マントルウェッジでの流体交代作用と遷移元素濃集過程

• 研究課題/領域番号: 24540518
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 石丸 聡子 熊本大学, 自然科学研究科, 助教 (60464046)
• 研究分担者: 荒井 章司 金沢大学, 自然システム学系, 特任教授 (20107684)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2012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: マントルウェッジ / 交代作用 / 地球化学 / 岩石学 / かんらん岩 / 記載岩石学

研究成果の概要

マントルウェッジに由来するかんらん岩やそのアナログ物質と考えられるオフィオライト底部のかんらん岩を採取し，沈み込むスラブから放出される流体の性質と，それによる元素の移動を伴う交代作用について検討をおこなった。火山フロント下の最上部マントルでは普遍的にH2O流体が観察され，マントルの改変作用に重要な役割を果たしていることが分かった。また，遷移元素やLIL元素をより溶解する高NaCl濃度の存在を確認した。
島弧環境で形成されたオフィオライトや，メタモルフィックソール直上のオフィオライト底部かんらん岩でも，塩素イオンや炭酸イオンを含む水流体による交代作用を確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Ruby–bearing feldspathic dike in peridotite from Ray–Iz ophiolite, the Polar Urals: Implications for mantle metasomatism and origin of ruby (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishimaru, S., Arai., S., Miura, M., Shmelev, V. R. and Pushkarev, E.
  • 雑誌名: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 巻: 110 号: 2 ページ: 76-81
  • DOI: 10.2465/jmps.141021
  • NAID: 130005067162
  • ISSN: 1345-6296, 1349-3825
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sr enrichment in mantle pyroxenes as a result of plagioclase alteration in lherzolite. (2014)
  • 著者名/発表者名: Pirnia, T., Arai, S., Tamura, A., Ishimaru, S. and Torabi, G.
  • 雑誌名: Lithos 巻: 196-197 ページ: 198-212
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2014.03.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geochemistry of spinel-hosted amphibole inclusions in abyssal peridotite: insight into secondary melt formation in melt-peridotite reaction. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tamura, A., Morishira, T., Ishimaru, S. and Arai. S.
  • 雑誌名: Contributions to Mineralogy and Petrology 巻: 167 号: 3 ページ: 974-974
  • DOI: 10.1007/s00410-014-0974-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sulfide-rich dunite within a thick Moho transition zone of the northern Oman ophiolite : Implications for the origin of Cyprus-type sulfide deposits. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hironori Negishi, Shoji Arai, Hisayoshi Yurimoto, Shoichi Ito, Satoko Ishimaru, Akihiro Tamura, Norikatsu Akizawa
  • 雑誌名: Lithos 巻: 164-167 ページ: 22-35
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2012.11.024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Methane and propane micro-inclusions in olivine in titanoclinohumite-bearing dunites from the Sanbagawa high-P metamorphic belt, Japan: Hydrocarbon activity in a subduction zone and Ti mobility (2012)
  • 著者名/発表者名: Arai, S., Ishimaru, S. and Mizukami, T.
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 353-354 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2012.07.043
  • 査読あり
• [学会発表] Ray-Izオフィオライトに見られるルビーを含む優 白色脈の記載岩石学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石丸聡子・荒井章司・三浦真・Shmelev V.R.
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2014年年会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] 北極圏ウラル・オフィオライト調査 (2014)
  • 著者名/発表者名: 荒井章司・三浦真・石丸聡子・Shmelev Vladimir R.
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2014年年会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] 北極圏ウラル、ライイズ・オフィオライトにおける 超高圧クロミタイトの岩石学的特徴 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三浦真・荒井章司・石丸聡子・R. Shmelev Vladimir・山本伸次
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2014年年会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] ハロゲンと希ガスをトレーサーとした水の沈み込み過程の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小林真大・角野浩史・長尾敬介・石丸聡子・荒井章司・芳川雅子・川本竜彦・熊谷仁孝・小林哲夫
  • 学会等名: 地球化学会年会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2014-09-16 – 2014-09-18
• [学会発表] Clinopyroxenite dike crosscutting banded peridotites just above the metamorphic sole in the Oman ophiolite: early cumulates from the primary V3 lava (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishimaru, S., Arai, S. and Tamura, A
  • 学会等名: EGU General Assembly 2013
  • 発表場所: Vienna, Austria
• [学会発表] アジア東縁の沈み込み帯に産するマントルかんらん岩中の間隙水起源ハロゲンと希ガス (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林真大，角野浩史，齋藤健彦，長尾敬介，石丸聡子，荒井章司，芳川雅子，川本竜彦，熊谷仁孝，小林哲夫，Ray Burgess，Chris J. Ballentine
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合
  • 発表場所: 幕張メッセ，千葉県千葉市幕張
• [学会発表] Metasomatism within the mantle wedge inferred from NaCl equivalent content of aqueous fluid inclusions in sub-arc mantle peridotites from the Kamchatka arc (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishimaru, S., Kawamoto, T., Kumagai, Y., Arai, S. and Yamamoto, J.
  • 学会等名: IAVCEI 2013
  • 発表場所: かごしま県民交流センター，鹿児島県鹿児島市
• [学会発表] Slab-derived halogens and noble gasses in mantle peridotites from subduction zones (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, M., Sumino, H., Saito, T., Nagao, K., Ishimaru, S., Arai, S., Yoshikawa, M., Kawamoto, T., Kumagai, Y., Kobayashi, T., Burgess, R., Ballentine, C.J.
  • 学会等名: IAVCEI 2013
  • 発表場所: かごしま県民交流センター，鹿児島県鹿児島市
• [学会発表] Metasomatism recorded in the peridotite overlying metamorphic sole of the Oman ophiolite: an analog of mantle-wedge events (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishimaru, S., Arai, S. and Tamura, A
  • 学会等名: Goldschmidt 2013
  • 発表場所: Florence, Italy
• [学会発表] Slab-derived halogens and noble gases in mantle peridotites from subduction zones (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, M., Sumino, H., Nagao, K., Ishimaru, S., Arai, S., Yoshikawa, M., Kawamoto, T., Kumagai, Y., Kobayashi, T., Burgess, R., Ballentine, C.J.
  • 学会等名: Goldschmidt 2013
  • 発表場所: Florence, Italy
• [学会発表] マントルウェッジかんらん岩に捕獲された 沈み込み起源のハロゲンと希ガス (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林真大，角野浩史，長尾敬介，石丸聡子，荒井章司，芳川雅子，川本竜彦，熊谷仁孝，小林哲夫
  • 学会等名: 日本地球化学会
  • 発表場所: 筑波大学，茨城県つくば市
• [学会発表] オマーンオフィオライト底部かんらん岩に記録された交代作用：スラブーマントル相互作用のアナログ (2013)
  • 著者名/発表者名: 石丸聡子, 荒井章司, 田村明弘
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2013年年会
  • 発表場所: 筑波大学，茨城県つくば市
• [学会発表] オマーンオフィオライト底部の変形レールゾライトに貫入した単斜輝岩脈：最後に活動したメルト起源？ (2012)
  • 著者名/発表者名: 石丸聡子, 荒井章司
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2012年年会
  • 発表場所: 京都市，京都大学
• [学会発表] 火山フロント下マントル由来かんらん岩中にトラップされたH2O流体の塩濃度：マントル交代作用との関係 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石丸聡子，熊谷仁孝，川本竜彦，荒井章司，水上知行，山本順司，Okrugin, V.M.
  • 学会等名: 2012年度日本地球科学会年会
  • 発表場所: 福岡市，九州大学
• [学会発表] Enrichment of fluid-mobile elements in basal peridotites above the metamorphic sole of Oman ophiolite (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishimaru, S. and Arai, S.
  • 学会等名: Asia Oceania Geosciences Society 2012
  • 発表場所: シンガポール，リゾートワールドコンベンションセンター
• [学会発表] カムチャツカ弧，火山フロント下マントル由来かんらん岩捕獲岩の特徴 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石丸聡子, 荒井章司, 田村明弘, Okrugin, V.M., Shcherbakov V. and Plechov, P.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年大会
  • 発表場所: 千葉市，幕張メッセ
• [学会発表] Toward a general view of mantle peridotite beneath the volcanic front: petrology of peridotite xenoliths from Bezymyanny volcano (central Kamchatka) (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishimaru, S., Arai, S., Tamura, A., Okrugin, V.M., Shcherbakov V. and Plechov, P.
  • 学会等名: EGU General Assembly 2012
  • 発表場所: オーストリア，ウィーン，オーストリアセンターヴィエナ