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火山岩斑晶中メルト包有物のハロゲン・希ガス組成に基づく沈み込み流体の起源の解明

公募研究

研究領域地殻流体: その実態と沈み込み変動への役割
研究課題/領域番号 24109702
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東京大学

研究代表者

角野 浩史  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (90332593)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードハロゲン / 希ガス / 沈み込み / 島弧火山岩 / 地殻流体 / 質量分析 / 中性子照射 / メルト包有物
研究実績の概要

本研究では、原子炉で試料に中性子を照射しハロゲンを特定の希ガス同位体に変換した後、希ガス質量分析により測定することで、かんらん石のメルト包有物に含まれる極微量のハロゲン元素を定量することを柱としている。しかし利用していた京都大学の研究炉KURが、H25年度中に整備工事に入りその後の再稼働認可取得にも時間がかかる見込みとなったため、数個の試料の照射をすませたところで、国内で利用可能な原子炉が存在しなくなった。そこで米国オレゴン州立大学の研究炉OSTRでの照射と、英国マンチェスター大学での希ガス同位体分析を行った(繰り越しによりH26年度に実施)。H24年度度までは伊豆小笠原北部の諸島と、伊豆半島で採取した火山岩中のかんらん石斑晶を分析したが、本研究期間はその背弧域にあたる雁行海山列でドレッジにより採取された溶岩からかんらん石斑晶を分離し、ハロゲン並びに希ガス分析を行った。
希ガス同位体比については火山フロント上の試料と同様に、マントルとほぼ等しい3He/4He比が得られた一方で、40Ar/36Ar比には火山フロント上より背弧側で系統的に高いという、島弧横断方向の変化が見られた。またハロゲンはほとんどの試料でマントルに近い組成であったが、背弧側のいくつかの試料でのみ、ヨウ素に極めて富む、海底堆積物中の間隙水に特徴的に見られる組成が得られた。これらのことから、(1)比較的低ハロゲン濃度で、かつ大気起源希ガスを含むスラブ由来流体が火山フロント直下から背弧域にかけてマントルウェッジに供給されているが、Heとハロゲンの特徴は、部分溶融の際にマントルに本来含まれる成分によってほとんど覆い隠されてしまっている一方で、(2)間隙水的な特徴を持つハロゲンを高濃度で含むスラブ由来流体が、主に背弧側で供給されているが、流体の総量としては多くない可能性が現時点では考えられる。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] マントル物質のハロゲン組成にみられるスラブ起源流体の痕跡2015

    • 著者名/発表者名
      小林真大, 角野浩史, 遠山知亜紀
    • 雑誌名

      地学雑誌

      巻: -

    • NAID

      130005087133

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 揮発性元素の沈み込みはマントルのどこまで及んでいるのか?2012

    • 著者名/発表者名
      角野浩史
    • 雑誌名

      地球化学

      巻: 46 ページ: 149-170

    • NAID

      110009495909

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Slab-derived noble gases and halogens with a sedimentary pore-fluid signature2014

    • 著者名/発表者名
      Sumino H., Kobayashi M., Shimizu A., Jepson L., Chavrit D., Toyama C., Kimura J., Muramatsu Y., Burgess R. and Ballentine C. J.
    • 学会等名
      Geofluid 3
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2014-03-02
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The origin of H2O-rich fluids in mantle wedge peridotites revealed by halogens and noble gases2014

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi M., Sumino H., Nagao K.*, Ishimaru S., Arai S., Yoshikawa M., Kawamoto T., Kumagai Y. and Kobayashi T.
    • 学会等名
      Geofluid 3
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2014-02-28
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Noble gas and halogen recycling at subduction zones2013

    • 著者名/発表者名
      Sumino H., Kobayashi M., Chavrit D., Jepson L., Shimizu A., Kimura J.-I., Burgess R. and Ballentine C.J.
    • 学会等名
      23rd Annual V.M. Goldschmidt Conference
    • 発表場所
      フィレンツェ(イタリア)
    • 年月日
      2013-08-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Noble gas and halogen recycling at the Izu-Ogasawara subduction zone2013

    • 著者名/発表者名
      Sumino H., Chavrit D., Jepson L., Shimizu A., Kimura J.-I., Burgess R. and Ballentine C.J.
    • 学会等名
      IAVCEI 2013 Scientific Assembly
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2013-07-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Noble gas and halogen recycling at the Izu-Ogasawara subduction zone2013

    • 著者名/発表者名
      Sumino H., Chavrit D., Jepson L., Shimizu A., Kimura J.-I., Burgess R. and Ballentine C.J.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2013年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2013-05-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 超高感度希ガス質量分析技術の応用による希ガス・ハロゲン多元素同時分析が紐解くマントル内の水の起源

    • 著者名/発表者名
      角野浩史, 小林真大, 清水 綾, 長尾敬介, Burgess R., Ballentine C.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2012年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ、千葉県
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Halogens and noble gases subducted into the mantle: constraints from mantle wedge peridotites and olivines in arc lavas

    • 著者名/発表者名
      Sumino H., Abbott L., Shimizu A., Burgess R. and Ballentine C.J.
    • 学会等名
      22nd Annual V. M. Goldschmidt Conference
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 含水スラブマントルによるハロゲンと希ガスの沈み込み過程

    • 著者名/発表者名
      角野浩史, 小林真大, 清水 綾, Cavrit R., Burgess R., 木村純一, Ballentine C.J.
    • 学会等名
      2012年度日本地球化学会年会
    • 発表場所
      九州大学、福岡県
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] パタゴニア亜大陸(南緯37°-52°)・リソスフェリック・マントル由来のマントル・ゼノリスにおける希ガス同位体組成

    • 著者名/発表者名
      ジャロビツキー ティアゴ, 角野浩史, コンセション ロムロ, 折橋 裕二, 長尾 敬介
    • 学会等名
      2012年度日本地球化学会年会
    • 発表場所
      九州大学、福岡県
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 希ガスとハロゲンから明らかにする沈み込み流体の起源

    • 著者名/発表者名
      角野浩史
    • 学会等名
      2012年度火山性流体討論会+地殻流体スクール
    • 発表場所
      あすなろの里、茨城県
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ハロゲンと希ガスからみたスラブ流体の起源

    • 著者名/発表者名
      角野浩史
    • 学会等名
      地殻流体研究会2013
    • 発表場所
      ラフォーレ修善寺、静岡県
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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