中央海嶺下マントルの再考：マントルの均質／不均質化と海洋プレートの物質科学的実体

• 研究課題/領域番号: 26287134
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 森下 知晃 金沢大学, 自然システム学系, 教授 (80334746)
• 研究分担者: 仙田 量子 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球内部物質循環研究分野, 研究員 (50377991) ; 浜田 盛久 (濱田 盛久) 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球内部物質循環研究分野, 研究員 (60456853) ; 鈴木 勝彦 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海底資源研究開発センター, グループリーダー (70251329) ; 針金 由美子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質情報研究部門, 研究員 (90569360)
• 連携研究者: 田村 明宏 金沢大学, 自然システム学系, 博士研究員 (80401884)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2016年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2015年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
• キーワード: 海洋プレート / 海洋マントル / 部分溶融 / かんらん岩 / マントルかんらん岩 / 再肥沃化 / 島弧下マントル / 交代作用 / 中央海嶺 / マントル / 物質循環 / メルトーマントル反応 / モホ面 / 元素循環 / 深海性かんらん岩 / 地殻物質リサイクリング / モホ / マントル掘削

研究成果の概要

海洋プレート下マントルの成因と履歴に関する本研究成果は，１）中央海嶺かんらん岩に太古溶融物質混入の可能性の指摘、メルトーかんらん岩反応による枯渇したかんらん岩の地殻化プロセスの提言,２）ジュラ紀から白亜紀に形成された海洋プレートであるテチス海オフィオライトの東部に位置するアンダマンオフィオライトのマントルセクションの特徴を中央海嶺下で形成されたかんらん岩と特定し，海洋プレートから島弧形成プロセス初期過程を解明，３）背弧である日本海の火山岩中のカンラン岩捕獲岩の検討から，中央海嶺下に類似下マグマプロセスが起きていることを明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] University of Culcutta(インド)
• [国際共同研究] University of Pavia(イタリア)
• [国際共同研究] Tanta University(エジプト)
• [国際共同研究] University of Hawaii(米国)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] Reaction microtextures in entrapped xenoliths in alkali basalts from the Deccan large igneous province, India: implications to the origin and evolution. (2017)
  • 著者名/発表者名: Chattopadhaya, S., Ghosh, B., Morishita, T., Nandy, S., Tamura, A., Bandyopadhyay, D.,
  • 雑誌名: Journal of Asian Earth Sciences 巻: 138 ページ: 291-305
  • DOI: 10.1016/j.jseaes.2017.01.028
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 古い海洋プレートの沈み込み直前での屈曲断層形成に伴う加水作用解明に向けた海洋掘削計画概要 (2017)
  • 著者名/発表者名: 森下知晃・藤江 剛・山野 誠・中西正男・尾鼻浩一郎・中村恭之・斎藤実篤・小平秀一・木村純一・黒田潤一郎・小野重明
  • 雑誌名: 地学雑誌 巻: -
  • NAID: 130005696815
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 中央海嶺産海洋プレート深部起源岩石掘削の成果と展望 (2017)
  • 著者名/発表者名: 森下知晃
  • 雑誌名: 地質学雑誌 巻: -
  • NAID: 130005858673
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mantle hornblendites of Naein Ophiolite (Central Iran): evidence of deep high temperature hydrothermal metasomatism in an upper mantle section (2017)
  • 著者名/発表者名: Torabi, G., Arai, S., Morishita, T., Tamura, A.
  • 雑誌名: Petrology 巻: 25 号: 1 ページ: 114-137
  • DOI: 10.1134/s0869591117010076
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Adakite metasomatism in a back-arc mantle periodite xenolith from the Sea of Japan. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ichiyama, Y., Morishita, T., Tamura, A., Arai, S.
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 102 号: 2 ページ: 341-346
  • DOI: 10.2138/am-2017-5720
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Andaman-Nicobar ophiolites, India: Origin, Evolution and Emplacement (2017)
  • 著者名/発表者名: Ghosh, B., Bandyopadhyay, B., Morishita, T.
  • 雑誌名: Geological Society of London memoirs 巻: 47 号: 1 ページ: 95-110
  • DOI: 10.1144/m47.7
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Peridotite xenoliths from the Shiribeshi Seamount, Japan Sea: insights into mantle processes in a back-arc basin (2016)
  • 著者名/発表者名: Ichiyama, Y., Morishita, T., Tamura, A., Arai, S.
  • 雑誌名: Contributions to Mineralogy and Petrology 巻: 171 号: 10 ページ: 86-86
  • DOI: 10.1007/s00410-016-1300-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compositional variations in spinel-hosted pargasite inclusions in the olivine-rich rock from the oceanic crust-mantle boundary zone (2016)
  • 著者名/発表者名: Tamura, A., Morishita, T., Ishimaru, S., Hara, K., Sanfilippo, A., Arai, S.
  • 雑誌名: Contributions to Mineralogy and Petrology 巻: XX 号: 5 ページ: 39-39
  • DOI: 10.1007/s00410-016-1245-9
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Melt-rock interactions and fabric development of peridotites from North Pond in the Kane area, Mid-Atlantic Ridge: implications of microstructural and petrological analyses of peridotite samples from IODP Hole U1382A (2016)
  • 著者名/発表者名: Harigane Y., Abe N., Michibayashi K., Kimura J.-I., and Chang Q.
  • 雑誌名: Geochemistry Geophysics Geosystems 巻: 17 号: 6 ページ: 2298-2322
  • DOI: 10.1002/2016gc006429
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ancient depleted mantle as a source of boninites in the Izu-Bonin-Mariana arc: Evidence from Os isotopes in Cr-spinel and magnetite (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Senda, K. Shimizu, and K. Suzuki
  • 雑誌名: Chemical Geology 巻: 439 ページ: 110-119
  • DOI: 10.1016/j.chemgeo.2016.06.018
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Andaman-Nicobar ophiolites, India: Origin, Evolution and Emplacement (2016)
  • 著者名/発表者名: Biswajit, G., Bandyopadhyay, B., Morishita, T.
  • 雑誌名: Journal of Geological Society of London 巻: xx
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Rhenium-osmium isotope fractionateon at the oceanic crust-mantle boundary (2016)
  • 著者名/発表者名: Sanfilippo, A., Morishita, T., Senda, R.
  • 雑誌名: Geology 巻: 44 ページ: 167-170
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Hybrid troctolites from mid-ocean ridges: Inherited mantle in the lower crust (2015)
  • 著者名/発表者名: Sanfilippo, A., Morishita, T., Kumagai, H., Okino, K., Hara, K., Tamura, A., Arai, S.
  • 雑誌名: Lithos 巻: 232 ページ: 124-130
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2015.06.025
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Measurement of whole-rock trace-element composition by flux-free fused glass and LA-ICP-MS: evaluation of simple and rapid routine work (2015)
  • 著者名/発表者名: Tamura, A., Akizawa, N., Otsuka, R., Kanayama, K., Python, M., Morishita, T., Arai, S.
  • 雑誌名: ＧＥＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＪＯＵＲＮＡＬ 巻: 49 号: 3 ページ: 243-258
  • DOI: 10.2343/geochemj.2.0353
  • NAID: 130005074561
  • ISSN: 0016-7002, 1880-5973
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 中央海嶺下のマントル多様性を形成した古融解イベント (2015)
  • 著者名/発表者名: 森下知晃
  • 雑誌名: 地学雑誌 巻: 124 号: 3 ページ: 333-354
  • DOI: 10.5026/jgeography.124.333
  • NAID: 130005087139
  • ISSN: 0022-135X, 1884-0884
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A record of spontaneous subduction initiation in the Izu-Bonin-Mariana arc. (2015)
  • 著者名/発表者名: Arculus, R.J., Ishizuka, O., Bogus, K.A., Gurnis, M., Hickey-Vargas, R., Aljahdali, M.H., Bandini-Maeder, A.N., Barth, A.P., Brandl, P.A., Drab, L., do Monte Guerra, R., Hamada, M., et al.
  • 雑誌名: Nature geoscience 巻: 8 号: 9 ページ: 728-733
  • DOI: 10.1038/ngeo2515
  • 査読あり / 国際共著
• [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] Grain-scale plastic deformation of chromite from podiform chromitite of the Naga-Manipur ophiolite belt, India: Implication to mantle dynamics (2014)
  • 著者名/発表者名: Ghosh, B., Ray, J., Morishita, T.
  • 雑誌名: Ore Geology Reviews 巻: 56 ページ: 199-208
  • DOI: 10.1016/j.oregeorev.2013.09.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Moho Transition Zone in the Cretaceous Andaman ophiolite, India: a passage from the mantle to the crust (2014)
  • 著者名/発表者名: Ghosh, B., Morishita, T., Gupta, B.S., Tamura, A., Arai, S., Bandyopadhyay, D.
  • 雑誌名: Lithos 巻: 198 ページ: 117-128
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2014.03.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polybaric crystallization differentiation of H2O-saturated island arc low-K tholeiite magmas: a case study of the Izu-Oshima volcano in the Izu arc (2014)
  • 著者名/発表者名: Hamada Morihisa, Okayama Yuko, Kaneko Takayuki, Yasuda Atsushi and Fujii Toshitsugu
  • 雑誌名: EPS 巻: 66 号: 1 ページ: 15-15
  • DOI: 10.1186/1880-5981-66-15
  • URL: http://www.jamstec.go.jp/jir/infolib/meta_pub/detail-jp
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Volatile (F and Cl) concentrations in Iwate olivine-hosted melt inclusions indicating low-temperature subduction (2014)
  • 著者名/発表者名: Estelle Rose-Koga, Kenneth Koga, Morihisa Hamada, Thomas Helois, Martin Whitehouse and Nobumichi Shimizu
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space 巻: 66 号: 1 ページ: 81-81
  • DOI: 10.1186/1880-5981-66-81
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Water content in arc basaltic magma in north-east Japan and Izu-Mariana arc: an estimate from Anorthite content in plagioclase (2014)
  • 著者名/発表者名: Ushioda, M., Takahashi,E., Hamada, M., and Suzuki, T.
  • 雑誌名: Earth Planets and Space 巻: 66 号: 1 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1186/1880-5981-66-127
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Re-evaluating digestion methods for highly siderophile element and 187Os isotope analysis: Evidence from geological reference materials (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, A., Senda, R., Suzuki, K., Dale, C. W., Meisel, T.
  • 雑誌名: Chemical Geology 巻: 384 ページ: 27-46
  • DOI: 10.1016/j.chemgeo.2014.06.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructures, composition, and seismic properties of the Ontong Java Plateau mantle root (2014)
  • 著者名/発表者名: Tommasi, A., Ishikawa, A.
  • 雑誌名: Geochemistry Geophysics Geosystems 巻: 15 号: 11 ページ: 4547-4569
  • DOI: 10.1002/2014gc005452
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Petrogenesis of serpentinized peridotites from the northern Mariana forearc area (2016)
  • 著者名/発表者名: Harigane, Y., Ishizuka, O., Maekawa, H., Ghosh, T. And Snow, J. E.
  • 学会等名: American Geophysical Union
  • 発表場所: Moscone Center (San Francisco, USA)
  • 年月日: 2016-12-12
  • 国際学会
• [学会発表] Petrology and geochemistry of the Central Indian Ridge Peridotites: Ridge processes and prehistory (2016)
  • 著者名/発表者名: Morishita, T. and Senda, R.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Pacifico Yokohama (Yokohama, Japan)
  • 国際学会
• [学会発表] Subduction initiation deduced from peridotites of the Izu-Bonin-Mariana Forearc and ophiolites: impolications for ARC MOHO diversity (2016)
  • 著者名/発表者名: Morishita, T.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Pacifico Yokohama (Yokohama, Japan)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Microstructural and Petrological Analyses Peridotites and Gabbros from IODP Hole U1382A at North Pond in the Kane Area of Mid-Atlantic Ridge (2016)
  • 著者名/発表者名: Harigane, Y., Abe, N., Michibayashi, K., Kimura, J. and Chang, Q.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Pacifico Yokohama (Yokohama, Japan)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] IODP Exp.351 Izu-Bonin-Mariana Arc Origins: Refertilization of Mantle Inferred from Melt Inclusion (2016)
  • 著者名/発表者名: Hamada, M., Brandl, P.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Pacifico Yokohama (Yokohama, Japan)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Diffusive Infiltration of Hydrogen into Plagioclase Xenocryst Taken by H2O-Rich Rear-Arc Basaltic Melt (2016)
  • 著者名/発表者名: Hamada, M.
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Pacifico Yokohama (Yokohama, Japan)
  • 国際学会
• [学会発表] PGE Signature of an EM-1 Mantle Source, Evidence from Pitcairn Basalts (2016)
  • 著者名/発表者名: Senda R, Ishikawa A, Hanyu T, Kawabata H, Takahashi T & Suzuki K
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Pacifico Yokohama (Yokohama, Japan)
  • 国際学会
• [学会発表] Mantle Origin of Natural Polycrystalline Diamond, Carbonado, Inferred from Inclusion Chemistry (2016)
  • 著者名/発表者名: Kagi H, Shiraishi N, Senda R, Suzuki K, Asano N & Ohfuji H
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Pacifico Yokohama (Yokohama, Japan)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Re-Os Isotope and Highly Siderophile Element Constraints on the Origin of Ancient Depleted Domains in the Modern Convecting Mantle (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa A, Senda R, Tani K-I, Suzuki K & Ishii T
  • 学会等名: Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Pacifico Yokohama (Yokohama, Japan)
  • 国際学会
• [学会発表] 北極海ガッケル海嶺かんらん岩の記載岩石学 (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋本 諭，森下 知晃，田村 明弘，曽田 祐介
  • 学会等名: 日本鉱物科学会年会
  • 発表場所: 金沢大学（金沢市，日本）
• [学会発表] Os同位体比と白金族元素から見たEM-1成分の由来 (2016)
  • 著者名/発表者名: 仙田 量子、石川 晃、羽生 毅、川畑 博、高橋 俊郎、鈴木 勝彦
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉市、日本）
• [学会発表] IODP Exp. 360速報：南西インド洋海海嶺、超低速拡大海域の下部地殻;モホ掘削 (SloMo) (2016)
  • 著者名/発表者名: ディック ヘンリー、マックレオド クリストファー、ブルム ピーター、*阿部 なつ江、森下 知晃、野坂 俊夫、サンフィリッポ アレッシオ、IODP Exp.360 乗船研究者
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉市、日本）
• [学会発表] Osmium isotope variations in the Pacific mantle: implications for the distribution of heterogeneity in the convecting mantle. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, A., Senda, R. Suzuki, K., Tani, K., Ishii, T.
  • 学会等名: American Geophysical Union
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2015-12-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] IODP Expedition 351 Izu- Bonin-Mariana Arc Origins: Temporal evolution of arc volcanism inferred from melt inclusions (2015)
  • 著者名/発表者名: Hamada, M., Brandl, P.A., IODP Exp.351 Scientists
  • 学会等名: American Geophysical Union
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2015-12-12
  • 国際学会
• [学会発表] インド洋中央海嶺の深海性かんらん岩：マントルの不均質性と海洋プレート形成への影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森下知晃，仙田量子，曽田祐介，伊藤加寿也，中村謙太郎，熊谷英憲，沖野郷子，佐藤暢
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2015-05-23
• [学会発表] Investigation into hydrology along bending-induced faults by off-Tohoku incoming plate sampling (2015)
  • 著者名/発表者名: Morishita, T., Morgan, J.P., Fujie, G., Abe, N, Ono, S.,
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2015-05-23
• [学会発表] Maturing processes of ARC MOHO deduced from the Izu-Bonin and Ophiolites and implications for economic chromitite formations (2015)
  • 著者名/発表者名: Morishita, T.
  • 学会等名: The 11nd International Conference for Geosciences, Riyadh, Saudi Arabia
  • 発表場所: Riyadh, Saudi Arabia
  • 年月日: 2015-05-12
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Back-arc mantle evolution inferred from Peridotite Xenoliths from the Japan Sea (2014)
  • 著者名/発表者名: Morishita, T., Ichiyama, Y., Tamura, A. and Arai, S.,
  • 学会等名: American Geophysical Union
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 2014-12-19
• [学会発表] Insight into the uppermost mantle section of nascent arc (2014)
  • 著者名/発表者名: Morishita, T., Tani, K., Dilek, Y., Tamura, A. and Arai, S.
  • 学会等名: Ophiolite Symposium
  • 発表場所: Damghan, Iran
  • 年月日: 2014-09-18
  • 招待講演
• [学会発表] Example from harzburgite in Izu-Bonin forearc area (2014)
  • 著者名/発表者名: Harigane, Y., Michibayashi, K., Morishita, T., Dick, H.J.B., Ishiduka, O.
  • 学会等名: Ophiolite Symposium
  • 発表場所: Damghan, Iran
  • 年月日: 2014-09-18
  • 招待講演
• [学会発表] オスミウム同位体比と白金族元素組成から見た海洋プレー ト下部地殻トロクトライトの形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryoko Senda, Akira Ishikawa, Tomoaki Morishita, Katsuhiko Suzuki, Teruaki Ishii
  • 学会等名: 日本地球化学会年会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2014-09-16 – 2014-09-18
• [学会発表] マントル融解過程に伴う強親鉄性元素の挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川晃
  • 学会等名: 資源地質学会第64回年会学術講演会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2014-06-25 – 2014-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] Petrological evidence for arc-metasomatized peridotites beneath the mid-ocean ridges (2014)
  • 著者名/発表者名: Morishita, T.
  • 学会等名: 6th Orogenic Lherzolite Coference
  • 発表場所: Marrakesh, Morocco
  • 年月日: 2014-05-09
• [学会発表] Osmium isotope heterogeneity in the Pacific uppermost mantle (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, A., Senda, R., Tani, K., Suzuki, K., Ishii, T.
  • 学会等名: 6th International Orogenic Lherzolite Conference
  • 発表場所: Marrakech, Morocco.
  • 年月日: 2014-05-09
• [学会発表] PGE abundances and Os isotope ratios of troctolite from the Pacific oceanic lithosphere (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryoko Senda, Akira Ishikawa, Tomoaki Morishita, Katsuhiko Suzuki, Teruaki Ishii
  • 学会等名: 6th International Orogenic Lherzolite Conference
  • 発表場所: Marrakech, Morocco.
  • 年月日: 2014-05-09
• [学会発表] 中央海嶺下に存在する島弧マントル物質の物質学的証拠 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森下知晃・仙田量子・鈴木勝彦・中村謙太郎・佐藤暢・沖野郷子
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-04-28
• [学会発表] H2Oに飽和した島孤ソレアイトマグマの結晶分化作用：伊豆大島火山における事例研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浜田盛久，岡山悠子，金子隆之，安田敦，藤井敏嗣
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-04-28
• [図書] Subseafloor Biosphere Linked to Hydrothermal Systems: TAIGA Concept (2015)
  • 著者名/発表者名: Morishita, T., Nakamura, K., Shibuya, T., Kumagai, H., Sato, T., Okino, K., Sato, H., Nauchi, R., Hara, K. and Takamaru, R.
  • 総ページ数: 666
  • 出版者: Springer
• [図書] Subseafloor Biosphere Linked to Hydrothermal Systems: TAIGA Concept (2015)
  • 著者名/発表者名: Morishita, T., Nakamura, K., Shibuya, T., Kumagai, H., Sato, T., Okino, K., Sato, H., Nauchi, R., Hara, K. and Takamaru, R
  • 総ページ数: 666
  • 出版者: Springer