ハンレイ岩の溶融実験から海洋地殻の分化を知る

• 研究課題/領域番号: 21540500
• 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: 独立行政法人国立科学博物館
• 研究代表者: 佐野 貴司 独立行政法人国立科学博物館, 地学研究部, 研究主幹 (40329579)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2009年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: 統合国際深海掘削計画 / 中央海嶺 / マグマ / シャツキー海台 / ハンレイ岩 / 巨大火成区 / 玄武岩 / マントル / 太平洋中央海嶺 / 超巨大火山

研究概要

国際深海掘削計画1256Dから採取された噴出岩、岩脈、ハンレイ岩の連続的層状は中央海嶺高速拡大軸下のマグマ分化過程を知る上で重要な情報を与えてくれる。未分化なハンレイ岩の岩石溶融実験に基づいた浅部メルトレンズでの分別結晶作用モデルにより多くの噴出岩および岩脈の全岩化学組成が説明できる。約半数の岩脈試料は噴出岩試料よりも鉄含有量が高い。これら鉄含有量が高い岩脈のマグマ密度は溶岩マグマの密度よりも少し高いという計算結果を得、この事実よりこれら岩脈試料は噴出できなかったと推定される。噴出岩層序のMg#値(100×Mg/(Fe+Mg))には周期的なバリエーションが見える。このバリエーションは深度が増すと共にMg#値が徐々に増加するというものであり、これは冷却によりマグマが徐々に分化する時期と,新しいマグマが下から注入されてマグマが未分化へと一気に戻る時期が繰り返しているという考え方で説明できる。シャツキー海台は厚く(> 22 km)多様な地球化学組成の玄武岩質地殻から構成されている。地球化学データは海台には以下の4つのマグマタイプが存在することを示している:通常タイプ、低Tiタイプ、高Nbタイプ、U1349タイプ。通常タイプの玄武岩は最も古いタム山塊の溶岩流層序の約94%を構成するのに対し、より若いオリ山塊の溶岩流層序は通常ではないタイプ(低Ti、高Nb、U1349タイプ)が約57%を占める。これは海台の化学組成が時代と共に不均質になったことを示している。

研究成果

• [雑誌論文] IODP Expedition 324 : Ocean Drilling at Shatsky Rise Gives Clues about Oceanic Plateau Formation (2011)
  • 著者名/発表者名: Sager, W. W., T. Sano, J. Geldmacher, and the IODP Expedition 324 Scientists
  • 雑誌名: Scientific Drilling 巻: 12 号: 12, September 2011 ページ: 24-31
  • DOI: 10.2204/iodp.sd.12.03.2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Petrological relationships among lavas, dikes, and gabbros from Integrated Ocean Drilling Program Hole 1256D : insight into the magma plumbing system beneath the East Pacific Rise (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Sano, T. Sakuyama, S. Ingle, S. Rodriguez, and T. Yamasaki
  • 雑誌名: Geochem. Geophys. Geosyst. 巻: 12 号: 6 ページ: n/a-n/a
  • DOI: 10.1029/2011gc003548
  • 査読あり
• [雑誌論文] How Do Oceanic Plateaus Form? Clues From Drilling at Shatsky Rise (2011)
  • 著者名/発表者名: Sager, W. W., T. Sano, and J. Geldmacher
  • 雑誌名: EOS Transactions, American Geophysical Union 巻: 92(5) ページ: 37-38
  • 査読あり
• [雑誌論文] Massive basalt flows on the southern flank of Tamu Massif, Shatsky Rise : a reappraisal of ODP Site 1213 basement units, In Sager, W. W., T. Sano, J. Geldmacher(Editors) (2011)
  • 著者名/発表者名: Koppers, A. A. P., T. Sano, J. H. Natland, M. Widdowson, R. Almeev, A. R. Greene, D. T. Murphy, A. Delacour, M. Miyoshi, K. Shimizu, S. Li, N. Hirano, J. Geldmacher, and the Expedition 324 Scientists
  • 雑誌名: Proceeding of the Integrated Ocean Drilling Program 巻: 324
  • DOI: 10.2204/iodp.proc.324.109.2010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic relationship between post-caldera and caldera-forming magmas from Aso volcano, SW Japan : Constraints from Sr isotope and trace element compositions (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi, M., T.Shibata, M.Yoshikawa, T.Sano, T.Shimmura, T.Hasenaka
  • 雑誌名: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 巻: 106 ページ: 114-119
  • NAID: 10029455184
  • 査読あり
• [雑誌論文] How Do Oceanic Plateaus Form? Clues From Drilling at Shatsky Rise (2010)
  • 著者名/発表者名: Sager, W.W., T.Sano, J.Geldmacher
  • 雑誌名: EOS Transactions 巻: 92 ページ: 37-38
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shatskv Rise formation (2010)
  • 著者名/発表者名: Sager, W.W., T.Sano, J.Geldmacher, the IODP Expedition 324 Scientists
  • 雑誌名: Proceeding of the Integrated Ocean Drilling Program 巻: 324
  • 査読あり
• [雑誌論文] Massive basalt flows on the southern flank of Tamu Massif, Shatsky Rise : a reappraisal of ODP Site 1213 basement units (2010)
  • 著者名/発表者名: Koppers, A.A.P., T.Sano, J.H.Natland, M.Widdowson, R.Almeev, A.R.Greene, D.T.Murphy, A.Delacour, M.Miyoshi, K.Shimizu, S.Li, N.Hirano, J.Geldmacher(the Expedition 324 Scientists)
  • 雑誌名: Proceeding of the Integrated Ocean Drilling Program 巻: 324
  • 査読あり
• [雑誌論文] Testing plume and plate models of ocean plateau formation at Shatsky Rise, northwest Pacific Ocean (2010)
  • 著者名/発表者名: Expedition 324 Scientists
  • 雑誌名: IODP Expedition 324 Preliminary Report 324 ページ: 1-115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Testing plume and plate models of ocean plateau formation at Shatsky Rise, northwest Pacific Ocean (2009)
  • 著者名/発表者名: Sager, W. W., T. Sano, and J. Geldmacher
  • 雑誌名: IODP Scientific Prospectus 巻: 324
  • 査読あり
• [雑誌論文] Testing plume and plate models of ocean plateau formation at Shatsky Rise, northwest Pacific Ocean (2009)
  • 著者名/発表者名: Sager, W.W., T.Sano, J.Geldmacher
  • 雑誌名: IODP Scientific Prospectus 324 ページ: 1-95
  • 査読あり
• [学会発表] Magma Variety and Geochemical Stratigraphy of Shatsky Rise (2011)
  • 著者名/発表者名: Sano T., K. Shimizu, A. Ishikawa, R. Senda, C. Qing, J-I. Kimura, M. Widdowson
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting V51D-2537
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] The Shatsky Rise Supervolcano and the Formation of Oceanic Plateaus (2011)
  • 著者名/発表者名: Sager W. W., T. Sano, and J. Korenaga
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting V54A-04
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] Magma Variety and Geochemical Stratigraphy of Shatsky Rise (2011)
  • 著者名/発表者名: Sano T., K.Shimizu, A.Ishikawa, R.Senda, C.Qing, J-I.Kimura, M.Widdowson
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: 米国サンフランシスコ
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] The Shatsky Rise Supervolcano and the Formation of Oceanic Plateaus (2011)
  • 著者名/発表者名: Sager W.W., T.Sano, J.Korenaga
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: 米国サンフランシスコ
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] シャツキー海台のマグマ組成と層序 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐野貴司,清水健二,石川晃,仙田量子,常青,木村純一
  • 学会等名: 日本火山学会2011年秋季大会: B2-01
  • 発表場所: 旭川市
  • 年月日: 2011-10-03
• [学会発表] シャツキー海台のマグマ組成と層序 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐野貴司, 清水健二, 石川晃, 仙田量子, 常青, 木村純一
  • 学会等名: 日本火山学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2011-10-03
• [学会発表] The Shatsky Rise supervolcano (2011)
  • 著者名/発表者名: Sager W. W., T. Sano, and J. Korenaga
  • 学会等名: Goldschmidt Conference Abstract 1775
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2011-08-17
• [学会発表] Highly depleted melt inclusions in olivine from Shatsky Rise (2011)
  • 著者名/発表者名: Almeev R., M. Portnyagin, T. Wengorsch, T. Sano, J. H. Natland and D. garbe-schoenberg
  • 学会等名: Goldschmidt Conference Abstract 426
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2011-08-16
• [学会発表] Geothermobarometry of basaltic glasses from Tamu massif, Shatsky Rise oceanic plateau (2011)
  • 著者名/発表者名: Hunsen A., R. Almeev, K. Shimizu, T. Sano, J. H. Natland, J. Koepke, and F. Holtz
  • 学会等名: Goldschmidt Conference Abstract 1073
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2011-08-16
• [学会発表] Geochemical study of fresh volcanic glasses from～145Ma Shatsky Rise (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu K., J-I. Kimura, Q. Chang, and T. Sano
  • 学会等名: Goldschmidt Conference Abstract 1861
  • 発表場所: Prague, Czech Republic
  • 年月日: 2011-08-16
• [学会発表] Highly depleted melt inclusions in olivine from Shatsky Rise (2011)
  • 著者名/発表者名: Almeev R., M.Portnyagin, T.Wengorsch, T.Sano, J.H.Natland, D.Garbe-schoenberg
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: チェコプラハ
  • 年月日: 2011-08-16
• [学会発表] Geothermobarometry of basaltic glasses from Tamu massif, Shatsky Riseoceanic plateau (2011)
  • 著者名/発表者名: Hunsen A., R.Almeev, K.Shimizu, T.Sano, J.H.Natland, J.Koepke, F.Holtz
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: チェコプラハ
  • 年月日: 2011-08-16
• [学会発表] The Shatsky Rise supervolcano (2011)
  • 著者名/発表者名: Sager W.W., T.Sano, J.Korenaga
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: チェコプラハ
  • 年月日: 2011-08-16
• [学会発表] Geochemical study of fresh volcanic glasses from～145Ma Shatsky Rise (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu K., J-I.Kimura, Q.Chang, T.Sano
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: チェコプラハ
  • 年月日: 2011-08-16
• [学会発表] The Shatsky Rise supervolcano (2011)
  • 著者名/発表者名: Sager, W. W., T. Sano, and J. Korenaga
  • 学会等名: Japan Geophysical Union Meeting 2011
  • 発表場所: Makuhari, Japan
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] Uplift and subsidence of Shatsky Rise : inferred from volatiles in fresh volcanic glasses (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, K., T. Sano, and N. Shimizu
  • 学会等名: Japan Geophysical Union Meeting 2011
  • 発表場所: Makuhari, Japan
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] Magma variety and stratigraphy of Ori Massif, Shatsky Rise (2011)
  • 著者名/発表者名: Sano, T. A. Ishikawa, R. Senda, K. Shimizu, C. Qing, and J. Kimura
  • 学会等名: Japan Geophysical Union Meeting 2011
  • 発表場所: Makuhari, Japan
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] Highly siderophile element geochemistry of high-Mg basalts from Pacific LIPs (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, A., T. Sano, and R. Senda
  • 学会等名: Japan Geophysical Union Meeting 2011
  • 発表場所: Makuhari, Japan
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] Boron and Chlorine contents of Shatsky Rise, and their implications for the alteration of oceanic plateau (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi, M., T. Sano, and K. Shimizu
  • 学会等名: Japan Geophysical Union Meeting 2011
  • 発表場所: Makuhari, Japan
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] The Shatsky Rise supervolcano (2011)
  • 著者名/発表者名: Sager W.W., T.Sano, J.Korenaga
  • 学会等名: Japan Geophysical Union Meeting 2011
  • 発表場所: 幕張メッセ(招待講演)
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] Uplift and subsidence of Shatsky Rise : inferred from volatiles in fresh volcanic glasses (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, K., T.Sano, N.Shimizu
  • 学会等名: Japan Geophysical Union Meeting 2011
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] Magma variety and stratigraphy of Ori Massif, Shatsky Rise (2011)
  • 著者名/発表者名: Sano, T.A.Ishikawa, R.Senda, K.Shimizu, C.Qing, J.Kimura
  • 学会等名: Japan Geophysical Union Meeting 2011
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] Highly siderophile element geochemistry of high-Mg basalts from Pacific LIPs (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, A., T, Sano, R.Senda
  • 学会等名: Japan Geophysical Union Meeting 2011
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] Boron and Chlorine contents of Shatsky Rise, and their implications for the alteration of oceanic plateau (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi, M., T.Sano, K.Shimizu
  • 学会等名: Japan Geophysical Union Meeting 2011
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2011-05-27
• [学会発表] Major element and volatile variations of volcanic glasses from Shatsky Rise, sampled from IODP Expedition 324 (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimizu K., T. Sano, W. W. Sager, J. Geldmacher, N. Shimizu, and IODP Expedition 324 Scientific Party
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting U51A-0019
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] 海洋地殻を構成する噴出岩,貫入岩,はんれい岩の比較:高速拡大軸下のマグマシステムの解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐野貴司,柵山徹也,山崎徹
  • 学会等名: 2010年度日本地球化学会年会
  • 発表場所: 立正大学(熊谷市)
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] 海洋地殻を構成する噴出岩, 貫入岩, はんれい岩の比較:高速拡大軸下のマグマシステムの解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐野貴司, 柵山徹也, 山崎徹
  • 学会等名: 2010年度日本地球化学会年会
  • 発表場所: 立正大学熊谷キャンパス
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] Massive magma eruption near sea level at Shatsky Rise : Preliminary results from Integrated Ocean Drilling Program Expedition 324 (2010)
  • 著者名/発表者名: Sano T., W. W. Sager, and J. Geldmacher, and IODP Expedition 324 Scientific Party
  • 学会等名: AGU 2010 Western Pacific Geophysics Meeting OS51B-182
  • 発表場所: Taipei, Chinese Taipei
  • 年月日: 2010-06-25
• [学会発表] Massive magma eruption near sea level at Shatsky Rise: Preliminary results from Integrated Ocean Drilling Program Expedition 324 (2010)
  • 著者名/発表者名: Sano T., W.W.Sager, J.Geldmaeher(IODP Expedition 324 Scientific Party)
  • 学会等名: AGU 2010 Western Pacific Geophysics Meeting
  • 発表場所: 台湾台北
  • 年月日: 2010-06-25
• [学会発表] IODP北西太平洋シャツキー海台掘削航海で得られた火山岩類の船上研究結果報告 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三好雅也,クッパー・アンソニー,清水健二,グリーン・アンドリュー,レナット・アルミー,ウィドウソン・マイク,ナットランド・ジェイムス,佐野貴司,セイガー・ウィル,ゲルドマッハー・ヨルグ
  • 学会等名: 地球惑星科学関連学会2009年合同大会: BPT013-11
  • 発表場所: 千葉幕張メッセ
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] シャツキー海台の構造地質および孔内計測:統合国際深海掘削計画324航海の結果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐野貴司,平野直人,李三忠,イットゥリーノ・ジェリー
  • 学会等名: 地球惑星科学関連学会2009年合同大会: BPT013-P01
  • 発表場所: 千葉幕張メッセ
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] シャツキー海台の構造地質および孔内計測:統合国際深海掘削計画324航海の結果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐野貴司, 平野直人, 李三忠, イットゥリーノ・ジェリー(1ODP第324航海乗船研究者一同)
  • 学会等名: 地球惑星科学関連学会2009年合同大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] 統合国際掘削計画324航海速報:シャツキー海台におけるプリュームモデルとプレートモデルの検証 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐野貴司,セイガー・ウィル,ゲルドマッハー・ヨルグ
  • 学会等名: 地球惑星科学関連学会2009年合同大会: MIS007-07
  • 発表場所: 千葉幕張メッセ
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] 統合国際掘削計画324航海速報:シャツキー海台におけるプリュームモデルとブレートモデルの検証 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐野貴司, セイガー・ウィル, ゲルドマッハー・ヨルグ(1ODP第324航海乗船研究者一同)
  • 学会等名: 地球惑星科学関連学会2009年合同大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] IODP第324次航海ジョイデス・レゾリューション号船上でのアウトリーチ活動の報告 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内尾優子,佐野貴司,セイガー・ウィル,ゲルドマッハー・ヨルグ
  • 学会等名: 地球惑星科学関連学会2009年合同大会: GSC020-01
  • 発表場所: 千葉幕張メッセ
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] IODP最新研究活動を伝える-科学博物館を活用したアウトリーチ活動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内尾優子,佐野貴司,池本誠也,小松孝彰,荒川史子,熊野有祐,阿部桜子,ピート・レスリー,吉澤理,梅津慶太
  • 学会等名: 地球惑星科学関連学会2009年合同大会: GSC020-P02
  • 発表場所: 千葉幕張メッセ
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] Preliminary Results from Integrated Ocean Drilling Program Expedition 324 : Coring Shatsky Rise to Test Models of Oceanic Plateau Formation (2009)
  • 著者名/発表者名: Sager W. W., T. Sano, and J. Geldmacher and IODP Expedition 324 Scientific Party
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting V51H-01
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2009-12-18
• [学会発表] Geochemistry of samples cored from Shatsky Rise, IODP Expedition 324, and their implications for the formation of oceanic plateaus(Invited) (2009)
  • 著者名/発表者名: Sano T., W. W. Sager, J. Geldmacher, and IODP Expedition 324 Scientific Party
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting V51H-02
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2009-12-18
• [学会発表] Preliminary Results from Integrated Ocean Drilling Program Expedition 324 : Coring Shatsky Rise to Test Models of Oceanic Plateau Formation (2009)
  • 著者名/発表者名: William W.Sager, Takashi Sano, Joerg Geldmacher
  • 学会等名: アメリカ地球物理学連合
  • 発表場所: モスコーニコンベンションセンター(サンフランシスコ)
  • 年月日: 2009-12-18
• [学会発表] Geochemistry of samples cored from Shatsky Rise, IODP Expedition 324, and their implications for the formation of oceanic plateaus (2009)
  • 著者名/発表者名: Takashi Sano, William W.Sager, Joerg Geldmacher
  • 学会等名: アメリカ地球物理学連合
  • 発表場所: モスコーニコンベンションセンター(サンフランシスコ)
  • 年月日: 2009-12-18
• [学会発表] Along-and across-arc variations of Boron systematics of basaltic rocks from Kyushu, SW Japan (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi M., T. Hasenaka, T. Sano, and T. Fukuoka
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting T21A-1786
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2009-12-15
• [学会発表] Are Ontong Java Plateau and Lyra Basin related? (2009)
  • 著者名/発表者名: Tejada, M. L. G., K. Shimizu, K. Suzuki, T. Hanyu, T. Sano, and M. Nakanishi
  • 学会等名: Goldschmidt 2009 Conference
  • 発表場所: Davos, Switzerland
  • 年月日: 2009-06-23
• [学会発表] 上部海洋地殻のホウ素と塩素含有量 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐野貴司,三好雅也
  • 学会等名: 地球惑星科学関連学会2009年合同大会: K132-009
  • 発表場所: 千葉幕張メッセ
  • 年月日: 2009-05-17
• [図書] Proceeding of the Integrated Ocean Drilling Program (2010)
  • 著者名/発表者名: Sager, W. W., T. Sano, J. Geldmacher, and the IODP Expedition 324 Scientists
• [備考] ホームページ:統合国際深海掘削計画アウトリーチ深海掘削最前線「地球をほる?」ジョイデス・レゾチューション号の地球を知る旅324
  • URL: http://www.kahaku.go.jp/event/2009/09jr_boring/