初期地球の熱史とテクトニクス：世界最古のカンラン岩からの制約

• 研究課題/領域番号: 22KJ1462
• 補助金の研究課題番号: 21J21107 (2021-2022)
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 基金 (2023); 補助金 (2021-2022)
• 応募区分: 国内
• 審査区分: 小区分17040:固体地球科学関連
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 西尾 郁也 金沢大学, 自然科学研究科, 特別研究員(DC1)
• 研究期間 (年度): 2023-03-08 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円); 2023年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
• キーワード: かんらん岩 / クロミタイト / 太古代 / カンラン岩 / 沈み込み帯 / 統計解析 / 機械学習

研究開始時の研究の概要

初期地球のテクトニクス様式・開始時期は地球科学の重要未解明問題の1つであり，熱や物質の供給源となる太古代マントルの情報は乏しい．本年度はグリーンランド太古代の中でも世界で最も古いクロミタイトという岩石を用いた記載岩石学的研究を行い，初期地球のマントルの温度，親マグマの組成の制約を目的に研究を行う．

研究実績の概要

本研究では，地球初期のマントルの情報を読み解くためにグリーンランドに産する太古代超苦鉄質岩を用いた記載岩石学的研究を行った(Nishio et al., 2022 J.Pet.)．また，比較対象として中央海嶺下の上部マントル物質である深海性カンラン岩と沈み込み帯初期に由来する北海道神居古潭帯の高枯渇度カンラン岩の記載岩石学と統計解析を用いた研究も行った(Nishio et al., 2022 G-cubed; Nishio et al., 2023 JGR)．
最終年度はグリーンランドに産する太古代のクロミタイトという岩石の研究を行った．太古代のクロミタイトの成因，形成後の変成履歴，形成に関連した親マグマの組成の制約を行うために，これまでの研究で培った知見と手法を用いた包括的な研究を行なった．記載岩石学的手法を用いることでクロミタイトに記録される変成履歴の評価を行った．記載岩石学的評価を元に変成作用によって大きく組成が改変されている元素，サンプルと形成時の情報を保持する元素とサンプルを選別した．そして地球初期に形成された層状貫入岩体のクロミタイトの化学組成データをコンパイルし，統計解析を用いる事でグリーンランドの太古代超苦鉄質岩体も層状貫入岩体であることを確かめた．そして，太古代のクロミタイトの形成に関連した親マグマがボニナイトではなくコマチアイト的なマグマが最もらしいことを明らかにした．研究結果は国際誌に投稿中である．

研究成果

• [国際共同研究] University of Copenhagen(デンマーク)
• [国際共同研究] University of Copenhagen(デンマーク)
• [国際共同研究] University of Copenhagen(デンマーク)
• [雑誌論文] Formation of Ultra‐Depleted Mantle Peridotites and Their Relationship With Boninitic Melts: An Example From the Kamuikotan Unit, Hokkaido, Japan (2023)
  • 著者名/発表者名: Nishio I.、Morishita T.、Tamura A.、Itano K.、Takamizawa S.、Ichiyama Y.、Arai S.、Barrett N.、Szilas K.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Solid Earth 巻: 128 号: 2
  • DOI: 10.1029/2022jb025066
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Compositional Data Analysis (CoDA) of Clinopyroxene From Abyssal Peridotites (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishio I.、Itano K.、Waterton P.、Tamura A.、Szilas K.、Morishita T.
  • 雑誌名: Geochemistry, Geophysics, Geosystems 巻: 23 号: 8
  • DOI: 10.1029/2022gc010472
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Metasomatic Modification of the Mesoarchaean Ulamertoq Ultramafic Body, Southern West Greenland (2022)
  • 著者名/発表者名: Ikuya Nishio, Tomoaki Morishita, Keita Itano, Juan Miguel Guotana, Akihiro Tamura, Kristoffer Szilas, Yumiko Harigane, Kenichiro Tani, D Graham Pearson
  • 雑誌名: Journal of Petrology 巻: 63 号: 3 ページ: 1-24
  • DOI: 10.1093/petrology/egac004
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Trace element variations in clinopyroxene from abyssal peridotites: Insights from multivariate statistical analyses. (2023)
  • 著者名/発表者名: Nishio, I., Itano, K., Waterton, P., Tamura, A., Szilas, K., Morishita, T.
  • 学会等名: JpGU
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Formation of ultra-depleted mantle peridotites from the Kamuikotan unit, Japan. (2023)
  • 著者名/発表者名: Nishio, I., Morishita, T., Tamura, A., Itano, K., Takamizawa, S., Ichiyama, Y., Arai, S., Barrett, N., Szilas, K.
  • 学会等名: Goldschmidt
  • 国際学会
• [学会発表] Compositional Data Analysis of Clinopyroxene from Abyssal Peridotites (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishio, I., Itano, K., Waterton, P., Tamura, A., Szilas, K., Morishita, T.
  • 学会等名: Earth Mantle Workshop
  • 国際学会
• [学会発表] Trace element variations in clinopyroxene from abyssal peridotites: Insights from multivariate statistical analyses (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishio, I., Itano, K., Waterton, P., Tamura, A., Szilas, K., Morishita, T.
  • 学会等名: Geocon 2022 Geological Society of Philippines
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Systematics of minor and trace element chemistry of olivine in peridotites (2021)
  • 著者名/発表者名: Ikuya Nishio
  • 学会等名: JpGU
  • 国際学会
• [備考] 受け入れ研究者ホームページ
  • URL: http://earth.s.kanazawa-u.ac.jp/tomo/home.html