谷川健・鈴木雄治郎・中村仁美・市原美恵
    • 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 実績報告書
  • [学会発表] Variability of deep seated fluid observed by rare earth elements along Median Tectonic Line2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura H., Iwamori H., Chang Q., Morikawa N., Kazahaya K., Takahashi M., Tanimizu M
    • 学会等名
      10th BIENNUAL WORKSHOP on JAPAN-KAMCHATKA-ALASKA SUBDUCTION PROCESSES (JKASP-2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamical models for subduction zone processes in NE Japan incorporating fluid-rock interactions2018

    • 著者名/発表者名
      Iwamori, H., Nakamura, H., Horiuchi, S., Nishizawa, T., Sasajima, R. and Shibazaki, B
    • 学会等名
      10th BIENNUAL WORKSHOP on JAPAN-KAMCHATKA-ALASKA SUBDUCTION PROCESSES (JKASP-2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Petrological studies on the Quaternary magmatism in the northern Sredinny range2018

    • 著者名/発表者名
      Nishizawa, T., Nakamura, H., Churikova, T., Gordeychik, B., Ishizuka, O., Iwamori, H.
    • 学会等名
      10th BIENNUAL WORKSHOP on JAPAN-KAMCHATKA-ALASKA SUBDUCTION PROCESSES (JKASP-2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Geochemical variability of deep seated fluid along median tectonic line.2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, H.
    • 学会等名
      17th Japan-Taiwan International Workshop on Hydrological and Geochemical Research for Earthquake Prediction
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical simulation for water transportation along subducting slabs2018

    • 著者名/発表者名
      Nakao, A., Iwamori, H., Nakakuki, T., Suzuki, Y. and Nakamura, H.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemical geodynamics based on statistical analyses and forward simulation2018

    • 著者名/発表者名
      Iwamori, H.
    • 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 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中部~東北日本火山弧の組成 変遷と沈み込むスラブの形状2017

    • 著者名/発表者名
      中村仁美・岩森光・石塚治・西澤達治
    • 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] Cluster analysis of geochemical data with errors2017

    • 著者名/発表者名
      劉青雲・岩森光・中村仁美・横山哲也
    • 学会等名
      2017年度日本地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 多変量解析による日本列島深層地下水の化学的特徴の抽出2017

    • 著者名/発表者名
      吉田健太・中村仁美・桑谷立・原口悟・風早康平・高橋正明・岩森光
    • 学会等名
      2017年度日本地球化学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] East-west mantle geochemical hemispheres and their implications for top-down hemispherical dynamics2017

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Iwamori, Hitomi Nakamura, Masaki Yoshida, Ryunosuke Yanagi, Takashi Nakagawa
    • 学会等名
      High-Pressure Mineral Physics Seminar
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] カムチャツカ北東部,海山の沈み込みに起因する高‐Mg安山岩に含まれる超高Ni含有olivineの成因2017

    • 著者名/発表者名
      西澤達治・中村仁美・Crurikova Tatiana・Gordeychik Boris・石塚治・常 青・中尾篤史・岩森光
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] A new statistical method to identify geochemical data structure2017

    • 著者名/発表者名
      岩森光・吉田健太・中村仁美・桑谷立・浜田盛久・原口悟・上木賢太
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Distribution of slab-fluids around the edge of the Philippine Sea Plate in Central to Northeast Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, H., Iwamori, H., Ishizuka, O., Nishizawa
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] PCA/ICAによる深層地下水データベースの多変量解析2016

    • 著者名/発表者名
      吉田健太・桑谷立・中村仁美・原口悟・風早康平・高橋正明・岩森光
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2016年年会
    • 発表場所
      金沢大学,石川県金沢市
    • 年月日
      2016-09-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 糸魚川静岡構造線沿いに湧出する温泉水の多様性とその起源2016

    • 著者名/発表者名
      中村仁美、岩森光,千葉紀奈,常青,森川徳敏,風早康平
    • 学会等名
      2016年度日本地球化学会年会
    • 発表場所
      大阪市立大学,大阪府大阪市
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Geochemistry of High-Mg Andesitic Rocks in NE Kamchatka2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nishizawa, H. Nakamura, T. Churikova, O. Ishizuka, B.S. Vaglarov, K. Ueki, C. Toyama, H. Iwamori
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference 2016
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa
    • 年月日
      2016-06-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Origin of Arima-Type Brine and Associated Spring Waters in the Kinki District, Southwest Japan2016

    • 著者名/発表者名
      H. Nakamura, K. Chiba, Q. Chang, N. Morikawa, K. Kazahaya, H. Iwamori
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference 2016
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa
    • 年月日
      2016-06-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Subduction Factory and its Impact on Global Mantle Heterogeneity2016

    • 著者名/発表者名
      H. Iwamori, A. Ikemoto, H. Nakamura, M. Yoshida, R. Yanagi
    • 学会等名
      Goldschmidt Conference 2016
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa
    • 年月日
      2016-06-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 有馬温泉水を含めた温泉水の起源と地殻内上昇過程の制約2016

    • 著者名/発表者名
      中村 仁美、千葉 紀奈、常 青、森川 徳敏、風早 康平、岩森 光
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ,千葉県千葉市
    • 年月日
      2016-05-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] カムチャッカ半島北東部における高Mg安山岩を産出した第四紀火山の起源2016

    • 著者名/発表者名
      西澤 達治、中村 仁美、Curikova Tatiana、Gordeychik Boris、石塚 治、岩森 光
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 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 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-22  

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