地殻流体： その実態と沈み込み変動への役割

2013 年度 研究成果報告書

• 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: 21109001
• 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: 東京工業大学
• 研究代表者: 高橋 栄一 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (40144779)
• 研究分担者: 松澤 暢 東北大学, 理学系研究科, 教授 (20190449) ; 小川 康雄 東京工業大学, 火山流体研究センター, 教授 (10334525) ; 小木曽 哲 京都大学, 人間・環境学研究科, 準教授 (60359172) ; 中村 美千彦 東北大学, 理学系研究科, 教授 (70260528) ; 岩森 光 独立行政法人海洋開発研究機構, 地球内部物質循環分野, 分野長 (80221795) ; 栗田 敬 東京大学, 地震研究所, 教授 (00111451) ; 河村 雄行 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (00126038) ; 横山 哲也 東京工業大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (00467028)
• 連携研究者: 浜田 盛久 独立行政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) ; 佐久間 博 独立行政法人物質・材料研究機構, 環境・エネルギー材料部門環境再生材料ユニットジオ機能材料グループ, 主任研究員 (20400426)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: サブダクション帯 / 地震 / 火山 / 流体 / 地殻変動 / 温泉 / 鉱床

研究概要

日本列島は2つの海洋プレートが沈み込む『地球上で最も激しい変動帯』に位置する。「地震・火山活動」など沈み込み変動の多くに「地殻流体」（岩石鉱物の粒界に存在するH2Oなどの流体）が深くかかわっている。本研究は新学術領研究「地殻流体」の総括班として、沈み込むプレートに由来する「地殻流体」の発生から地表に至るまで、「地殻流体」の実態とそれが沈み込み変動に果たす役割の全貌解明を目指した。精密な地震波観測と電磁気観測を共同で実施し、観測結果を高温高圧実験に基づいて解釈し、地殻流体の分布を3次元的に示す、“Geofluid Map”を作成した。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of Al content on water partitioning between orthopyroxene and olivine : Implications for lithosphere-asthenosphere boundary (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakurai M., N.Tsujino, H.Sakuma, K.Kawamura, E.Takahashi
  • 雑誌名: Earth Planet. Sci. Lett. 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of silica for the progress of serpentinization reactions : Constraints from successive changes in mineralogical textures of serpentinites from Iwanaidake ultramafic body, Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi, A., T.Kogiso, N.Ishikawa, K.Mibe
  • 雑誌名: Am. Mineral. 巻: 99 ページ: 1035-1044
  • 査読あり
• [雑誌論文] A nanolite record of eruption style transition (2014)
  • 著者名/発表者名: Mujin, M., M.Nakamura
  • 雑誌名: Geology 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Three-Dimensional Electromagnetic Imaging of Fluids and Melts Beneath the NE Japan Arc Revisited by Geomagnetic Transfer Function Data (2014)
  • 著者名/発表者名: Kanda, W., Ogawa, Y.
  • 雑誌名: Earth Planets Space 巻: 65 (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of silica for the progress of serpentinization reactions : Constraints from successive changes in mineralogical textures of serpentinites from Iwanaidake ultramafic body, Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi, A., T.Kogiso, N.Ishikawa, K.Mibe
  • 雑誌名: Am. Mineral 巻: 99 ページ: 1035-1044
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in electrical resistivity track changes in tectonic plate coupling (2013)
  • 著者名/発表者名: Heise, W., Y.Ogawa
  • 雑誌名: Geophys. Res. Lett. 巻: 40 ページ: 1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen concentration in plagioclase as a hygrometer of arc basaltic melts : Approaches from melt inclusion analyses and hydrous melting experiments (2013)
  • 著者名/発表者名: Hamada, M., M.Ushioda, T.Fujii, E.Takahashi
  • 雑誌名: Earth Planet. Sci. Lett. 巻: 365 ページ: 253-262
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluid processes in subduction zones and water transport to the deep mantle (2013)
  • 著者名/発表者名: Iwamori, H., Nakakuki, T.
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of the Deep Earth (ed.S.Karato, Elsevier, Amsterdam) ページ: 446-468
  • 査読あり
• [雑誌論文] Seismic attenuation beneath northeastern Japan : Constraints on mantle dynamics and arc magmatism (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, J., S.Hada, E.Hayami, N.Uchida, A.Hasegawa, S.Yoshioka, T.Matsuzawa, N.Umino
  • 雑誌名: J. Geophys. Res. 巻: 118 ページ: 5838-5855
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of physical properties of water under extremely supercritical conditions : A molecular dynamics study (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakuma, H., Ichiki, M., Kawamura, K., Fuji-ta, K.
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 138 ページ: 134506
  • 査読あり
• [雑誌論文] Element partitioning between olivine and melt up to 10GPa : implication for the effect of pressure (2012)
  • 著者名/発表者名: Imai T., E.Takahashi, T.Suzuki, T.Hirata
  • 雑誌名: Phys. Earth Planet. Inter. 巻: vol.212-213 ページ: 64-75
  • DOI: 10.1016/j.pepi.2012.09.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] East-west mantle geochemical hemispheres constrained from Independent Component Analysis of basalt isotopic compositions (2012)
  • 著者名/発表者名: Iwamori, H., Nakamura, H.
  • 雑誌名: Geochem. J. 巻: 46 ページ: e39-e46
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular dynamics simulation and electrical conductivity measurement of Na_2O・3SiO_2 melt under high pressure ; relationship between its structure and properties (2012)
  • 著者名/発表者名: Noritake, F., K.Kawamura, T.Yoshino, E.Takahashi
  • 雑誌名: J. Non-Cryst. Solids 巻: 358 ページ: 3109-3118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lateral variation of the cutoff depth of shallow earthquakes beneath the Japan Islands and its implications for seismogenesis (2012)
  • 著者名/発表者名: Omuralieva, A., A.Hasegawa, T.Matsuzawa, J.Nakajima, T.Okada
  • 雑誌名: Tectonophysics 巻: 518-521 ページ: 93-105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure and dynamics of water on Li^+-, Na^+-, K^+-, Cs^+-, H_3O^+-exchanged muscovite surfaces : A molecular dynamics study (2011)
  • 著者名/発表者名: Sakuma, H., K.Kawamura
  • 雑誌名: Geochim. Cosmochim. Acta 巻: 75 ページ: 63-81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carbon dioxide transport in crustal magmatic systems (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura, S., M.Nakamura
  • 雑誌名: Earth Planet. Sci. Lett. 巻: 307 ページ: 470-478
  • 査読あり
• [学会発表] Role of Water in Arc Basalts : case studies in Miyakejima, Fuji and some other volcanoes (2014)
  • 著者名/発表者名: Eiichi Takahashi, Masashi Ushioda, Kenta Asano & Toshiro Suzuki
  • 学会等名: Geofluid-3 国際シンポジウム
  • 発表場所: 東京工業大学デジタル多目的ホール
  • 年月日: 20140228-0303
  • 招待講演
• [学会発表] Magma feeding system of Fuji volcano, Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: E.Takahashi 、K.Asano and J.Nakajima
  • 学会等名: Goldschmidt 国際会議
  • 発表場所: フィレンツェ、イタリア
  • 年月日: 20130828-0303
• [学会発表] Deep magma feeding system of Fuji volcano, Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: E.Takahashi, J.Nakajima and K.Asano
  • 学会等名: IAVCEI 国際火山学会
  • 発表場所: 鹿児島県民交流センター
  • 年月日: 20130720-24
• [学会発表] LF-earthquakes, S-wave reflectors and Arima-type Brine : A model for Geofluid circulation in arc crust (2013)
  • 著者名/発表者名: Eiichi Takahashi
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 20130519-24
  • 招待講演
• [学会発表] Deep magma feeding system of Fuji volcano, Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: E.Takahashi, K.Asano, J.Nakajima
  • 学会等名: 米国地球物理学連合秋季大会
  • 発表場所: モスコーンセンター サンフランシスコ
  • 年月日: 20121203-07
• [学会発表] 島弧玄武岩マグマの含水量・岩相・火山活動様式 : 三宅島火山・富士火山を例として (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋栄一・潮田雅司・浅野健太
  • 学会等名: 鉱物科学会
  • 発表場所: 都大学吉田キャンパス
  • 年月日: 20120919-21
  • 招待講演
• [学会発表] 島弧玄武岩マグマの含水量について : 伊豆大島、三宅島、富士ならびに東北日本弧火山からの考察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋栄一、浜田盛久、潮田雅司、浅野健太
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 20120520-25
  • 招待講演
• [学会発表] Origin of Arima-type Brine (2011)
  • 著者名/発表者名: E.Takahashi
  • 学会等名: First International Symposium on Geofluids : Geofluid Processes in Subduction Zones and Mantle Dynamics
  • 発表場所: 東京工業大学デジタル多目的ホール(震災により書面開催)
  • 年月日: 20110317-19
  • 招待講演
• [学会発表] Possible Role of Hydrogen in the Earth Core (2011)
  • 著者名/発表者名: Eiichi Takahashi and Takamasa Imai
  • 学会等名: 米国地球物理学連合秋季大会
  • 発表場所: モスコーンセンター サンフランシスコ
  • 年月日: 2011-12-10
• [学会発表] Role of Hydrogen in the Earth's core (2011)
  • 著者名/発表者名: E.Takahashi and T.Imai
  • 学会等名: IUGG2011 International Union of Geophysics and Geodesy
  • 発表場所: メルボルンコンベンションセンター
  • 年月日: 2011-07-02
• [学会発表] Melting in the asthenosphere beneath old oceanic plate (2011)
  • 著者名/発表者名: E.Takahashi
  • 学会等名: IUGG2011 International Union of Geophysics and Geodesy
  • 発表場所: メルボルンコンベンションセンター オーストラリア
  • 年月日: 2011-07-01
  • 招待講演
• [学会発表] 三宅島火山 : 大船戸期玄武岩の融解実験と酸素雰囲気制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 潮田雅司・高橋栄一・鈴木敏弘・浜田盛久
  • 学会等名: 火山学会秋期大会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-10-09
• [学会発表] カンラン石、メージャライトガーネット/ペリドタイトメルト間における分配係数の圧力依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 今井崇暢、高橋栄一、鈴木敏弘 平田岳史
  • 学会等名: 日本地球化学会年会
  • 発表場所: 立正大学
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] 沈み込み帯深部に存在する流体の化学組成 : 実験的アプローチ (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋栄一
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2010-05-26
  • 招待講演
• [学会発表] Water content of Miyakejima Basalt : Melting Experiments of basalt from Miyakejima volcano, Japan (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Ushioda, E.Takahashi, T.Suzuki
  • 学会等名: 地球惑星連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2010-05-25
• [備考]
  • URL: http://www.geofluids.titech.ac.jp/