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付加体に取り込まれたプチスポット玄武岩の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20K04098
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分17040:固体地球科学関連
研究機関東北大学

研究代表者

平野 直人  東北大学, 東北アジア研究センター, 准教授 (00451831)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード付加体 / アルカリ玄武岩 / カーボナタイト / 太平洋プレート / アセノスフェア / リソスフェア / 玄武岩 / プチスポット / チャート / 二酸化炭素 / 緑色岩 / フランシスカン / 海洋プレート
研究開始時の研究の概要

三陸沖の太平洋深海底で2006年に発見されたプチスポット火山は、日本海溝に沈み込む太平洋プレートの屈曲に起因する割れ目に沿って上昇し形成された地球上の新種の火山である。この火山は各地の沈み込む海洋プレート上で続々と報告されつつあるため、世界の深海底の普遍現象であるとの認識が広まりつつある。

本研究では更に、カリフォルニア、愛知県などの付加体中に取り込まれたある特異な貫入形態のアルカリ玄武岩を調査し、その形態や活動年代、および化学組成により、過去のプチスポ ット火成活動を同定し、沈み込んだ海洋プレートの真の姿を明らかにする。

研究成果の概要

沈み込む太平洋プレートを構成する岩石を実際に提示し、これまでの認識とは異なる岩石や海底地質があることを提唱し、プチスポット玄武岩の微量元素の特徴からカーボナタイトに関与する特有の組成を見いだした(Hirano & Machida, 2022, Comm. Earth Environ. 3, 110)。本論文は、Top 10% Cited論文(*incomplete year)となった。これに基づくと、カリフォルニアのフランシスカン帯および日本の中生代前期付加体中の赤色チャートに脆性破壊させて貫入するアルカリ玄武岩の一部は、プチスポット火山活動に伴う玄武岩である可能性が高い。

研究成果の学術的意義や社会的意義

沈み込む太平洋プレートの物性や化学組成をいままでの概念とは異なる新たな物質として捉える必要が出てきたことを意味する重要な成果である。これにより、沈み込むプレートが引き起こす火成活動やプレート境界型巨大地震などについて、沈み込むプレート側からの見地の幅が広がった。沈み込むプレートを構成する岩石の物性や化学組成を加味する上で基盤となるデータである。また、付加体中のアルカリ玄武岩の再定義では、日本の地帯構造の基礎とも言える付加体の形成過程を一部組み立て直す必要がある。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 10件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] An intraoceanic juvenile arc of shoshonite and adakitic andesite in the Nemuro Belt, the Lesser Kuril Arc, across the K/Pg boundary2023

    • 著者名/発表者名
      Yutani Taku、Hirano Naoto、Tanaka Hirotaka、Sumino Hirochika、Machida Shiki、Sekimoto Shun、Yoneda Shigekazu、Kato Yasuhiro
    • 雑誌名

      Cretaceous Research

      巻: 147 ページ: 105510-105510

    • DOI

      10.1016/j.cretres.2023.105510

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The mantle structure below petit-spot volcanoes2022

    • 著者名/発表者名
      Hirano Naoto、Machida Shiki
    • 雑誌名

      Communications Earth & Environment

      巻: 3 号: 1 ページ: 110-110

    • DOI

      10.1038/s43247-022-00438-1

    • 関連する報告書
      2022 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] 87Sr/86Sr Isotopic Ratio of Ferromanganese Crusts as a Record of Detrital Influx to the Western North Pacific Ocean2022

    • 著者名/発表者名
      Azami Keishiro、Hirano Naoto、Kimura Jun-Ichi、Chang Qing、Sumino Hirochika、Machida Shiki、Yasukawa Kazutaka、Kato Yasuhiro
    • 雑誌名

      Minerals

      巻: 12 号: 8 ページ: 943-943

    • DOI

      10.3390/min12080943

    • 関連する報告書
      2022 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] A direct evidence for disturbance of whole sediment layer in the subducting Pacific plate by petit-spot magma?water/sediment interaction2022

    • 著者名/発表者名
      Akizawa Norikatsu、Hirano Naoto、Matsuzaki Kenji M.、Machida Shiki、Tamura Chiori、Kaneko Junji、Iwano Hideki、Danhara Tohru、Hirata Takafumi
    • 雑誌名

      Marine Geology

      巻: 444 ページ: 106712-106712

    • DOI

      10.1016/j.margeo.2021.106712

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 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] Lithological structure of western Pacific lithosphere reconstructed from mantle xenoliths in a petit-spot volcano2022

    • 著者名/発表者名
      Mikuni Kazuto、Hirano Naoto、Akizawa Norikatsu、Yamamoto Junji、Machida Shiki、Tamura Akihiro、Hagiwara Yuuki、Morishita Tomoaki
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 9 号: 1 ページ: 62-62

    • DOI

      10.1186/s40645-022-00518-y

    • 関連する報告書
      2022 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] Cretaceous to Miocene NW Pacific Plate Kinematic Constraints: Paleomagnetism and Ar?Ar Geochronology in the Mineoka Ophiolite M?lange (Japan)2021

    • 著者名/発表者名
      Ganbat Ariuntsetseg、Pastor‐Gal?n Daniel、Hirano Naoto、Nakamura Norihiro、Sumino Hirochika、Yamaguchi Yuji、Tsujimori Tatsuki
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Solid Earth

      巻: 126 号: 5

    • DOI

      10.1029/2020jb021492

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Multi‐approach characterization of shallow‐water carbonates off Minamitorishima and their depositional settings/history2021

    • 著者名/発表者名
      Aftabuzzaman Md.、Yomogida Kazuki、Suzuki Shota、Takayanagi Hideko、Ishigaki Akimasa、Machida Shiki、Asahara Yoshihiro、Yamamoto Koshi、Hirano Naoto、Sano Shin‐Ichi、Chiyonobu Shun、Bassi Davide、Iryu Yasufumi
    • 雑誌名

      Island Arc

      巻: 30 号: 1

    • DOI

      10.1111/iar.12400

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Paleogene magmatic overprint on Cretaceous seamounts of the western Pacific2021

    • 著者名/発表者名
      Hirano Naoto、Sumino Hirochika、Morishita Taisei、Machida Shiki、Kawano Takaomi、Yasukawa Kazutaka、Hirata Takafumi、Kato Yasuhiro、Ishii Teruaki
    • 雑誌名

      Island Arc

      巻: 30 号: 1

    • DOI

      10.1111/iar.12386

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Noble gas isotopic compositions of seamount lavas from the central Chile trench: Implications for petit-spot volcanism and the lithosphere asthenosphere boundary2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Junji、Hirano Naoto、Kurz Mark D.
    • 雑誌名

      Earth and Planetary Science Letters

      巻: 552 ページ: 116611-116611

    • DOI

      10.1016/j.epsl.2020.116611

    • 関連する報告書
      2020 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] Tectonic implications of carbonate deposits on the eastern slope of the Hahajima Seamount in the collision zone between the Izu?Bonin Arc on the Philippine Sea Plate and the Ogasawara Plateau on the Pacific Plate2020

    • 著者名/発表者名
      Miyata Jun、Takayanagi Hideko、Ishigaki Akimasa、Hirano Naoto、Shiokawa Satoshi、Nishimura Akira、Nakazawa Tsutomu、Ishikawa Tsuyoshi、Nagaishi Kazuya、Tokuyama Hidekazu、Ishiwatari Akira、Iryu Yasufumi
    • 雑誌名

      Island Arc

      巻: 29 号: 1

    • DOI

      10.1111/iar.12368

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Melting of recycled ancient crust responsible for the Gutenberg discontinuity2020

    • 著者名/発表者名
      Liu Jia、Hirano Naoto、Machida Shiki、Xia Qunke、Tao Chunhui、Liao Shili、Liang Jin、Li Wei、Yang Weifang、Zhang Guoying、Ding Teng
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 172-172

    • DOI

      10.1038/s41467-019-13958-w

    • 関連する報告書
      2020 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] Alkali basalt from the Seifu Seamount in the Sea of Japan: post-spreading magmatism in a back-arc setting2020

    • 著者名/発表者名
      Morishita Tomoaki、Hirano Naoto、Sumino Hirochika、Sato Hiroshi、Shibata Tomoyuki、Yoshikawa Masako、Arai Shoji、Nauchi Rie、Tamura Akihiro
    • 雑誌名

      Solid Earth

      巻: 11 号: 1 ページ: 23-36

    • DOI

      10.5194/se-11-23-2020

    • 関連する報告書
      2020 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] 太平洋プレートの組成進化~海山・プチスポット・緑色岩2020

    • 著者名/発表者名
      平野直人
    • 雑誌名

      新地球

      巻: 1 ページ: 33-41

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tokoro Belt (NE Hokkaido): an exhumed, Jurassic ? Early Cretaceous seamount in the Late Cretaceous accretionary prism of northern Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Sakai Shunta、Hirano Naoto、Dilek Yildirim、Machida Shiki、Yasukawa Kazutaka、Kato Yasuhiro
    • 雑誌名

      Geological Magazine

      巻: - 号: 1 ページ: 72-83

    • DOI

      10.1017/s0016756819000633

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] プレート沈み込み手前で発生するプチスポット火山が引き起こす地質擾乱・マントル交代作用2022

    • 著者名/発表者名
      平野直人・三國和音・新保陽輔・秋澤紀克・町田嗣樹
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022大会, SCG56-11
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 北海道東部太平洋側の特異な地質基盤に起因する植生・気候・文化・産業2022

    • 著者名/発表者名
      平野直人・山本順司
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会, MZZ52-03
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 沈み込む太平洋プレートの実体とプチスポット火山群のAr-Ar年代・U-Pb年代2022

    • 著者名/発表者名
      平野直人・角野浩史・岩野英樹・檀原徹・平田岳史
    • 学会等名
      日本地球化学会第69会年会, PR0007
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Geochemical structure of the oldest Pacific lithosphere2021

    • 著者名/発表者名
      Mikuni, K., N. Hirano, N. Akizawa, S. Machida, A. Tamura, T. Morishita
    • 学会等名
      Goldschmidt 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Noble gas isotopic composition of directly ascending petit-spot from the northwest Pacific Ocean2021

    • 著者名/発表者名
      Nakao, K., N. Hirano, H. Sumino
    • 学会等名
      JpGU 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 沈み込む太平洋プレートの改変とプチスポット火山活動による北日本収束境界への影響2021

    • 著者名/発表者名
      平野直人
    • 学会等名
      日本地球化学会第76年年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 沈み込む太平洋プレートの改変とプチスポット火山活動による北日本収束境界への影響2021

    • 著者名/発表者名
      中尾魁史・平野直人・角野浩史
    • 学会等名
      日本地球化学会第76年年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] The geochemical structure of pre-subducting lithosphere explored from petit-spot volcano2021

    • 著者名/発表者名
      三國和音・平野直人・秋澤紀克・町田嗣樹
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 音響探査データを用いたプチスポット火山の推定および分類2021

    • 著者名/発表者名
      股村祐希・平野直人・藤井昌和
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Reclassification of oceanic intraplate basalts using trace element compositions of hotspots and petit-spots2021

    • 著者名/発表者名
      新保陽輔・平野直人・油谷拓
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Magmatic evolutions erupted on the Cretaceous seamount province,western Pacific Plate2021

    • 著者名/発表者名
      平野直人・角野浩史・森下泰成
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Extremely High Volatiles of Petit-Spot2020

    • 著者名/発表者名
      Hirano, N., Y. Katsuragi, T. Ushikubo & K. Shimizu
    • 学会等名
      Goldschmidt Abstracts 2020, 1029.
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 東北アジアの自然と文化 22023

    • 著者名/発表者名
      東北大学東北アジア研究センター
    • 総ページ数
      198
    • 出版者
      東北大学出版会
    • ISBN
      9784861633737
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 大陸と日本をつなぐ自然史2021

    • 著者名/発表者名
      鹿野 秀一、平野 直人、千葉 聡
    • 総ページ数
      92
    • 出版者
      古今書院
    • ISBN
      9784772253123
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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