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2018 年度 実績報告書

多相固体包有物のナノ組織解析:超高圧変成岩上昇期の流体挙動の解明に向けて

研究課題

研究課題/領域番号 17J04059
研究機関京都大学

研究代表者

田口 知樹  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
キーワード超高圧変成岩 / 集束イオンビーム / 透過型電子顕微鏡 / コーサイト / 藍晶石 / 変成流体
研究実績の概要

高圧型変成岩の上昇機構と流体挙動との関係を解明することを目的に、コーサイト(石英の高圧相)およびその仮像を構成する多相固体包有物を対象として多面的なナノ組織解析を行った。集束イオンビームや透過型電子顕微鏡をはじめとする極微小領域分析装置の使用や原理・解析方法の習得は困難を伴うが、初年度中にその操作法を習得し本研究課題に有効利用できている。既に、微小鉱物の超微細組織を透過型電子顕微鏡で観察することで、岩石上昇時に浸透した変成流体とシリカ鉱物の相変態プロセスの関係性を読み解くことに成功している。また本年度は藍晶石内部に発達する転位観察から、コーサイトを低圧相に変化させずに地上まで保存できる優れたホスト鉱物として機能することを発見した。一般に高圧型変成岩は地表への上昇過程で、後退変成により低圧の鉱物種にその多くが置換され、超高圧鉱物や累進変成作用時の情報はほとんど残されない。その点、藍晶石中の包有物を対象とした鉱物学的研究は、広域変成帯における高圧―超高圧変成作用の過程や履歴を解明する上で優れた手法になることが期待される。
上記研究に加えて、四国三波川帯の泥質片岩について岩石学とラマン分光学による複合解析を実施し、熱力学計算では見積もる事が困難な累進変成作用時の温度圧力条件を制約した。また、ザクロ石の組成累帯構造の観察から泥質片岩の上昇期における変成流体挙動についても議論した。

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

本年度の主要な研究成果は国内外の関連学会で発表するとともに、筆頭論文としてまとめ当該分野の著名な国際学術誌(Journal of Metamorphic Geology)に2編掲載された。本研究で提案したナノ鉱物学と地質岩石学の分野横断型アプローチは、地質学分野における新たな研究手法の端緒を開くものと期待される。また現在、筆頭著者としてまとめた原著論文も国際誌へ再投稿済みであり、査読結果を待つだけの状況にある。以上の点から、当初の計画通り研究が推進できていると判断できる。

今後の研究の推進方策

現在再投稿中の論文については査読結果に応じて適宜追加データを収集し、最終年度中の受理を目指す。なお、中国産の超高圧変成岩を使用した研究計画は2カ年目までにほぼ終了した。そのため、並行してナノ鉱物学研究を進めてきたイタリア産の超高圧変成岩について、岩石上昇期における鉱物相変態プロセスに着目した内容で論文化を目指す。そして、これまでの研究期間で得られた全情報を統合し、高圧型変成岩の上昇期における変成流体と諸地学現象の関連性を明らかにする。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Factors affecting preservation of coesite in ultrahigh-pressure metamorphic rocks: Insights from TEM observations of dislocations within kyanite2019

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Tomoki、Igami Yohei、Miyake Akira、Enami Masaki
    • 雑誌名

      Journal of Metamorphic Geology

      巻: 37 ページ: 401~414

    • DOI

      https://doi.org/10.1111/jmg.12470

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metamorphic record of the Asemi‐gawa eclogite unit in the Sanbagawa belt, southwest Japan: Constraints from inclusions study in garnet porphyroblasts2019

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Tomoki、Enami Masaki、Kouketsu Yui
    • 雑誌名

      Journal of Metamorphic Geology

      巻: 37 ページ: 181~201

    • DOI

      https://doi.org/10.1111/jmg.12456

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Drastic effect of shearing on graphite microtexture: attention and application to Earth science2019

    • 著者名/発表者名
      Kouketsu Yui、Miyake Akira、Igami Yohei、Taguchi Tomoki、Kagi Hiroyuki、Enami Masaki
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: 6 ページ: -

    • DOI

      https://doi.org/10.1186/s40645-019-0271-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 愛知県本宮山地域における領家変成岩中の十字石の産状を制御する化学的要因2019

    • 著者名/発表者名
      四坂駿弥、内藤誉人、杉浦康彦、稲石匠、田口知樹、三宅明
    • 雑誌名

      地質学雑誌

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      https://doi.org/10.5575/geosoc.2018.0066

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Factors affecting preservation of coesite in UHP metamorphic rocks: Insights from TEM observations of dislocations within kyanite2019

    • 著者名/発表者名
      田口知樹、伊神洋平、三宅亮、榎並正樹
    • 学会等名
      変成岩などシンポジウム2019
  • [学会発表] Factors affecting preservation of intact coesite in ultrahigh-pressure metamorphic rock: Impact of dislocations in kyanite and its petrological implication.2018

    • 著者名/発表者名
      Taguchi Tomoki、Igami Yohei、Miyake Akira、Enami Masaki
    • 学会等名
      2018 AGU Fall Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 超高圧変成岩中のコーサイト保持に影響する要因:藍晶石中の転位の重要性とその意義2018

    • 著者名/発表者名
      田口知樹、伊神洋平、三宅亮、榎並正樹
    • 学会等名
      日本地質学会第125年学術大会
  • [学会発表] 超高圧エクロジャイトにおけるコーサイトー石英相転移を制御する要因:藍晶石内の転位の効果2018

    • 著者名/発表者名
      田口知樹、伊神洋平、三宅亮、榎並正樹
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [学会発表] 研磨による剪断が石墨の結晶化度に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      纐纈佑衣、榎並正樹、三宅亮、田口知樹、伊神洋平、鍵裕之
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
  • [学会発表] Precise timing of HP metamorphism in the Hida Gaien Belt, Japan: Implications for the Paleozoic tectonic history of proto-Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Madhusoodhan Satish-Kumar、Yoshida Takumi、Ueda Hayato、Horie Kenji、Taguchi Tomoki
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会

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公開日: 2019-12-27  

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