沈み込むスラブからマントルウェッジへの水流体の化学組成の変化

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H04075
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 川本 竜彦 静岡大学, 理学部, 教授 (00303800)
• 研究分担者: 重野 未来 北九州市立自然史・歴史博物館, 自然史課, 受託研究生 (90749558) ; 森 康 北九州市立自然史・歴史博物館, 自然史課, 学芸員 (20359475)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 流体包有物 / 塩水 / 炭酸塩鉱物 / オフィオライト / 炭酸塩岩化作用

研究実績の概要

2019年度の研究はオフィオライト中の蛇紋岩を炭酸塩岩化した岩石(リストヴェナイト)中の流体包有物の塩濃度と均質化温度を測定した。2018年度ではエチオピアの岩石試料を研究したが、2019年度は、Oman Drilling Project Phase 1 のリストヴェナイトを研究した。岩石試料は白色ないし緑色を呈するリストヴェナイトでマグネサイトと石英からなる。そのリストヴェナイトにはドロマイトからなる脈が存在し、ドロマイト中に気体と液体からなる流体包有物がたくさん存在する。顕微ラマン分光法で流体包有物から得られたスペクトルはH2Oのみで、メタンや二酸化炭素のスペクトルは得られていない。凝固点降下から、流体包有物は 1.1 ± 0.5 wt% NaCl 当量と推定する。これは海水の3.5%よりも薄い塩水であることを示す。流体包有物の均質化温度は139 ± 31°Cで、この以上の高温条件で形成されたことを示す。流体包有物はドロマイト脈中に存在し、それはマグネサイトと石英を切っていることから、流体包有物を作る薄い塩水はドロマイト脈の形成時に存在したことを示す。海水が炭素を運びカンラン岩と反応することによって蛇紋岩に塩素がより多く分配され、残った流体は炭酸イオンを多く含む薄い塩水となるだろう。薄い塩水の炭酸塩イオンの溶解度は低くなるので、炭酸塩鉱物が晶出し、リストヴェナイトを形成したと提案する。
研究成果として論文になったものは2つある。1つ目は高圧変成岩中の流体包有物の塩濃度と均質化温度の研究で、2つ目はシリカの融解温度を高温度高圧力実験で決定した実験の成果である。学会発表は、オマーンのリストヴェナイトの流体包有物の研究結果に関して行った。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] ブレーズパスカル大学/ESRF(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: ブレーズパスカル大学/ESRF
• [雑誌論文] Melting behavior of SiO2 up to 120 GPa (2020)
  • 著者名/発表者名: Andrault, D., Morard, G., Garbarino, G., Mezouar, M., Bouhifd, M. A., Kawamoto, T.
  • 雑誌名: Physics and Chemistry of Minerals 巻: 47 ページ: －
  • DOI: 10.1007/s00269-019-01077-3
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Two groups of fluid inclusions in the Yunotani eclogite from the Hida?Gaien Belt: Implications for changes of fluid salinity during exhumation (2019)
  • 著者名/発表者名: SHINJI Yuzuki、TSUJIMORI Tatsuki、KAWAMOTO Tatsuhiko
  • 雑誌名: Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 巻: 114 ページ: 302～307
  • DOI: 10.2465/jmps.190729
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Low-salinity aqueous fluid inclusions in dolomite veins of a listvenite of Oman Drilling Project Phase 1 (2020)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiko Kawamoto, Hiroki Sato, Toma Takahashi, Juan Miguel Guotana, Tomoaki Morishita, Peter B. Kelemen, Jude Ann Coggon, Michelle Harris, Juerg Michael Matter, Katsuyoshi Michibayashi, Eiichi Takazawa, Damon A. H. Teagle, The Oman Drilling Project Phase 1 Science Party
  • 学会等名: International Conference on Ophiolites and the Oceanic Lithosphere: Results of the Oman Drilling Project and Related Research
  • 国際学会
• [学会発表] Mineralogy of Oman listvenite and related serpentinite from the Hole BT1B of the Oman Drilling Project (2020)
  • 著者名/発表者名: Toma Takahashi, Tomoaki Morishita, Yumiko Harigane, Tatsuhiko Kawamoto, Oman Drilling Project PhaseⅠScience Party
  • 学会等名: International Conference on Ophiolites and the Oceanic Lithosphere: Results of the Oman Drilling Project and Related Research
  • 国際学会
• [学会発表] Oman Drilling Project Phase 1 のリストヴェナイト中のドロマイト脈に薄い塩水からなる流体包有物があるぜよ (2019)
  • 著者名/発表者名: 川本 竜彦、佐藤 宏樹、髙橋 藤馬、Juan Miguel Guotana、森下 知晃、Peter Kelemen、Jude Coggon、Michelle Harris、Juerg Matter、道林 克禎、高澤 栄一、Damon Teagle、The Oman Drilling Project Phase 1 Science Party
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
• [学会発表] オマーンに産するリストベナイトの岩石学: 沈み込み帯の炭素循環の解明に向けて (2019)
  • 著者名/発表者名: 髙橋 藤馬、森下 知晃、佐藤 宏樹、 Guotana Juan、川本 竜彦、Peter Kelemen、Jude Coggon、Michelle Harris、Juerg Matter、道林 克禎、高澤 栄一、Damon Teagle、The Oman Drilling Project Phase 1 science Party
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
• [学会発表] A fluid inclusion study from the late Paleozoic retrograde eclogite from the Yunotani Valley of the Omi area, Hida-Gaien Belt, Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: 進士 優朱輝、辻森 樹、川本 竜彦
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
• [学会発表] Coordinated sample preparation with cryo-FIB-SEM and X-ray CT: Applications to chemical analysis for fluid inclusions in minerals (2019)
  • 著者名/発表者名: 兒玉 優、富岡 尚敬、川本 竜彦、黒田 潤一郎、村山 雅史、伊藤 元雄
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
• [学会発表] 流体包有物に記録されている沈み込み帯流体の塩濃度 (2019)
  • 著者名/発表者名: 川本 竜彦
  • 学会等名: 日本鉱物科学会
• [図書] 静岡の大規模自然災害の科学, 沈み込んだ海水が火山を作る (川本竜彦がコラム執筆) (2020)
  • 著者名/発表者名: 岩田孝仁、北村晃寿、小山真人(編)
  • 総ページ数: 256
  • 出版者: 静岡新聞社
  • ISBN: 9784783805557
• [図書] 火山のしくみ パーフェクトガイド, 日本列島の下で海水がマグマをつくる (川本竜彦がコラム執筆) (2019)
  • 著者名/発表者名: 高橋 正樹
  • 総ページ数: 176
  • 出版者: 誠文堂新光社
  • ISBN: 4416618174
• [備考] 沈み込んだ海水が火山を作る 川本 竜彦先生 サイエンスカフェin静岡 第139話 - 静岡大学 -
  • URL: https://sutv.shizuoka.ac.jp/video/41/2272