沈み込むフィリピン海プレートの部分溶融と脱水反応の物理化学条件の解明

• 研究課題/領域番号: 25400512
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 柴田 知之 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40332720)
• 連携研究者: 小林 哲夫 鹿児島大学, 理工学研究科, 教授 (70112430) ; 芳川 雅子 京都大学, 理学研究科, 教務補佐員 (00378605)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 第四紀マグマ / 微量元素 / Sr-Nd-Pb同位体 / スラブメルティング / スラブ脱水流体 / アダカイト / 地殻起源捕獲岩 / Sr/Y比 / 地殻物質

研究成果の概要

九州の火山フロントの第四紀マグマから、北から南に向かってSr/Y比が減少する傾向が認められた。Sr-Nd-Pb同位体組成の混合関係からは、フィリピン海プレート由来物質のマグマへの寄与が認められる。87Sr/86Sr比はSr/Y 比とSiO2含有量の増加に伴い減少する。また、Sr/Y比とSiO2含有量の関係では、アダカイト質マグマと非アダカイト質マグマが異なる傾向を示す。これらの事から、この地域ではスラブメルト起源と、スラブ脱水流体起源の二つのおとなるマグマがそれぞれ独立に発生したこと、両マグマの混合が一部で起こった事が明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Magma plumbing system of the Aso-3 large pyroclastic eruption cycle at Aso volcano, Southwest Japan: Petrological constraint on the formation of a compositionally stratified magma chamber (2015)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, K., Inoue, K., Koyaguchi T., Yoshikawa, M., Shibata, T., Takahashi T. and Furukawa, K.
  • 雑誌名: ournal of Volcanology and Geothermal Research 巻: 303 ページ: 234-246
  • DOI: 10.1016/j.jvolgeores.2015.07.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Melt extraction and metasomatism recorded in basal peridotites above the metamorphic sole of the northern Fizh massif, Oman ophiolite (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, M., Python, M., Tamura, A., Arai, S., Takazawa, E., Shibata, T., Ueda, A., Sato, A.
  • 雑誌名: Tectonophysics 巻: in press ページ: 53-64
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2014.12.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sm-Nd and Rb-Sr isotope geochemistry and petrology of Abu Hamamid intrusion, Eastern Desert, Egypt: an Alaskan-type complex in a backarc setting (2015)
  • 著者名/発表者名: Helmy, M.H., Yoshikawa, M. Shibata, T. Arai, S. Kagami, H.
  • 雑誌名: Precambrian Research 巻: 258 ページ: 234-246
  • DOI: 10.1016/j.precamres.2015.01.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geochemical and Sr–Nd isotopic characteristics of Quaternary Magmas from the Pre–Komitake volcano (2015)
  • 著者名/発表者名: Shibata, T., Yoshimoto, M., Fjii, T. and Nakada, S.,
  • 雑誌名: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 巻: 110 号: 2 ページ: 65-70
  • DOI: 10.2465/jmps.141022e
  • NAID: 130005067163
  • ISSN: 1345-6296, 1349-3825
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Along-arc geochemical variations in Quaternary magmas of northern Kyushu Island, Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Shibata, T. Yoshikawa, M. Itoh, J. Ujike, O. Miyoshi, M. Takemura, K.
  • 雑誌名: in Orogenic Andesites and Crustal Growth (eds. Go´mez-Tuena, A., Straub, S.M. & Zellmer, G. F.), Geological Society, London, Special Publications 巻: 385 号: 1 ページ: 15-29
  • DOI: 10.1144/sp385.13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Progressive interaction between dry and wet mantle during high-temperature diapiric upwelling: constraints from Cenozoic Kita-Matsuura intraplate basalt province, northwestern Kyushu, Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Sakuyama, Shun'Ichi Nakai, Masako Yoshikawa, Tomoyuki Shibata, Kazuhito Ozawa
  • 雑誌名: Journal of Petrology 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1083-1128
  • DOI: 10.1093/petrology/egu020
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Thermoluminescence age of quartz xenocrysts in basaltic lava from Oninomi monogenetic volcano, northern Kyushu, Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Shitaoka Y., Miyoshi M., Yamamoto J., Shibata T., Nagatomo T. and Takemura K.
  • 雑誌名: Geochronometria 巻: 41 号: 1 ページ: 30-35
  • DOI: 10.2478/s13386-013-0144-3
  • NAID: 120005649313
  • 査読あり
• [雑誌論文] SIMS zircon U-Pb and mica K-Ar geochronology, and Sr?Nd isotope geochemistry of Neoproterozoic granitoids and their bearing on the evolution of the north Eastern Desert, Egypt (2014)
  • 著者名/発表者名: Eliwa, H.A., Breitkreuz, C., Murata, M., Khalaf, I.M., Buhler, B., Itaya, T., Takahashi, T., Hirahara, Y., Miyazaki, T., Kimura, J-I., Shibata, T., Koshi, Y., Kato, Y., Ozawa, H., Daas, M.A., El Gameel, K.
  • 雑誌名: Gondwana Research 巻: 25 号: 4 ページ: 1570-1598
  • DOI: 10.1016/j.gr.2013.06.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetically related Mo-Bi-Ag and U-F mineralization in A-type granite, Gabal Gattar, Eastern Desert, Egypt (2013)
  • 著者名/発表者名: Helmy, H. M. Kaindi, R., Shibata, T.
  • 雑誌名: Ore Geology Reviews 巻: 62 ページ: 181-190
  • DOI: 10.1016/j.oregeorev.2014.03.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geochemical and Sr-Nd-Pb Isotopic Constraints on the Origin and Magmatic Evolution of Quaternary Lavas of Sakurajima Volcano, Southern Kyushu Island, Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Shibata, T., Suzuki, J., Yoshikawa, M., Kobayashi, T., Miki, D. and Takemura, K
  • 雑誌名: Bull. Volcanol. Soc. Japan 巻: 58 ページ: 43-58
  • 査読あり
• [学会発表] Fractionation of garnet and amphibole of Pre-Komitake prior to Fuji and Komitake volcanoes, Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: T. SHIBATA, M. YOSHIMOTO, T. FUJII, S. NAKAD
  • 学会等名: Goldschmidt
  • 発表場所: プラハ（チェコ共和国）
  • 年月日: 2015-08-16
  • 国際学会
• [学会発表] 先小御岳火山のマグマの分化にかかわるザクロ石・角閃石の分別作用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柴田知之・吉本充宏・藤井敏嗣・中田節也
  • 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（千葉県・千葉市）
  • 年月日: 2015-05-22
• [学会発表] 先小御岳火山マグマの地球化学的特徴 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柴田知之・吉本充宏・藤井敏嗣・中田節也
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2014年年会
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] オマーンオフィオライト中の大陸衝上期花崗岩 類の岩石化学的特徴 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土谷信高・柴田知 之・芳川雅子・足立達朗・中野伸彦・小山内・康人
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2014年年会
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] 小豆島にみられる苦鉄質マグマと花崗岩由来結晶の混合・混交過程 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西村光史・柴田知之・吉倉紳一・芳川雅子・昆慶明・高木 哲一
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2014年年会
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] Quaternary Magma Genesis of Kyushu Arc, SW Japan; Infered from along Arc Geochemical Variations (2014)
  • 著者名/発表者名: Shibata T, Yoshikawa M, Itoh J, Ujike O, Miyoshi M & Takemura K
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: 米国・サクラメント
  • 年月日: 2014-06-10 – 2014-06-11
• [学会発表] 先小御岳火山の微量元素及びSr-Nd同位体組 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柴田知之・吉本充宏・藤井敏嗣・中田節也
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] 西南日本弧、山口県大津地域に分布する中新世玄武岩類の成因 (2014)
  • 著者名/発表者名: 東山陽次・ 長谷中利昭・ 柴田知之・ 芳川雅子・ 永尾隆志
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] Evaluating slab-fluid contribution into inhomogeneous mantle source: geochemical variation of Central and East Java arc (2014)
  • 著者名/発表者名: Handini Esti・長谷中利昭・Wibowo Haryo Edi・柴田知之・MORI Yasushi・HARIJOKO Agung
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
• [学会発表] Sm–Nd and Rb–Sr isotope geochemistry and petrology of Abu Hamamid intrusion, Eastern Desert, Egypt: An Alaskan-type complex in a backarc setting (2014)
  • 著者名/発表者名: H. M. Helmy, M. Yoshikawa, T. Shibata, S. Arai, H. Kagami
  • 学会等名: 11th international conference on the geology of the arab world
  • 発表場所: エジプト・カイロ
  • 年月日: 2014-04-05 – 2014-04-10
• [学会発表] 九州の火山フロントの第四紀マグマの地球化学的特徴の変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柴田知之・芳川雅子・伊藤順一・氏家治・竹村恵二
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 千葉市
• [学会発表] オマーンオフィオライト、北部フィズ岩体の基底部レルゾライトとその上位のはんれい岩との関係 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川雅子・ピトンマリ・高澤栄一・柴田知之・荒井章司・上田晃・佐藤努
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 千葉市
• [学会発表] Lateral variation of trace element of volcanic rocks from East Java, Sunda arc: estimation of slab fluid contributions (2013)
  • 著者名/発表者名: Handini, E., Toshiaki Hasenaka, T., Wibowo, E. D., Shibata, T., Mori, Y., Harijoko, A.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 千葉市
• [学会発表] he origin and magmatic evolution of Quaternary lavas of Sakurajima volcano, southern Kyushu Island, Japan: inferred from Geochemical and Sr-Nd-Pb isotopic constraints (2013)
  • 著者名/発表者名: Shibata, T., Suzuki, J., Yoshikawa, M., Kobayashi, T., Miki, D. and Takemura, K
  • 学会等名: IAVCEI
  • 発表場所: 鹿児島市
• [学会発表] Estimation of slab-derived fluid contributions to arc magmas: a study of across-arc and along-arc variations of trace elements and isotopes of volcanic rocks from Java island, Sunda arc (2013)
  • 著者名/発表者名: Handini, E., Toshiaki Hasenaka, T., Wibowo, E. D., Shibata, T., Mori, Y., Harijoko, A.
  • 学会等名: IAVCEI
  • 発表場所: 鹿児島市
• [学会発表] 九州火山フロント第四紀マグマの同位体・元素濃度組成からの成因解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柴田知之・芳川雅子・竹村恵二・伊藤順一・氏家治・三好雅也
  • 学会等名: 日本質量分析学会同位体比部会
  • 発表場所: 広島県竹原市
• [学会発表] The Role of Philippine Sea Plate to the Genesis of Quaternary Magmas of Northern Kyushu Island, Japan, Inferred from Along-Arc Geochemical Variations (2013)
  • 著者名/発表者名: Shibata, T. Yoshikawa, M. Itoh, J. Ujike, O. Miyoshi, M. Takemura, K.
  • 学会等名: American Geophsical Union Fall Meeting
  • 発表場所: 米国・サンフランシスコ
• [学会発表] オマーンオフィオライト・北部フィズ岩体基底部レルゾライトに記録された部分溶融過程と交代作用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 芳川雅子・ピトンマリ・田村明弘・高澤栄一・荒井章司・柴田知之・上田晃・佐藤努
  • 学会等名: 金沢オフィオライトシンポジウム
  • 発表場所: 金沢市
• [備考] 柴田知之のHomePage
  • URL: http://wwww.vgs.kyoto-u.ac.jp/InetHome/shibata/index.html
• [備考] 京都大学 地球熱学研究施設
  • URL: http://www.vgs.kyoto-u.ac.jp/