メルト包有物の硫黄化学形態による島弧マグマの酸化還元状態の見積もり

• 研究課題/領域番号: 25610160
• 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: 国立研究開発法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 清水 健二 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, 技術研究員 (30420491)
• 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); 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: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 島弧火山岩 / 酸化還元状態 / メルト包有物 / 硫黄化学形態 / 放射光施設 / 島弧玄武岩 / ボニナイト / 酸素分圧 / 島弧マグマ / 硫黄化学状態

研究成果の概要

地球内部の酸化還元状態は物性や元素の挙動に大きな影響を及ぼす。表層物質が地球内部へと供給される唯一の場である沈み込み帯近傍のマントル（ウェッジマントル）でのその見積もりは地球内部の物質大循環を解明する上で必要不可欠であるがコンセンサスは得られていなかった。そこで島弧火山岩に含まれる鉱物の中の初生的な情報を保持するメルト包有物についての硫黄の化学形態（酸化還元状態に応じて敏感に変化）を放射光施設SPring-8で分析し、ウェッジマントルの酸化還元状態を見積もった。その結果、ウェッジマントルは酸化的であることを明らかにした。今後、沈み込み帯での元素濃集過程などに制約を与えられることが期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Alkalic magmatism in the Lyra Basin: A missing link in the late-stage evolution of the Ontong Java Plateau (2015)
  • 著者名/発表者名: SHIMIZU KENJI, Sano Takashi, TEJADA MARIA LUISA, HYODO Hironobu, SATO KEIKO, SUZUKI KATSUHIKO, CHANG QING, Nakanishi Masao
  • 雑誌名: The Origin Evolution, and Environmental Impact of Oceanic Large igneous Provinces, Geological Society of America Special Paper 511 巻: － ページ: 233-249
  • DOI: 10.1130/2015.2511(13)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isotopic evidence for a link between the Lyra Basin and Ontong Java Plateau. The Origin Evolution, and Environmental Impact of Oceanic Large igneous Provinces (2015)
  • 著者名/発表者名: M. L. G. Tejada, K. Shimizu, K. Suzuki, T. Hanyu, T. Sano, M. Nakanishi, S. Nakai, A. Ishikawa, Q. Chang, T. Miyazaki, Y. Hirahara, T. Takahashi, and R. Senda
  • 雑誌名: Geological Society of America Special Paper / Geological Society of America 巻: 511 ページ: 251-269
  • DOI: 10.1130/2015.2511(14)
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Hydrogen-rich hydrothermal environments in the Hadean ocean inferred from serpentinization of komatiites at 300° C and 500 bar (2015)
  • 著者名/発表者名: Shibuya, T., Yoshizaki, M., Sato, M., Shimizu, K., Nakamura, K., Omori, S., Suzuki, K., Takai, K., Tsunakawa, H., Maruyama, S.
  • 雑誌名: Progress in Earth and Planetary Science 巻: 2 号: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1186/s40645-015-0076-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Noble gas evidence for the presence of recycled material in magma sources of Shatsky Rise (2015)
  • 著者名/発表者名: Hanyu, T., Shimizu, K., Sano, T.
  • 雑誌名: The Origin Evolution, and Environmental Impact of Oceanic Large igneous Provinces, Geological Society of America Special Paper 巻: 511 ページ: 57-67
  • DOI: 10.1130/2015.2511(03)
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Boron and Chlorine contents of basalts from Shatsky Rise, IODP Expedition 324: implications for the alteration of oceanic plateaus (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaya Miyoshi, Takashi Sano, Kenji Shimizu, Adelie Delacour, Toshiaki Hasenaka, Yasushi Mori, Takaaki Fukuoka
  • 雑誌名: In: Neal C.R., Sager W., Sano T., Erba E（eds) The Origin, Evolution, and Environmental Impact of Oceanic Large Igneous Provinces. Geological Society of America Special Paper 巻: 511 ページ: 69-84
  • DOI: 10.1130/2015.2511(04)
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Simultaneous determinations of fluorine, chlorine, and sulfur in rock samples by ion chromatography combined with pyrohydrolysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, K., Suzuki, K., Saitoh, M., Konno, U., Kawagucci, S., Ueno, Y.
  • 雑誌名: ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＪＯＵＲＮＡＬ 巻: 49 号: 1 ページ: 113-124
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0338
  • NAID: 130004857883
  • ISSN: 0016-7002, 1880-5973
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Stable vanadium isotope composition of the mantle and mafic lavas (2013)
  • 著者名/発表者名: Julie Prytulak
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 365 ページ: 177-189
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2013.01.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Paleo-elevation and subsidence of ~145 Ma Shatsky Rise inferred from CO2 and H2O fresh volcanic glasses (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, K., Shimizu, N., Sano, T., Matsubara, N., Sager, W.
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 383 ページ: 37-44
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2013.09.023
  • 査読あり
• [学会発表] 超高空間分解能イメージングによる揮発性元素定量分析法の確立：メルト包有物への適用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤元雄、清水健二、牛久保孝行、小沢恭弘、岩森光
  • 学会等名: 2015年度 日本地球化学会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市 横浜国立大学
  • 年月日: 2015-09-17
• [学会発表] NanoSIMSによる火山ガラス中の揮発性物質量の分析法ー標準試料の作成、値付けを含めた開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 清水健二、伊藤元雄、浜田盛久、高橋栄一
  • 学会等名: 2015年度 日本地球化学会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市 横浜国立大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Remelting of Ontong Java Plateau Lithosphere (2015)
  • 著者名/発表者名: Hanyu, T., Tejada, M.L., Shimizu, K., Ishikawa, A., Kimura, J.-I., Chang, Q.,Senda, R., Miyazaki, T., Goto, K., Ishizuka, O.
  • 学会等名: 2015 Goldschmidt Conference
  • 発表場所: プラハ（チェコ） コングレスセンター
  • 年月日: 2015-08-20
  • 国際学会
• [学会発表] 南鳥島周辺海域のプチスポット (2015)
  • 著者名/発表者名: 平野 直人, 岩野 英樹, 清水 健二, 森下 泰成, 田村 明弘, 角野 浩史, 坂田 周平, 町田 嗣樹, 石井 輝秋, 檀原 徹, 荒井 章司, 平田 岳史
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 千葉県千葉市 幕張メッセ
  • 年月日: 2015-05-28
• [学会発表] Overview of IODP Expedition 352: Testing subduction initiation and ophiolite models by drilling the outer IBM fore-arcs (2015)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, K., Michibayashi, K., Sakuyama, T., Python, M., IODP Exp.352 Scientists
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 千葉県千葉市 幕張メッセ
  • 年月日: 2015-05-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 高知コア研究所におけるSIMSを用いた高精度局所同位体比分析法開発の取り組みと、今後の研究の展望 (2015)
  • 著者名/発表者名: 牛久保孝行, 伊藤元雄, 富岡尚敬, 清水健二, 石川剛志
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 千葉県千葉市 幕張メッセ
  • 年月日: 2015-05-26
• [学会発表] IODP Expedition 352 前弧玄武岩とボニナイトの掘削成功 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柵山徹也，道林克禎，Python Marie，清水健二，IODP EXP352乗船研究者一同
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 千葉県 幕張メッセ
  • 年月日: 2015-05-24
• [学会発表] Oxidation state of magmas at an immature subduction zone -inferred from sulfur speciation of boninitic and tholeiitic melt inclusions- (2014)
  • 著者名/発表者名: Shimizu, K., Kashiwabara, T., Tamenori, Y.
  • 学会等名: 2014 Goldschimdt Conference
  • 発表場所: Sacramento, USA
  • 年月日: 2014-08-17
• [学会発表] メルト包有物の硫黄化学状態から見た島弧初生マグマの酸素分圧 (2014)
  • 著者名/発表者名: 清水健二、柏原輝彦、為則雄祐
  • 学会等名: 2014年度日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
  • 年月日: 2014-05-02
• [学会発表] Volatile behaviors in an immature subduction zone -inferred from boninitic melt inclusions in Cr-spinel
  • 著者名/発表者名: Shimizu, K., Shimizu, N.
  • 学会等名: Goldschmidt 2013
  • 発表場所: Firenze Fiera Congress and Exhibition Centre、フィレンツェ、イタリア
• [学会発表] メルト包有物の硫黄化学状態から見た島弧初生マグマの酸素分圧
  • 著者名/発表者名: 清水健二、柏原輝彦、為則雄祐
  • 学会等名: 2014年度日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、神奈川県
• [学会発表] Oxidation state of magmas at an immature subduction zone-inferred from sulfur speciation of boninitic and tholeiitic melt inclusions
  • 著者名/発表者名: Shimizu, K., Kashiwabara, T., Tamenori, Y.
  • 学会等名: Goldschmidt 2014
  • 発表場所: Sacramento Convention Center、サクラメント、アメリカ
• [産業財産権] 仕上研磨用定盤、仕上研磨装置 (2016)
  • 発明者名: 清水健二
  • 権利者名: 海洋研究開発機構
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-026048
  • 出願年月日: 2016-02-15