大陸下マントルにおけるPGE含有量不均質性の検討：小さな硫化鉱物からのアプローチ

• 研究課題/領域番号: 17K14416
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 秋澤 紀克 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (40750013)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: マントル / 硫化鉱物 / 白金族元素 / 交代作用 / かんらん岩 / カンラン岩 / 白金族元素組成 / オスミウム同位体組成 / FIB / TEM-EDS / マントル捕獲岩 / 炭素 / sub-micrometerスケール / PGE / 大陸下マントル / 白金族鉱物 / 微小解析

研究成果の概要

本研究では，初期マントル中の白金族元素（PGE）含有量を正確に推定することを目指した．その達成のためには二次的なマグマやフルイドによる影響を取り除くことが必要不可欠であったため，それを重点的に実施した．具体的には，マントル由来物質であるかんらん岩を用いてPGE含有量を求め，ナノからマイクロメートルスケールで詳細な解析を実施した．その結果，炭素質マグマがPGE含有量を二次的に改変することを明確に示すことができた．また，その改変によりPGEがどのような鉱物に分配されていくのか明らかにした．これにより，炭素質マグマの影響のないかんらん岩を初期マントルのPGE推定に用いる必要があることを明確に示した．

研究成果の学術的意義や社会的意義

マントルの白金族元素（PGE）含有量推定は，地球の形成過程を論じる上で重要である．特に，地球形成以降二次的な改変を受けていない”汚れない”初期マントルのPGE組成推定は地球形成初期の現象理解に特に重要である．本研究では，その推定を行うため最も重要である二次的な改変の実態を解明した．本研究結果を考慮すると，炭素質マグマによる影響が確認されるサンプルを推定から外すべきだということを明確に示すことができた．

研究成果

• [雑誌論文] Formation process of sub-micrometer-sized metasomatic platinum-group element-bearing sulfide in Tahitian harzburgite xenolith (2020)
  • 著者名/発表者名: N. Akizawa, T. Kogiso, A. Miyake, A. Tsuchiyama, Y. Igami, M. Uesugi
  • 雑誌名: The Canadian Mineralogist 巻: 58 号: 1 ページ: 99-114
  • DOI: 10.3749/canmin.1800082
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Compositional heterogeneity and melt transport in mantle beneath Mid-Atlantic Ridge constrained by peridotite, dunite, and wehrlite from Atlantis Massif (2020)
  • 著者名/発表者名: Akizawa Norikatsu、Freh-Green Gretchen L.、Tamura Akihiro、Tamura Chiori、Morishita Tomoaki
  • 雑誌名: Lithos 巻: 354-355 ページ: 105364-105364
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2019.105364
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Hydrothermal Chromitites from the Oman Ophiolite: The Role of Water in Chromitite Genesis (2020)
  • 著者名/発表者名: Arai Shoji、Miura Makoto、Tamura Akihiro、Akizawa Norikatsu、Ishikawa Akira
  • 雑誌名: Minerals 巻: 10 号: 3 ページ: 217-217
  • DOI: 10.3390/min10030217
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A simple determination of whole-rock major- and trace-element composition for peridotite by micro-XRF spectrometer and ICP-MS using fused-glass bead. (2020)
  • 著者名/発表者名: Akizawa Norikatsu、Akira Ishikawa、Kogiso Tetsu
  • 雑誌名: Geochemical Journal 巻: 54 ページ: 81-90
  • NAID: 130007831716
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] マイクロビームX線回折によるカンラン岩中の白金族元素含有微小相の鉱物学的同定の試み (2020)
  • 著者名/発表者名: 小木曽 哲、秋澤 紀克、三宅 亮、上椙 真之
  • 雑誌名: SPring8/SACLA利用研究成果集 巻: -
  • NAID: 130007969705
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metasomatic PGE mobilization by carbonatitic melt in the mantle: Evidence from sub-μm-scale sulfide-carbonaceous glass inclusion in Tahitian harzburgite xenolith (2017)
  • 著者名/発表者名: Akizawa Norikatsu、Miyake Akira、Ishikawa Akira、Tamura Akihiro、Terada Yasuko、Uesugi Kentaro、Takeuchi Akihisa、Arai Shoji、Tanaka Chima、Igami Yohei、Suzuki Katsuhiko、Kogiso Tetsu
  • 雑誌名: Chemical Geology 巻: 475 ページ: 87-104
  • DOI: 10.1016/j.chemgeo.2017.10.037
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Ancient, highly depleted mantle beneath French Polynesia archpelago constrained by rhenium-osmium isotope and highly-sidelophile element compositions of mantle xenoliths. (2019)
  • 著者名/発表者名: Akizawa, N., Ishikawa, A., Suzuki, K. and Kogiso, T.
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society (AOGS)
  • 国際学会
• [学会発表] Petrological and geophysical implications for Mado Megamullion, Philippine Sea. (2019)
  • 著者名/発表者名: Akizawa, N., Okino, K., Ishizuka, O., Yamashita, H., Machida, S. and Ohara, Y.
  • 学会等名: 日本鉱物科学会
• [学会発表] Native iron formation during mantle metasomatism ecorded in a mantle xenolith from Aitutaki Island, Cook Islands. (2019)
  • 著者名/発表者名: Akizawa, N., Ozawa, K., Wallis, S.R., Ohshima, C., Tamura, A., Kawamoto, T., Yasumoto, A., Ishikawa, A. and Kogiso, T.
  • 学会等名: 日本鉱物科学会
• [学会発表] 中央海嶺におけるマントルまで達する熱水の化学特性：オマーンオフィオライト産ディオプシダイトの例． (2019)
  • 著者名/発表者名: 秋澤紀克, 三宅亮, 土`山明, 横山裕典, 阿瀬 貴博
  • 学会等名: 日本地球化学会
• [学会発表] Aitutaki/Rarotonga島(クック諸島)産マントル捕獲岩の地球化学的特徴 (2019)
  • 著者名/発表者名: 大嶋ちひろ, 秋澤紀克, 石川晃, 石井輝明, 小木曽哲
  • 学会等名: 日本地球化学会
• [学会発表] Cl-bearing aqueous fluid at crust/mantle boundary in mid-ocean ridge hydrothermal system: a case study of crustal diopsidite from Oman ophiolite. (2019)
  • 著者名/発表者名: Akizawa, N., Miyake, A. and Tsuchiyama, A.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
  • 招待講演
• [学会発表] Ancient, highly depleted mantle constrained by rhenium-osmium isotope and highly-sidelophile element compositions of French Polynesian xenoliths. (2019)
  • 著者名/発表者名: Akizawa, N., Ishikawa, A., Suzuki, K. and Kogiso, T.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
• [学会発表] Melt transport and compositional heterogeneity of the mantle: a case study of peridotite, dunite, and wehrlite from Atlantis Massif. (2019)
  • 著者名/発表者名: Akizawa, N., Fruh-Green, G.L., Tamura, A., Tamura, C. and Morishita, T.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
• [学会発表] Spatial variation of petrological and geochemical characteristics of mantle peridotites in Mado Megamullion, Shikoku Basin. (2019)
  • 著者名/発表者名: Akizawa, N., Machida, S., Okino, K. and Ohara, Y.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
• [学会発表] Lost City Hydrothermal Field基盤岩の実体：メルト上昇様式からの解釈． (2018)
  • 著者名/発表者名: 秋澤紀克，田村明弘，森下知晃
  • 学会等名: 日本地質学会特別大会2018
• [学会発表] Petrological and geochemical characteristics of mantle xenoliths from Tahiti and Moorea islands: an insight into oceanic lithosphere accuretion. (2018)
  • 著者名/発表者名: Akizawa, N., Ishikawa, A. and Kogiso, T.
  • 学会等名: International Mineralogical Association
• [学会発表] Chemical characteristics of hydrothermal fluid invaded into the mantle: in situ analysis for aqueous fluid inclusion in crustal diopsidite from Oman ophiolite. (2018)
  • 著者名/発表者名: Akizawa, N., Miyake, A. and Tsuchiyama, A.
  • 学会等名: 日本地質学会学術大会2018
• [学会発表] Sub-micrometer-scale investigations for metasomatic PGM-BMS inclusion in Tahitian harzburgite xenolith. (2018)
  • 著者名/発表者名: 秋澤 紀克, 三宅 亮, 伊神 洋平, 小木曽 哲
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2018年大会
• [学会発表] タヒチ/モーレア島産マントル捕獲岩から探る海洋マントルの地球化学的多様性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 秋澤紀克
  • 学会等名: 日本地球化学会
• [学会発表] Metasomatic mobilization of PGE in the suboceanic mantle: an implication from sub-micrometer-sized sulfides from Tahitian peridotite xenolith (2017)
  • 著者名/発表者名: 秋澤紀克
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
• [学会発表] Highly siderophile elements in Hawaiian xenoliths: Implications for the origin of low 187Os/188Os signatures in oceanic mantle (2017)
  • 著者名/発表者名: 石川 晃
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
• [備考]
  • URL: https://sites.google.com/site/akizawanoriwebsite/home