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2016 年度 実績報告書

大陸衝突帯地下深部における地殻流体の起源と活動時間スケールの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16J01136
研究機関東北大学

研究代表者

東野 文子  東北大学, 環境科学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
キーワード塩水 / 高温変成岩 / 拡散 / 移流
研究実績の概要

東南極セール・ロンダーネ山地に産する、角閃岩相高温部における塩水流入が確認される試料の解析を重点的に行った。本試料には、塩水の流入によって形成されたザクロ石―角閃石脈が含まれる。そこで、脈から壁岩にかけての物質移動メカニズムを解明することを目的とし、岩石薄片の微細組織観察、および、脈からの距離に応じた鉱物の微量元素組成変化に対して、MATLABを用いた解析を行った。この解析から得た脈の中心部における鉱物の微量元素組成と、既知の鉱物―流体間の分配係数を用いて、流入した塩水の微量元素組成を求め、先行研究で報告されている流体組成と比較した。その結果、塩水の組成は、マントル由来の流体組成に近い元素もある一方で、他の元素はブルーシストからエクロジャイトに遷移する際に放出される流体組成に近いことが分かった。塩水の微量元素組成のみから、塩水の起源を制約することはできない。しかし、大陸衝突帯の下部地殻~中部地殻に相当する深度において、塩水が微量元素を運搬する役割を担っていることが明らかとなった。これらの議論をまとめた論文を、国際誌に投稿したところ、Major revision の査読結果を受け、現在改訂中である。
本年度後半には、スイス・ベルン大学に滞在し、先述の試料に対し、塩水の起源を制約することを目的とした同位体分析のための試料準備を行った。同位体分析は、スイス・ローザンヌ大学設置の二次イオン質量分析装置 (SIMS) を用いて行う予定である。そのため、来年度のマシンタイム予約のためのプロポーザル申請手続きを行うなど、分析準備を進めている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

スイスへの渡航時期の制約から、年次計画の順番の一部入れかえを行った。東北大学では主に塩水流入によって岩石中に形成される組織の、形成プロセスに関する解析を行い、ベルン大学では次年度への分析準備として、岩石薄片の加工などを行った。しかし研究課題全体としては、数値プログラム解析なども良い結果が得られ、投稿論文に反映することもでき、順調に研究が進んでいると言える。

今後の研究の推進方策

本年度の研究成果内容をまとめた投稿論文の改訂を進め、受理されることを目指す。また、大陸衝突帯地下深部で見られる流体活動に関する情報を得ることを目的とした同位体分析を、スイス・ローザンヌ大学で行う予定である。スイスでは高圧変成岩に関する流体活動研究が盛んなため、高温変成岩と比較しながら、現象解明に臨む。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Infiltration of prograde Cl-rich fluid into the granulitic continental crust from a collision zone in East Antarctica (Perlebandet, Sør Rondane Mountains)2017

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, T., Higashino, F., Skrzypek, E., Satish-Kumar, M., Grantham, G., Tsuchiya, N., Ishikawa, M., Sakata, S., Hirata, T.
    • 雑誌名

      Lithos

      巻: 274-275 ページ: 73-92

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.lithos.2016.12.028

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] High-temperature metamorphism and fluid behavior in the Sør Rondane Mountains, East Antarctica- constraints from trace element compositions of garnet and zircon2017

    • 著者名/発表者名
      東野文子, 河上哲生, 土屋範芳, サティシュ・クマール, 石川正弘, グランサム・ジェフリー, 坂田周平, 平田岳史
    • 学会等名
      変成岩などシンポジウム
    • 発表場所
      花巻
    • 年月日
      2017-03-18 – 2017-03-20
  • [学会発表] 東南極セール・ロンダーネ山地における高温変成作用と流体の挙動―ザクロ石とジルコンの微量元素組成からの制約2016

    • 著者名/発表者名
      東野文子, 河上哲生, 土屋範芳, サティシュ・クマール, 石川正弘, グランサム・ジェフリー, 坂田周平, 平田岳史
    • 学会等名
      第36回極域地学シンポジウム
    • 発表場所
      立川
    • 年月日
      2016-11-29
  • [学会発表] 昇温変成段階における大陸衝突帯中部地殻への塩素に富む流体流入 ―東南極セール・ロンダーネ山地パーレバンデの例2016

    • 著者名/発表者名
      河上哲生, 東野文子, エティエン・スクリペク, サティシュ・クマール, ジェフリー・グランサム, 土屋範芳, 石川正弘, 坂田周平, 平田岳史
    • 学会等名
      第36回極域地学シンポジウム
    • 発表場所
      立川
    • 年月日
      2016-11-29
  • [学会発表] Hydration Reactions and water budgets of the lower Earth’s crust in the Sør Rondane Mountains, East Antarctica2016

    • 著者名/発表者名
      Noriyoshi Tsuchiya, Masaoki Uno, Atsushi Okamoto, Fumiko Higashino, Diana Mindaleva
    • 学会等名
      第36回極域地学シンポジウム
    • 発表場所
      立川
    • 年月日
      2016-11-29
  • [学会発表] Hydration reactions of pyroxenite under granulite-facies, Sør Rondane Mountains, East Antarctica2016

    • 著者名/発表者名
      Mindaleva Diana, 宇野正起, 岡本敦, 東野文子, 土屋範芳
    • 学会等名
      日本鉱物科学会 2016 年年会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2016-09-23 – 2016-09-25
  • [学会発表] 東南極セール・ロンダーネ山地パーレバンデにおける大陸衝突帯中~下部地殻への塩素に富む流体流入のタイミング2016

    • 著者名/発表者名
      河上哲生, 東野文子, エティエン スクリペク, サティシュ クマール, ジェフリー グランサム, 土屋範芳, 坂田周平, 平田岳史
    • 学会等名
      日本地質学会第 123 年学術大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-09-11
  • [学会発表] ザクロ石とジルコンの微量元素組成から制約する高温変成作用と流体の挙動:東南極セール・ロンダーネ山地の例2016

    • 著者名/発表者名
      東野文子, 河上哲生, 土屋範芳, サティシュ・クマール, 石川正弘, ジェフリー・グランサム, 坂田周平, 平田岳史
    • 学会等名
      日本地質学会第 123 年学術大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-09-11
  • [学会発表] Pressure-temperature-time path and timing of Cl-bearing fluid infiltration to the upper-amphibolite to granulite facies metamorphic rocks at Perlebandet, Sør Rondane Mountains, East Antarctica2016

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, T., Higashino, F., Skrzypek, E., Grantham, G.H., Satish-Kumar, M., Tsuchiya, N., Ishikawa, M., Sakata, S. & Hirata, T.
    • 学会等名
      35th International Geological Congress
    • 発表場所
      南アフリカ・ケープタウン
    • 年月日
      2016-09-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Geochemical behaviour of Zr around a metasomatic vein and possible brine infiltration under upper amphibolite facies conditions2016

    • 著者名/発表者名
      Higashino, F., Kawakami, T., Tsuchiya, N., Satish-Kumar, M., Ishikawa, M., Grantham, G.H., Sakata, S., Hattori, K., and Hirata, T
    • 学会等名
      35th International Geological Congress
    • 発表場所
      南アフリカ・ケープタウン
    • 年月日
      2016-09-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Geochemical Zr behaviour in the deep crust around metasomatic vein composed of Cl-rich Hbl and Grt2016

    • 著者名/発表者名
      Higashino, F., Kawakami, T., Tsuchiya, N., Satish-Kumar, M., Ishikawa, M., Grantham, G.H., Sakata, S., Hattori, K., and Hirata
    • 学会等名
      Goldschmidt 2016
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2016-06-27
    • 国際学会
  • [学会発表] 角閃岩相高温部における塩素に富む鉱物を含む脈周辺の組織形成過程の検討2016

    • 著者名/発表者名
      東野文子, 河上哲生, 土屋範芳, サティシュ・クマール, 石川正弘, ジェフリー・グランサム, 坂田周平, 平田岳史
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合大会2016年大会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2016-05-25
  • [備考] 個人ホームページ

    • URL

      http://www.kueps.kyoto-u.ac.jp/~web-pet/higashino_j.htm

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公開日: 2018-01-16  

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