高温高圧実験による沈み込むスラブ由来流体の化学組成の理解

• 研究課題/領域番号: 19540504
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 川本 竜彦 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教 (00303800)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2008年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2007年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: マグマ / 水 / スラブ / 沈み込み帯 / 臨界現象 / 高温高圧 / マントル / 臨界終端点 / 氷 / ラマン / 二酸化炭素 / ダイヤモンド

研究概要

水に富む流体と(1)堆積岩、および、水に富む流体と(2)高マグネシウム安山岩との間の臨界終端点を決定した。その結果、(1)火山フロントの下のスラブ直上では、沈み込む堆積岩層からマントルに付加される流体は、たっぷりとケイ酸塩成分を溶かし込んだ超臨界流体で、(2)マントルウェッジ内を上昇する高マグネシウム安山岩質成分を溶かし込んだ超臨界流体は、マグマと水流体に分離しマントルとそれぞれ反応し、2種類のマグマを作る仮説を提案する。

研究成果

• [雑誌論文] Geochemical and S r-Nd isotopic characteristics and P-T estimates of mantle xenoliths from the French Massif Central : evidence for melting and multiple metasomatism by silicate-rich carbonatite andasthen ospheric melts. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, M., Kawamoto, TShibata, T., Yamamoto, J
  • 雑誌名: Petrological Evolution of the European Litho spheric Mantle : From Archaean to Present Day. Geological Society of London (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高圧下の氷の分子模型をつくるー水の構造を理解するためにー (2008)
  • 著者名/発表者名: 川本竜彦、高松尚久、黒岩健一
  • 雑誌名: 現代化学 444 ページ: 51-54
  • NAID: 40015857364
• [雑誌論文] 高圧下の氷の分子模型をつくる-水の構造を理解するために- (2008)
  • 著者名/発表者名: 川本竜彦, 高松尚久, 黒岩健一
  • 雑誌名: 現代化学 444 ページ: 51-54
  • NAID: 40015857364
• [雑誌論文] The role of Al-defects on the equation of Al-(Mg,Fe)SiO_3 perovskite (2007)
  • 著者名/発表者名: Andrault, D. Bolfan-Casanova, N., Bouhifd, M.A., Guignot, N., Kawamoto, T.
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 263 ページ: 167-179
• [雑誌論文] Oxygen K-edge fine structures of water by x-ray Raman scattering spectroscopy under pressure conditions (2007)
  • 著者名/発表者名: Fukui, H., Huotari, S., Andrault, D., Kawamoto, T
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics 127
• [雑誌論文] Second critical endpoint in the peridotite-H_2O system (2007)
  • 著者名/発表者名: Mibe, K., Kanzaki, M., Kawamoto, T., Matsukage, K. N., Fei, Y., Ono, S
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 112
• [雑誌論文] Oxygen K-edge fine structures of water by x-ray Raman scattering spectroscopy under pressure conditions (2007)
  • 著者名/発表者名: Fukui, H., Huotari, S., Andrault, D., Kawamoto, T.
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics 127
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of Al-defects on the equation of Al-(Mg, Fe) Si03 perovskite (2007)
  • 著者名/発表者名: Andrault, D. Bolfan-Casanova, N., Bouhifd, M. A., Guignot, N.,
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 263 ページ: 167-179
  • 査読あり
• [雑誌論文] Second critical endpoint in the peridotite-H20 system (2007)
  • 著者名/発表者名: Mibe, K., Kanzaki, M., Kawamoto, T., Matsukage, K. N., Fei, Y.,
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research 112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geochemical and Sr-Nd isotopic characteristics and P-T estimates of mantle xenoliths from the French Massif Central : evidence for melting and multiple metasomatism by silicate-rich carbonatite and asthenospheric melts. Petrological Evolution of the European Lithospheric Mantle : From Archaean to Present Day
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, M., Kawamoto, T., Shibata, T., Yamamoto, J
  • 雑誌名: Geological Society of London (in press)
• [学会発表] Fluids in subduction zone 1 : significance of elemental partitioning between aqueous fluids and silicate melts (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kawamoto
  • 学会等名: 1^<st> TANDEM Workshop 2008
  • 発表場所: GRC, Ehime University
  • 年月日: 2008-11-24
• [学会発表] 沈み込み帯でのマグマ作りに二酸化炭素は重要か? (2008)
  • 著者名/発表者名: 川本竜彦
  • 学会等名: 地球化学会年会
  • 発表場所: 東京大学教養学部
  • 年月日: 2008-09-17
• [学会発表] マグマと水の間の臨界終端点を探す : ミベセルを用いたX線ラジオグラフィーは不当に低い圧力を提案しているのか? (2008)
  • 著者名/発表者名: 川本竜彦, 神崎正美, 三部賢治, 松影香子, 小野重明
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2008-05-26
• [学会発表] 火山フロントに産する玄武岩質マグマのCaに富む斜長石斑晶の含水量 (2008)
  • 著者名/発表者名: 浜田盛久, 川本竜彦, 藤井敏嗣
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2008-05-25
• [学会発表] Fluids in subduction zone 1 : significance of elemental partitioning between aqueous fluids and silicate melts (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Kawamoto
  • 学会等名: 1st TANDEM Workshop 2008
  • 発表場所: GRC, Ehime University
• [学会発表] スラブ由来流体相が超臨界流体であることの意義 (2008)
  • 著者名/発表者名: 川本竜彦, 神崎正美, 三部賢治, 松影香子, 小野重明
  • 学会等名: 日本地質学会, 日本鉱物科学会
  • 発表場所: 秋田大学
• [学会発表] 沈み込み帯でのマグマ作りに二酸化炭素は重要か (2008)
  • 著者名/発表者名: 川本竜彦
  • 学会等名: 地球化学会年会
  • 発表場所: 東京大学教養学部
• [学会発表] 火山フロントに産する玄武岩質マグマのCa に富む斜長石斑晶の含水量 (2008)
  • 著者名/発表者名: 浜田盛久, 川本竜彦, 藤井敏嗣
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] 高速減圧実験により得られる珪長質マグマの気泡数密度 (2008)
  • 著者名/発表者名: 浜田盛久, Didier Laporte, Nicolas Cluzel, Kenneth Koga, 川本竜彦
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] ラマン密度計のための二酸化炭素標準試料 (2008)
  • 著者名/発表者名: 水上知行, 荒川雅, 山本順司, 鍵裕之, 榎並正樹, 川本竜彦, 小林記之, 平島崇男, 小山内康人, 石橋秀巳, Madhusoodhan Satish-Kumar
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] 臨界終端点を探す : ミベセルを用いたX 線ラジオグラフィーは不当に低い圧力を提案しているのか (2008)
  • 著者名/発表者名: 川本竜彦, 神崎正美, 三部賢治, 松影香子, 小野重明
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] モル・タロウで高圧の氷の分子模型を作る (2008)
  • 著者名/発表者名: 川本竜彦, 高松尚久, 黒岩健一
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] 高圧条件における水と氷6と氷12のその場観察とラマン分光 (2008)
  • 著者名/発表者名: 川本竜彦, 熊谷仁孝, 中越邁, 佐藤良祐, 黒岩健一, 高松尚久
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] Looking for critical endpoints between silicate melts and aqueous fluids using x-ray radiography (2008)
  • 著者名/発表者名: Kawamoto, T., Kanzaki, M., Mibe, K., Matsukage, K. N., Ono, S.
  • 学会等名: MISASA-III
  • 発表場所: 鳥取県三朝町
• [学会発表] Looking for Critical Endpoints in Aqueous Fluids and Rocks : Input and Then Separation of Supercritical Fluids Underneath Volcanic Arcs (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawamoto, T., Kanzaki, M., Mibe, K., Matsukage, K. N., Ono, S.
  • 学会等名: アメリカ地球物理学連合
  • 発表場所: サンフランシスコ 合衆国
• [学会発表] 炭酸塩マグマとケイ酸塩マグマの不混和現象の直接観察 (2007)
  • 著者名/発表者名: 川本竜彦, 神崎正美
  • 学会等名: 日本鉱物科学会
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] 島弧の火山フロントに産する玄武岩質マグマのCaに富む斜長石斑晶の含水量とメルト包有物の含水量の比較 (2007)
  • 著者名/発表者名: 浜田盛久, 藤井敏嗣, 川本竜彦
  • 学会等名: 京都大学21世紀COEプログラム「活地球圏の変動解明」別府シンポジウム2007
  • 発表場所: 別府市B-con プラザ
• [学会発表] 島弧の火山フロントに産する玄武岩質マグマのCaに富む斜長石斑晶の含水量とメルト包有物の含水量の比較 (2007)
  • 著者名/発表者名: 浜田盛久, 藤井敏嗣, 川本竜彦
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2007年度年会
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] 火山弧のスラブ由来流体は超臨界状態で, 上昇中に水流体と含水メルトに分離する (2007)
  • 著者名/発表者名: 川本竜彦, 神崎正美, 三部賢治, 松影香子, 小野重明
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] フランス中央山塊のマントル捕獲岩 : 温度圧力条件とフロゴパイトにとむ脈が部分融解してできた発泡したガラス (2007)
  • 著者名/発表者名: 川本竜彦, 芳川雅子, 山本順司
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] Second critical endpoint between aqueous fluids and high-magnesian andesite/ oceanic sediment (2007)
  • 著者名/発表者名: Kawamoto, T., Kanzaki, M., Mibe, K., Matsukage, K. N., Ono, S.
  • 学会等名: 第7回高圧地球科学セミナー(HPMPS)
  • 発表場所: 宮城県松島
• [学会発表] ラマン分光実験と分子動力学計算から見た純水とアルカリ塩化物水溶液の水素結合の違い (2007)
  • 著者名/発表者名: 熊谷仁孝, 神崎正美, 川本竜彦
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] Looking for Critical Endpoints in Aqueous Fluids and Rocks: Input and Then Separation of Supercritical Fluids (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Kawamoto, M. Kanzaki, K. Mibe, K. N. Matsukage, S. Ono
  • 学会等名: American Geophysical Union, Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, U. S. A.