新しい粒子分解法とＸ線ＣＴによる界面岩石学の創出

• 研究課題/領域番号: 25610154
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 中村 美千彦 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70260528)
• 研究分担者: 谷 健一郎 国立科学博物館, 研究員 (70359206) ; 奥村 聡 東北大学, 大学院理学研究科, 助教 (40532213)
• 連携研究者: 吉田 武義 東北大学, 大学院理学研究科, 名誉教授 (80004505) ; 佐々木 理 東北大学, 学術資源公開センター, 准教授 (60222006)
• 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: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 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: 超臨界流体 / 捕獲岩 / 上部マントル / 下部地殻 / 二面角 / 粒界 / 地震波速度 / マントル / X線CT / 地球惑星物質 / 岩石粒界 / 結晶成長 / 岩石流界 / Ｘ線ＣＴ

研究成果の概要

世界各地の上部マントル・下部地殻捕獲岩をＸ線ＣＴ法で観察するとともに、高電圧パルス衝撃分解法で粒子を分解し結晶表面を観察した。ほとんどの捕獲岩は、高温高圧下で流体相に満たされていたと思われる空隙を含み、その体積分率は局所的に5%程度に達する。またその三次元形状は多面体～扁平楕円体であった。これによる地震波の縦波と横波速度の相対的な低下率（Rsp値）は最大で10%程度と見積もられる。マントル捕獲岩の結晶粒界に孤立して存在した流体の形状から得られた二面角は産地により異なり、鉱物組成から見積もられる平衡温度圧力を考え合わせると、マントルで試料中に存在した流体の二酸化炭素濃度を表していると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] OH defects in synthetic xenotime (2016)
  • 著者名/発表者名: Abe, T., Kuribayashi, T. and Nakamura, M
  • 雑誌名: European Journal of Mineralogy 巻: 28 号: 3 ページ: 641-648
  • DOI: 10.1127/ejm/2016/0028-2526
  • 査読あり
• [雑誌論文] 阿武隈山地東縁の石炭紀および白亜紀アダカイト質花崗岩類とその地質学的意義 (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya, N., Takeda, T., Tani, K., Adachi, T., Nakano, N., Osanai, Y., Kimura, J.
  • 雑誌名: 地質学雑誌 巻: 120 号: 2 ページ: 37-51
  • DOI: 10.5575/geosoc.2014.0003
  • NAID: 130004448285
  • ISSN: 0016-7630, 1349-9963
  • 年月日: 2014-02-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] 偏光光学系方式の EDXRF による火成岩全岩化学組成分析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮崎敏雄, 山崎慎一, 土屋範芳, 奥村聡, 山田亮一, 中村美千彦, 長橋良隆, 吉田武義
  • 雑誌名: 岩石鉱物科学 巻: 43 号: 2 ページ: 47-53
  • DOI: 10.2465/gkk.131224
  • NAID: 130004719316
  • ISSN: 1345-630X, 1349-7979
  • 査読あり
• [雑誌論文] Izu-Bonin-Mariana fore-arc crust as a modern ophiolite analogue (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishizuka, O., Tani, L., Reagan M.K.
  • 雑誌名: ELEMENTS 巻: 10 号: 2 ページ: 115-120
  • DOI: 10.2113/gselements.10.2.115
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 偏光光学系方式のEDXRFによる火成岩全岩化学組成分析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 宮崎敏雄，山崎慎一，土屋範芳，奥村 聡，山田亮一，中村美千彦，長橋良隆，吉田武義
  • 雑誌名: 岩石鉱物科学 巻: 印刷中
  • NAID: 130004719316
  • 査読あり
• [雑誌論文] Zircon U-Pb age and its geological significance of late Carboniferous and Early Cretaceous adakitic granites from eastern margin of the Abukuma Mountains, Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya, N., Takeda, T., Tani, K.,, Adachi, T., Nakano, N., Osanai, Y., Kimura, J.-I
  • 雑誌名: Journal of the Geological Society of Japan 巻: in press
  • NAID: 130004448285
  • 査読あり
• [雑誌論文] Izu-Bonin-Mariana fore-arc crust as a modern ophiolite analogue (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishizuka, O., Tani, K., Reagan M.K.
  • 雑誌名: ELEMENTS 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Geochemical diversity in submarine HIMU basalts from Austral Islands, French Polynesia (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Hanyu, L. Dosso, O. Ishizuka, K. Tani, B.B. Hanan, C. Adam, S. Nakai, R. Senda, Q. Chang and Y. Tatsumi
  • 雑誌名: Contributions to Mineralogy and Petrology 巻: 166 号: 5 ページ: 1285-1304
  • DOI: 10.1007/s00410-013-0926-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] The earliest mantle fabrics formed during subduction zone infancy (2013)
  • 著者名/発表者名: Harigane, Y., Michibayashi, K., Morishita, T., Tani, K., Dick, H. and Ishizuka, O.
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 377-378 ページ: 106-113
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2013.06.031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multichronologic data for OD-3 zircon standard from Japan: A round-robin test (2013)
  • 著者名/発表者名: H.Iwano, Y. Orihashi T. Hirata, M. Ogasawara, T. Danhara, K. Horie, N. Hasebe, S. Sueoka, A. Tamura, Y. Hayasaka, A. Katsube, H. Ito, K. Tani,J. Kimura, Q. Chang, Y. Kouchi, Y.Haruta, K. Yamamoto
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 22 号: 3 ページ: 382-394
  • DOI: 10.1111/iar.12038
  • 査読あり
• [学会発表] Intergranular fluid compositions in mantle xenoliths inferred from direct observation of crystal surfaces (2015)
  • 著者名/発表者名: Mari Ohtani, Michihiko Nakamura, Takeyoshi Yoshida, Eiichi Takahashi
  • 学会等名: Japan Geoscience Union meeting
  • 発表場所: Chiba
  • 年月日: 2015-05-24
  • 国際学会
• [学会発表] Timing of melt metasomatic event beneath the Ichinomegata crater constrained by LA-ICP-MS U-Pb geochonorology of zircon from the mafic xenoliths (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiro Yanagida, Kenichiro Tani, Michihiko Nakamura, Takeyoshi Yoshida
  • 学会等名: Japan Geoscience Union meeting
  • 発表場所: Chiba
  • 年月日: 2015-05-24
  • 国際学会
• [学会発表] New constraints for the tectonic development of the western Pacific margin since the Mesozoic: comprehensive SHRIMP zircon U-Pb dating of the Philippine ophiolite belts (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Tani, J.A. Gabo, K. Horie, O. Ishizuka, J. Padrones, B. Payot, M.L. Tejada, D. Faustino-Eslava, A. Imai. S. Arai, G. Yumul, and C. Dimalanta
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting 2014
  • 発表場所: San Francisco, U.S.A
  • 年月日: 2014-12-19
• [学会発表] 一ノ目潟マール下の地温勾配：マントル捕獲岩からの制約 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原恵美・中村美千彦・吉田武義・星出隆志・高橋栄一
  • 学会等名: 日本火山学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2014-11-04
• [学会発表] 一ノ目潟マールに産する角閃石斑レイ岩の起源 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柳田泰宏・中村 美千彦・吉田武義
  • 学会等名: 日本火山学会2014年秋季大会
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2014-11-04
• [学会発表] 中国北東部・長白山火山におけるマントル含水量 (2014)
  • 著者名/発表者名: 栗谷豪・奥村聡・横山哲也・伊藤嘉紀・中村美千彦・魏 海泉
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2014年
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2014-09-19
• [学会発表] 地殻流体からのシリカ析出によるき裂閉塞：水熱実験とモデリングからの考察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山田稜・岡本敦・最首花恵・中村美千彦・奥村聡・佐々木理・土屋範芳
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2014年
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2014-09-17
• [学会発表] ジルコンのU-Pb年代および微量元素組成からみたマグマ溜りの 進化過程：石鎚コールドロンを例に (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹原真美・堀江憲路・谷健一郎・吉田武義・外田智千・清川昌一
  • 学会等名: 日本地質学会第 121 年学術大会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2014-09-15
• [学会発表] The structural water in hydrothermally synthesized monazite (2014)
  • 著者名/発表者名: Abe T. and NAKAMURA, M.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • 発表場所: Yokohama,Japan
  • 年月日: 2014-05-02
• [学会発表] 火道内を上昇する珪長質マグマの流動様式：粘性流動ｖｓ摩擦すべり (2014)
  • 著者名/発表者名: 奥村聡・上杉健太朗
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-05-02
• [学会発表] 西南日本花崗岩類の系統的なSHRIMPジルコン年代測定が明らかにしたパルス状大陸成長 (2014)
  • 著者名/発表者名: 谷健一郎・堀江憲路・Daniel Dunkley・石原舜三
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-05-02
• [学会発表] Geometry of intergranular fluids in the mantle xenoliths: Implications for the physical properties of upper mantle (2014)
  • 著者名/発表者名: NAKAMURA, M., OKUMURA, S., YOSHIDA, T., SASAKI, O., TAKAHASHI, E.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • 発表場所: Yokohama,Japan
  • 年月日: 2014-05-01
• [学会発表] Experimental constraints on the serpentinization rate under the antigorite-stable P-T condition (2014)
  • 著者名/発表者名: NAKATANI, T. and NAKAMURA, M.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • 発表場所: Yokohama,Japan
  • 年月日: 2014-05-01
• [学会発表] Evolution of porosity structures in a fracture during quartz vein formation (2014)
  • 著者名/発表者名: YAMADA, R., OKAMOTO, A., SAISHU, H., NAKAMURA, M., OKUMURA, S., SASAKI,O., TSUCHIYA, N.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2014
  • 発表場所: Yokohama,Japan
  • 年月日: 2014-05-01
• [学会発表] 中国北東部・長白山火山におけるマントル含水量：予察的検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 栗谷豪・ 奥村聡・横山哲也・伊藤嘉紀・中村美千彦・魏海泉
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-05-01
• [学会発表] マントル起源かんらん岩捕獲岩中の鉱物境界に発達する微細組織観察 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村田雅美・植松勝之・山本貴史・谷健一郎・宿野浩司・水上知行・森下知晃
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-05-01
• [学会発表] 高精度U-Pbジルコン年代測定における結晶形態観察および微量元素存在度分析の意義：石鎚コールドロンに産する火成岩類を例に (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹原真美・堀江憲路・谷健一郎・吉田武義・外田智千・清川昌一
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-04-29
• [学会発表] Discovery of an active shallow submarine silicic volcano in the northern Izu-Bonin Arc: volcanic structure and potential hazards of Oomurodashi Volcano
  • 著者名/発表者名: Kenichiro Tani, Osamu Ishizuka, Alexander R.L. Nichols, Yuka Hirahara, Rebecca J. Carey, Iona M. McIntosh, Yuka Masaki
  • 学会等名: American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, U.S.A
  • 招待講演
• [学会発表] 北部伊豆小笠原弧・大室ダシ火山の活動史解明
  • 著者名/発表者名: 谷健一郎・宿野浩司・平原由香・正木裕香・Alexander R.L. Nichols・石塚治・Richard S. Fiske・Katharine V. Cashman・Philip T. Leat・Rebecca Carey・Iona M. McIntosh・尾上彩佳・浅越光矢・豊田新
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 幕張
• [学会発表] 古フィリピン海プレートの起源と北部伊豆小笠原弧で発見された中生代基盤岩類
  • 著者名/発表者名: 谷健一郎・石塚治・植田勇人・宿野浩司・平原由香・Alexander R.L. Nichols・堀江憲路・Daniel J. Dunkley・石川晃・森下知晃
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 幕張
  • 招待講演
• [学会発表] Outgassing of silicic magma through bubble and fracture networks
  • 著者名/発表者名: Satoshi Okumura, Michihiko Nakamura, Kentaro Uesugi
  • 学会等名: 2013 American Geophysical Union Fall Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 招待講演
• [学会発表] 気泡形成による高結晶度マグマの流動化
  • 著者名/発表者名: 奥村聡・シャン・デ・シルバ・中村美千彦・佐々木理
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2013年年会
  • 発表場所: つくば