地殻流体の発生と移動のダイナミクス

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: 21109006
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 岩森 光 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80221795)
• 研究分担者: 風早 康平 独立行政法人産業技術総合研究所, 地質情報研究部門・深部流体, グループ長 (50356763) ; 谷水 雅治 独立行政法人海洋研究開発機構, 高知コア研究所, 技術研究主任 (20373459) ; 加藤 泰浩 東京大学, 工学系研究科, 准教授 (40221882) ; 徳永 朋祥 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (70237072) ; 栗田 敬 東京大学, 地震研究所, 教授 (00111451) ; 横山 哲也 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (00467028)
• キーワード: 地殻流体 / 火山 / 地下水 / 温泉 / 鉱床 / 数値モデル / 組成 / 日本列島

研究概要

地殻流体の発生と移動のダイナミクスを探るため、(1)地球化学キャラクタリゼーションに関わる分析装置の整備・立上げおよび技術開発、(2)地殻流体の直接的産物あるいは化石としての火山岩、熱水および鉱床岩について、文献調査、野外調査、および分析、(3)流体力学的モデリングの推進を実施した。(1)については、地殻流体の関与する地質学的試料の起源同定に有力な局所分析について、フェムト秒レーザーを導入し、ICP-MSと結合することによって、微量局所分析を実施できるように導入を行った。また、昨年度に導入された表面電離型質量分析計の立ち上げを進め、ウラン、トリウム標準物質のビーム出力最適化とともに予備分析を行った。(2)火山岩については、昨年度に引き続き、データ密度が比較的低い北海道、東北南部、西南日本、北九州を中心に調査・分析を進めた(一部、北海道大学、JAMSTEC、京都大学との共同研究)。その結果、島弧の接合部での流体分布量の遷移は比較的明確に起こっていることが分かった。熱水については、紀伊半島および四国地方の中央構造線沿いに分布する高塩濃度あるいは高He同位体比をもつものに注目し、それらが深部に由来する可能性および深部の非火山性微動とよい分布一致がみられることを見出した。鉱床岩については、日本全国の主に第四紀および第三紀の鉱床に注目し、その文献調査および予備試料の採取と分析を開始した。(3)昨年度に行った地殻内を構成する媒体中に多相流体が存在する条件における変形挙動を記述するための構成関係に基づき、変形-流動連成数値シミュレータの開発を進めた。また、沈み込み帯スケールの対流、温度場におよぼす流体と含水鉱物の影響を数値シミュレーションするために、高粘性率差の場を安定に解くことができる直接法コードの開発に着手した。

研究成果

• [雑誌論文] Global structure of mantle isotopic heterogeneity and its implications for mantle differentiation and convection (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwamori, H., F.Albarede, H.Nakamura
  • 雑誌名: Earth Planet.Sci.Lett. 巻: 299 ページ: 339-351
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stagnant slab, wet plumes and Cenozoic volcanism in East Asia (2010)
  • 著者名/発表者名: Richard, G.C., H.Iwamori
  • 雑誌名: Phys.Earth Planet.Inter. 巻: 183 ページ: 280-287
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lithium and strontium isotopic systematics of waters around Ontake volcano, Japan : Implications for deep-seated fluids and earthquake swarms (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishio, Y., Okamura, K., Tanimizu, M., Ishikawa, T., Sano, Y
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 巻: 297 ページ: 567-576
  • 査読あり
• [雑誌論文] Re-Os geochronology of the limori Besshi-type massive sulfide deposit in the Sanbagawa metamorphic belt, Japan (2010)
  • 著者名/発表者名: Nozaki, T., Kato, Y., Suzuki, K.
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 74 ページ: 4322-4331
  • 査読あり
• [雑誌論文] Land subsidence at the Kujukuri Plain in Chiba Prefecture, Japan : Evaluation and monitoring environmental impacts (2010)
  • 著者名/発表者名: Obanawa, H., Tokunaga, T., Rokugawa, S., Decughi, T., Nakamura, T.
  • 雑誌名: IAHS Publ. 巻: 339 ページ: 293-298
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contributors to chromium isotope variation of meteorites (2010)
  • 著者名/発表者名: Qin, L., Alexander, C.M.O'D., Carlson, R.W., Horan, M.F., Yokoyama, T.
  • 雑誌名: Geochim.Cosmochim Acta 巻: 74 ページ: 1122-1145
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measuring volcanic degassing of SO2 in the lower troposphere with ASTER band ratios (2010)
  • 著者名/発表者名: Robin Campion, Giuseppe G Salerno, Pierre-Francois Coheur, Daniel Hurtmans, Lieven Clarisse, Kohei Kazahaya, Michael Burton, Tommaso Caltabiano, Cathy Clerbaux, Alain Bernard
  • 雑誌名: J.Volcanol.Geotherm.Res. 巻: 194 ページ: 42-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] A specific Ce oxidation process during sorption of rare earth elements on biogenic Mn oxide produced by Acremonium sp.strain KR21-2 (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K., Tani, Y., Takahashi, Y., Tanimizu, M., Suzuki, Y., Kozai, N., Ohnuki, T.
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 74 ページ: 5463-5477
  • 査読あり
• [雑誌論文] Osmium isotope anomalies in chondrites : Results for acid residues and related leachates (2010)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama, T., Alexander, C.M.O'D., Walker, R.J.
  • 雑誌名: Earth Planet.Sci.Lett. 巻: 291 ページ: 48-59
  • 査読あり
• [学会発表] Geofluid processes in subduction zones : An overview (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwamori H.
  • 学会等名: International Symposium on Geofluids
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2011-03-17
• [学会発表] 西南日本のダイナミクス:フィリピン海プレートの回転とスラブのバックリング (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwamori H., Matsuyama T.
  • 学会等名: 日本地震学会
  • 発表場所: Hiroshima
  • 年月日: 2010-10-27
• [学会発表] 島弧接合部におけるスラブ起源流体の分布と挙動 (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura H., Iwamori H.
  • 学会等名: 日本地球化学会
  • 発表場所: Kumagaya
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] 地球のマントル対流の特徴と物質分化・循環 (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwamori, H.
  • 学会等名: 地球流体セミナー
  • 発表場所: Otaru
  • 年月日: 2010-08-22
• [学会発表] Global Mantle Isotopic Heterogeneity and its Implications for Mantle Convection-Differentiation and Water Circulation (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwamori, H.
  • 学会等名: Dynamic Earth and Heterogeneous Structure
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2010-07-15
• [学会発表] Geodynamic evolution of East Asia (2010)
  • 著者名/発表者名: Iwamori, H.
  • 学会等名: Western Pacific Geophysical Meeting
  • 発表場所: Taipei
  • 年月日: 2010-06-25