地球史におけるプレート・マントル・核相互作用とマグマ

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12126202
• 研究種目: 特定領域研究(B)
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 河村 雄行 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (00126038)
• 研究分担者: 圦本 尚義 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (80191485) ; 丸山 茂徳 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (50111737) ; 廣瀬 敬 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (50270921) ; 神崎 正美 岡山大学, 固体地球研究センター, 助教授 (90234153) ; 加藤 工 筑波大学, 地球科学系, 助教授 (90214379)
• キーワード: 水 / 地球深部 / 変成岩 / コマチアイト

研究概要

今年度は高温高圧力実験および天然の岩石試料の化学分析から、地球内部の水の循環や存在量を見積もる研究を行った。高圧実験としては、マルチアンビル高圧発生装置を用いて、水のマントル物質の融点を下げる効果を定量的に見積もった。また下部マントル鉱物を含水条件下で合成し、最大含水量をイオンプルーブを用いて明らかにした。その結果、下部マントル全体では海水の25倍の水を含みうることがわかった。
また、常圧下では不安定なCaペロブスカイトに関しては、ダイアモンドセル中で水の高圧下その場観察を行った。また本年度は野外調査は行わず、既存の試料の解析に専念した。地球表層に露出する変成岩のうち、最も深くまで沈み込んだとされるコクチェタフ岩体の変成岩を用いた。変成度ごとに分析し、その差を見ることにより、プレートからの脱水脱元素過程を定量的に見積もった。その結果、軽希土類元素は脱水過程によりスラブから取り去られない、という重要な見解をえた。
また、水の影響が大きな議論となっているコマチアイトに関して、ジンバブエのBelingweに産する太古代のコマチアイト用いて、そのメルト包有物の記載を行った。その結果、水がコマチアイトの生成に深く関わっているという直接の証拠をえた。

研究成果

• [文献書誌] K.Hirose,Y.Fei,S.Ono,T.Yagi,K.Funakoshi,K.Hirose,Y.Fei,S.Ono,T.Yagi,K.Funakoshi: "In-situ measurements of the phase transition boundary in Mg3Al2Si3O12 : implications for the nature of the seismic discontinuities in the Earth's mantle"Earth and Planetary Sciences. 181. 567-573 (2001)
• [文献書誌] Yong-Seok Seo,Jin-Kook Lee,Y.,Ichikawa,K.,Kawamura,Gyo-Cheol Jeong,and Gyo-Won Kim: "A sudy on anisotropic characteristics of axial strength in α-quartz by using molecular dynamics simulation and uniaxial compression test."Journal of Korean Society fro Rock mechanics Tunnel and Underground Space. Vol.10 No.1. 70-79 (2000)
• [文献書誌] Hideko Hayashi,Rie Sagawa,Hideki Inaba,and Katsuyuki Kawamura: "Molecular dynamics calculations on ceria-based solid electrolytes with different Radius dopants"Solid State Ionics. 131. 281-290 (2000)
• [文献書誌] Okamoto,K.,Maruyama,S.and Isozaki,Y.: "Accretionary complex origin of the Sanbagawa,high P/T metamorphic rocks, Central Shiokoku,Japan -Layyer-parallel shortening structure and green-stone geochemistry-"Journal of the Geological Society of Japan.. 106(1). 70-86 (2000)
• [文献書誌] Katayama,I.,Parkinson,C.D.,Okamoto,K.Nakajima,Y.and Maruyama,S.: "Supersilicic clinopyroxene and silica exsolution in UHPM eclogite and pelitic gneiss from the Kokchetav Massif, Kazakhstan"American Mineralogist.. 85(10). 1368-1374 (2000)