地殻流体の起源と化学

2010 年度 実績報告書

• 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: 21109004
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 小木曽 哲 京都大学, 大学院・人間・環境学研究科, 准教授 (60359172)
• 研究分担者: 平島 崇男 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90181156) ; 岡本 和明 埼玉大学, 教育学部, 准教授 (60456001) ; 松影 香子 愛媛大学, 地球深部ダイナミクス研究センター, グローバルCOE准教授 (80343078) ; 高橋 栄一 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (40144779) ; 山崎 大輔 岡山大学, 地球物質科学研究センター, 准教授 (90346693)
• キーワード: 岩石・鉱物・鉱床学 / 地殻・マントル物質 / 流体 / 高圧実験 / 放射光X線 / 変成岩 / 沈み込み帯

研究概要

沈み込み帯で発生する流体の化学的特徴と発生条件を解明することを目指して、以下の研究を行った。
1.含水カンラン岩の部分融解実験を行い、流体存在下での融解相平衡関係を決定した。その結果、圧力および含水量の増加とともに、融け残り固体物質のSiO_2量とMg/(Mg+Fe)比が上昇することが明らかになった。
2.マルチアンビル装置による高温高圧実験と放射光蛍光X線分析を組み合わせ、H_2O流体とケイ酸塩メルトを高温高圧状態で共存させた状態で両者の微量元素濃度をその場分析して、両者間での微量元素分配係数と圧力との関係を調べた。
3.三波川変成岩に含まれる流体包有物のLi/B比を分析し、保存されている流体の組成とホストの変成岩の変成度の相関に、変成岩の原岩の種類が与える影響を明らかにした。
4.中～下部地殻条件で変成した肥後変成岩の地質調査と変成相解析を行った。その結果、下部地殻相当の圧力で生成された含水メルトが中部地殻まで上昇したこと、上昇したメルトの上部で、メルトからの流体放出にともなう塑性変形や脆性破壊が起こったことが明らかになった。
5.カンラン石-H_2O系で高温高圧実験を行い、蛇紋石の形成速度を調べた。その結果、沈み込んだスラブの温度圧力条件では、カンラン石単独では蛇紋岩化の進行が極めて遅いことが明らかになった。
6.角閃岩の脱水分解実験とレーザー照射ICP-MS分析によって固相-流体間の分配係数を決定することを目指して、レーザー照射で定量分析可能な粒径(～30μm)まで固相を成長させるために必要な予備実験を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Intra-oceanic island arc origin for Iratsu eclogites of the Sanbagawa belt, central Shikoku, southwest Japan (2011)
  • 著者名/発表者名: Utunomiya, A., Jhan, B., Okamoto, K., Ota, T., Shinioe, H.
  • 雑誌名: Chemical Geology 巻: 280 ページ: 97-114
  • 査読あり
• [雑誌論文] P-wave velocity and anisotropy of lawsonite and epidote blueschists : Constraints on wave transportation along subducting oceanic crust (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto, Y., Kono, Y., Hirajima, T., Ishikawa, M., Arima, M.
  • 雑誌名: Physics of the Earth and Planetary Interiors 巻: 183 ページ: 219-228
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two contrasting fabric patterns of olivine observed in garnet and spinel peridotite from a mantle-derived ultramafic mass enclosed in felsic granulite, the Moldanubian zone, Czech Republic (2010)
  • 著者名/発表者名: Kamei, A., Obata, M., Michibayashi, K., Hirajima, T., Svojtka, M.
  • 雑誌名: Journal of Petrology 巻: 51 ページ: 101-123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Significant cooling during exhumation of UHP eclogite from the Taohangarea in the Sulu region, eastern China, and its significance (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, D., Hirajima, T.
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 19 ページ: 707-717
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of Mn-bearing lawsonite occurring in meta-siliceous rocks in Hakoishi serpentinite melange of Kurosegawa Belt, Central Kyushu, Japan (2010)
  • 著者名/発表者名: Ibuki, M., Ohi, S., Tsuchiyama, A., Hirajima, T.
  • 雑誌名: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 巻: 105 ページ: 340-345
  • 査読あり
• [雑誌論文] Density and seismic velocities of chromitite body in oceanic mantle peridotite (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsukage, K.N., S.Kikuchi, S.Ono, Y.Nishihara, T.Kikegawa
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 95 ページ: 1422-1428
  • 査読あり
• [雑誌論文] Depth and evolution of a silicic magma chamber : melting experiments on a low-K rhyolite from Usu Volcano, Japan (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomiya, A., E.Takahashi, N.Furukawa, T.Suzuki
  • 雑誌名: Journal of Petrology 巻: 51 ページ: 1333-1354
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adiabatic temperature profile is the mantle (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Katsura, A.Yoneda, D.Yamazaki, T.Yoshino, E.Ito
  • 雑誌名: Physics of the Earth and Planetary Interiors 巻: 183 ページ: 212-218
  • 査読あり
• [雑誌論文] Grain growth kinetics of majorite and stishovite in MORB (2010)
  • 著者名/発表者名: D.Yamazaki, T.Matsuzaki, T.Yoshino
  • 雑誌名: Physics of the Earth and Planetary Interiors 巻: 183 ページ: 183-189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical conductivity of mantle peridotite at the uppermost lower mantle condition (2010)
  • 著者名/発表者名: Yoshino, T., Katsura, T., Yamazaki, D., Ito, E.
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: 215 ページ: 012102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stishovite single-crystal growth and application to silicon self-diffusion measurements (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Shatskiy, D.Yamazaki, Y.M.Borzdov, T.Matsuzaki, K.D.Litasov, T.Cooray, A.Ferot, E.Ito, T.Katsura
  • 雑誌名: American Mineralogist 巻: 95 ページ: 135-143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulating bubble number density of rhyolitic pumices from Plinianeruptions : constraints from fast decompression experiments (2010)
  • 著者名/発表者名: Hamada, M., Laporte, D., Cluzel, N., Koga, K., Kawamoto, T.
  • 雑誌名: Bulletin of Volcanology 巻: 72 ページ: 735-746
  • 査読あり
• [学会発表] Li/B ratio in deep fluids as an indicator of their generation depth (2011)
  • 著者名/発表者名: Hirajima, T., Sengen, Y., Nishimura, K., Ohsawa, S.
  • 学会等名: European Geosciences Union General Assembly 2010
  • 発表場所: Vienna, Australia
  • 年月日: 2011-05-05
• [学会発表] Diamond and other mineralogical records of very deep origin in spinel-garnet peridotite from Moldanubian Zone, Bohemian Massif (2010)
  • 著者名/発表者名: Naemura, K., Ikuta, D., Kagi, H., Odake, S., Ueda, T., Ohi, S., Kobayashi, T., Hirajima, T., Svojtka, M.
  • 学会等名: American Geophysical Union 2010 Fall Meeting
  • 発表場所: San Franscisco, USA(招待講演)
  • 年月日: 2010-12-15
• [学会発表] Elemental partitioning between aqueous fluids and magmas : First synchrotron XRF analysis with large volume HPHT apparatus (2010)
  • 著者名/発表者名: Kawamoto T., K.Mibe, K.Kuroiwa, T.Shibata, T.Kogiso
  • 学会等名: The 2nd TANDEM Symposium on Deep Earth Mineralogy
  • 発表場所: 中国地質大学武漢校、武漢、中国
  • 年月日: 2010-11-07
• [学会発表] 三波川帯四国中央部別子地域に産する高Li/B流体包有物 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田健太, 千眼喜照, 土谷成輝, 皆川広太, 小林記之, 三島壮智, 大沢信二, 平島崇男
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2010年度年会
  • 発表場所: 島根大学,島根県松江市
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] ボヘミア産ざくろ石橄欖岩から見いだした超深部条件(200km以深)を示唆する証拠 (2010)
  • 著者名/発表者名: 苗村康輔, 野口直樹, 上田匡将, 平島崇男
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2010年度年会
  • 発表場所: 島根大学,島根県松江市
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] 中国東部・蘇魯地域における超高圧変成エクロジャイトの冷却上昇履歴とその意義 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村大輔, 平島崇男
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2010年度年会
  • 発表場所: 島根大学,島根県松江市
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] 三波川帯徳島県高越地域に産するエクロジャイト中に見られるザクロ石の組成累帯構造について (2010)
  • 著者名/発表者名: 土谷成輝, 平島崇男
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2010年度年会
  • 発表場所: 島根大学,島根県松江市
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] 高温高圧蛍光X線その場分析による塩水流体とマグマの元素分配 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川本竜彦, 三部賢治, 黒岩健一, 柴田知之, 小木曽哲
  • 学会等名: 日本鉱物科学会2010年年会
  • 発表場所: 島根大学、島根県松江市
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] 四国中央部別子地域五良津西部岩体北端近傍に産する角閃岩中のカルデラ型Mn累帯構造を示すザクロ石 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田健太, 平島崇男
  • 学会等名: 日本地質学会第117年学術大会
  • 発表場所: 富山大学,富山県富山市
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] メルトからの流体分離による延性脆性破壊-肥後変成岩に残された島孤地殻地震- (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡本和明、土屋智彦
  • 学会等名: 日本地質学会第117年学術大会
  • 発表場所: 富山大学,富山県富山市
  • 年月日: 2010-09-19
• [学会発表] Significant cooling during the exhumation of UHP eclogite from Taohangarea in the Sulu region, eastern China, and its tectonic significance (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirajima, T., Nakamura, D.
  • 学会等名: Western Pacific Geophysical Meeting 2010
  • 発表場所: Taipei, Taiwan(招待講演)
  • 年月日: 2010-06-23
• [学会発表] Partial melting of deeply subducted metasediment-discovery of the melting textures from the quartz bearing eclogite in the Sanbagawa belt, Japan (2010)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, K., Utsunomiya, A.
  • 学会等名: Western Pacific Geophysical Meeting 2010
  • 発表場所: 台北、台湾
  • 年月日: 2010-06-22
• [学会発表] Rheology of the subducted slab in the lower mantle inferred from the connectivity of ferro-periclase in the post-spinel aggregates (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎大輔
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ,千葉県千葉市(招待講演)
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] Equations of state of antigorite under high pressure and high temperature determined by in situ X-ray diffraction (XRD) (2010)
  • 著者名/発表者名: Yang, C., Inoue, T., Jin, Z., Yamada, A., Sogabe, A., Matsukage, K.N., Kigekawa, T.
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉県千葉市
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] 水流体とマグマの間の元素分配:高温高圧における蛍光X線その場分析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川本竜彦, 三部賢治, 黒岩健一, 柴田知之, 小木曽哲
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉県千葉市
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] フィリピンピナツボデイサイト中の含角閃石・金雲母かんらん岩捕獲岩に産する水包有物と鉱物組成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 芳川雅子, 川本竜彦, Ma.Hannah, T.Mirabueno, 奥野充, 小林哲夫
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉県千葉市
  • 年月日: 2010-05-25
• [学会発表] メルトからの流体分離による延性脆性破壊 (2010)
  • 著者名/発表者名: 岡本和明
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉
  • 年月日: 2010-05-24
• [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: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉県千葉市
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] 分子動力学計算による氷VIから氷VIIへの相転移の観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 熊谷仁孝, 川本竜彦
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉県千葉市
  • 年月日: 2010-05-24
• [学会発表] ペリドタイト-CO_2-H_2O系の第2臨界端点について (2010)
  • 著者名/発表者名: 三部賢治, 川本竜彦, 小野重明
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ、千葉県千葉市
  • 年月日: 2010-05-24
• [備考]
  • URL: http://www.geofluids.titech.ac.jp/