海洋プレート最上部マントル近傍の含水量と流入水の起源解明に向けて

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H01990
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 森下 知晃 金沢大学, 地球社会基盤学系, 教授 (80334746)
• 研究分担者: 芳川 雅子 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 特任准教授 (00378605) ; 牛久保 孝行 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 主任研究員 (10722837) ; 海野 進 金沢大学, 地球社会基盤学系, 教授 (30192511) ; 清水 健二 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 主任研究員 (30420491) ; 仙田 量子 九州大学, 比較社会文化研究院, 准教授 (50377991) ; 水上 知行 金沢大学, 地球社会基盤学系, 助教 (80396811)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 海洋プレート / 地殻・マントル境界 / 含水量 / 海洋プレート加水 / 海洋プレート変質

研究実績の概要

本研究は海洋プレートの地殻ーマントル境界相当の岩石の分析によって海洋プレート下部地殻・上部マントル相当の岩石中の含水量とその起源を明らかにすることを目的としている。特に解析を行なった試料は国際陸上掘削によって得られたオマーン国のオフィオライトの地殻・マントル境界相当の岩石試料であり，それらを補完するために，実際の海洋プレートで形成された岩石試料や過去の海洋プレートの断片である他の地域のオフィオライトの解析を行なった。それらの成果は以下の通りである。
オマーンオフィオライト地殻ーマントル境界相当岩石の成果：岩石の起源としては，ダナイト・ハルツバージャイトの鉱物化学組成的な特徴から主要元素は中央海嶺由来の深海性カンラン岩に類似しているが，ハルツバージャイト中には角閃石が普遍的に形成されていることから，加水の影響を受けていることが明かとなった．下部地殻相当のはんれい岩，ダナイト・ハルツバージャイト中の含水量を直接測定した結果，これらの岩石中の含水量は中央海嶺下の火成活動によって予想される含水量よりも多い．しかしながらこの高い含水量の起源に関しては，カンラン石中にしばしば観察される超微細含水鉱物の存在の可能性が出てきたため，現在も検討中である．また，Os同位体, Sr-Nd同位体測定を行い ，これらのカンラン岩が沈み込み帯での影響を大きくは受けていないことが明らかになった．
中央海嶺由来の下部地殻相当岩石の解析結果：南西インド洋アトランティスバンクで採取された下部地殻相当のはんれい岩の岩石学的・鉱物学的特徴を明らかにし，その形成モデルについて提案した．
他のオフィオライト研究成果：フィリピンやミャンマーに産するオフィオライト・オフィオライト様岩石の解析を行なった結果，島弧環境下での流体流入溶融プロセスや，蛇紋岩化した岩石が大規模断層活動に影響を受けている可能性があることを明らかにした．

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3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] University of the Philippines(フィリピン)
  • 国名: フィリピン
  • 外国機関名: University of the Philippines
• [国際共同研究] University of Calcutta(インド)
  • 国名: インド
  • 外国機関名: University of Calcutta
• [雑誌論文] From rifting to emplacement: Variable mantle melting preserved in the central Palawan Ophiolite peridotites, Philippines (2023)
  • 著者名/発表者名: Pasco Julius A.、Payot B.D.、Valera G.T.V.、Dycoco J.M.A.、Labis F.A.C.、Tamura A.、Morishita T.
  • 雑誌名: International Geology Review 巻: - ページ: 1～20
  • DOI: 10.1080/00206814.2023.2191347
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Formation of Ultra‐Depleted Mantle Peridotites and Their Relationship With Boninitic Melts: An Example From the Kamuikotan Unit, Hokkaido, Japan (2023)
  • 著者名/発表者名: Nishio I.、Morishita T.、Tamura A.、Itano K.、Takamizawa S.、Ichiyama Y.、Arai S.、Barrett N.、Szilas K.
  • 雑誌名: Journal of Geophysical Research: Solid Earth 巻: 128 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2022JB025066
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Origin and Evolution of Ultramafic Rocks along the Sagaing Fault, Myanmar (2023)
  • 著者名/発表者名: Morishita Tomoaki、Soe Hnin Min、Htay Hla、Lwin Than Htut、Guotana Juan Miguel、Tamura Akihiro、Mizukami Tomoyuki、Zaw Khin
  • 雑誌名: Journal of Earth Science 巻: 34 ページ: 122～132
  • DOI: 10.1007/s12583-021-1435-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Validation of Trace Element Analysis of Geological Materials by Single-Pulse Laser Ablation-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (LA-ICP-MS) (2022)
  • 著者名/発表者名: Sagawa Takuya、Tamura Akihiro、Okino Kyoko、Morishita Tomoaki
  • 雑誌名: Analytical Letters 巻: 55 ページ: 2886～2896
  • DOI: 10.1080/00032719.2022.2077356
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Determination of whole-rock trace-element compositions of siliceous rocks using MgO-diluted fused glass and LA?ICP?MS (2022)
  • 著者名/発表者名: Tamura Akihiro、Sagawa Takuya、Okino Kyoko、Morishita Tomoaki
  • 雑誌名: GEOCHEMICAL JOURNAL 巻: 56 ページ: 231～239
  • DOI: 10.2343/geochemj.GJ22020
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Compositional Data Analysis (CoDA) of Clinopyroxene From Abyssal Peridotites (2022)
  • 著者名/発表者名: Nishio I.、Itano K.、Waterton P.、Tamura A.、Szilas K.、Morishita T.
  • 雑誌名: Geochemistry, Geophysics, Geosystems 巻: 23 ページ: -
  • DOI: 10.1029/2022GC010472
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The lower oceanic crust at ultraslow-spreading Southwest Indian Ridge: The inside story (2022)
  • 著者名/発表者名: Dhar Archisman、Ghosh Biswajit、Bandyopadhyay Debaditya、Morishita Tomoaki、Tamura Akihiro、France Lyd?ric、Nguyen Du K.、Boulanger Marine、Koley Manojit、Roy Sankhadeep、Chattopadhaya Soumi
  • 雑誌名: Gondwana Research 巻: 111 ページ: 223～248
  • DOI: 10.1016/j.gr.2022.08.008
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Microtextural evolution of chrome spinels in dunites from Mayodia ophiolite complex, Arunachal Pradesh, India: Implications for a missing link in the “two-stage” alteration mechanism (2022)
  • 著者名/発表者名: Roy Sankhadeep、Bandyopadhyay Debaditya、Morishita Tomoaki、Dhar Archisman、Koley Manojit、Chattopadhaya Soumi、Karmakar Aaheri、Ghosh Biswajit
  • 雑誌名: Lithos 巻: 420-421 ページ: 106719～106719
  • DOI: 10.1016/j.lithos.2022.106719
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Deformation beneath Gakkel Ridge, Arctic Ocean: From mantle flow to mantle shear in a sparsely magmatic spreading zone (2022)
  • 著者名/発表者名: Harigane Yumiko、Michibayashi Katsuyoshi、Morishita Tomoaki、Tamura Akihiro、Hashimoto Satoshi、Snow Jonathan E.
  • 雑誌名: Tectonophysics 巻: 822 ページ: 229186～229186
  • DOI: 10.1016/j.tecto.2021.229186
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Petrogenesis of arc-related serpentinized peridotites (Egypt): Insights into Neoproterozoic mantle evolution beneath the Arabian-Nubian Shield (2022)
  • 著者名/発表者名: Khedr Mohamed Zaki、Takazawa Eiichi、Hauzenberger Christoph、Tamura Akihiro、Arai Shoji、Stern Robert James、Morishita Tomoaki、El-Awady Amr
  • 雑誌名: Journal of Asian Earth Sciences 巻: 226 ページ: 105078～105078
  • DOI: 10.1016/j.jseaes.2022.105078
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Water content in olivine at the paleo-crust/mantle boundary recovered by the ICDP Oman Drilling Project (2022)
  • 著者名/発表者名: Tomoaki Morishita, Muhamad Asyraf Aminuddin, Kenji Shimizu, Takayuki Ushikubo, Ryoko Senda, Masako Yoshikawa, Keita Itano, Akihiro Tamura
  • 学会等名: JpGU
  • 招待講演
• [学会発表] 森下知晃, 超苦鉄質―苦鉄質岩に着目した物質科学的アプローチによる海洋プレート及び島弧下マントルの形成・進化プロセスの研究 (2022)
  • 著者名/発表者名: 森下知晃
  • 学会等名: 日本鉱物科学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] 斑晶メルト包有物の水素同位体比による沈み込む太平洋プレートの追跡 (2022)
  • 著者名/発表者名: 栗谷 豪、清水 健二、牛久保 孝行、Xia Qun-ke、Liu Jia、中川 光弘、谷内 元、佐藤 鋭一、土井 宣夫
  • 学会等名: JpGU