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2022 年度 実績報告書

大陸衝突帯下部地殻における塩水流体活動の実態解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H01991
研究機関京都大学

研究代表者

河上 哲生  京都大学, 理学研究科, 教授 (70415777)

研究分担者 坂田 周平  東京大学, 地震研究所, 助教 (20772255)
M Satish‐Kumar  新潟大学, 自然科学系, 教授 (50313929)
東野 文子  京都大学, 理学研究科, 助教 (60816685)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード塩水流体活動 / 下部地殻 / 変成岩 / 部分融解 / 南極 / 大陸衝突 / 剪断帯 / 地質学
研究実績の概要

南極セール・ロンダーネ山地(SRM)の形成過程を理解し、地殻深部における塩水流体活動の温度-圧力-時間条件と流体の起源を明らかにする目的で、以下の研究を行った。①SRM西方パーレバンデ南島の変成岩類が、付近に貫入した花崗岩に由来する塩水流体の流入を記録していることを明らかにした。②中央SRMメーニパのCaザクロ石を置換する、流体活動に伴ってできたと考えられる石墨の炭素同位体比を測定したところ、典型的な生物起源の値を示すことがわかった。③中央SRMメーフィエルの泥質片麻岩の温度-圧力履歴を構築したところ、時計回りの履歴である可能性が高いことがわかり、従来のSRM形成モデルの修正が必要であることがより確実になった。
SRMと比較する地域の研究については以下のような成果を得た。フィリピン・パラワン島に露出する温かいプレート沈み込み帯の変成岩中では、現在の塩水に近い塩濃度の流体の活動に伴って岩石-水反応による元素移動が起きていたことがわかった。全岩組成分析をもとに解析した結果、Si,Na,K,Baは溶脱しAl,Zr,Thは濃集したことや、この元素挙動が、流体活動時に安定であった変成鉱物の種類に支配されていたことがわかった。
南極リュツォ・ホルム岩体のルンドボークスヘッタに産する超高温変成岩の詳細な温度-圧力-時間-溶融履歴を構築することに成功し、昇圧を伴う昇温変成期の存在と時計回りの温度-圧力-時間履歴を実証し、高温継続時間が4000万年を超えるものであったことを明らかにした。また、明るい岬の苦鉄質岩露出地域に産するコーネルピンや電気石のホウ素同位体組成をもとに、エディアカラ紀~カンブリア紀にかけて、堆積岩やマントル橄欖岩などが混合するプレート沈み込み帯が明るい岬に存在したことを提案した。
さらに領家帯の部分溶融した中部地殻では、水流体の間欠的な流入が起きていたことを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (44件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 7件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] フィリピン大学(フィリピン)

    • 国名
      フィリピン
    • 外国機関名
      フィリピン大学
  • [国際共同研究] エジンバラ大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      エジンバラ大学
  • [雑誌論文] Multiple timings of garnet-forming high-grade metamorphism in the Neoproterozoic continental collision zone revealed by petrochronology in the Sor Rondane Mountains, East Antarctica2023

    • 著者名/発表者名
      Higashino Fumiko, Kawakami Tetsuo, Sakata Shuhei, Hirata Takafumi
    • 雑誌名

      Gondwana Research

      巻: 119 ページ: 204-226

    • DOI

      10.1016/j.gr.2023.03.014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple post-peak fluid infiltrations in southern Perlebandet, Sor Rondane Mountains, East Antarctica2023

    • 著者名/発表者名
      Higashino Fumiko, Kawakami Tetsuo, Adachi Tatsuro, Uno Masaoki
    • 雑誌名

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences

      巻: 118 ページ: -

    • DOI

      10.2465/jmps.230131a

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Boron isotope compositions of coexisting kornerupine and tourmaline in high-grade metabasic rocks: an example from Akarui Point, Lutzow-Holm Complex, East Antarctica2023

    • 著者名/発表者名
      KAWAKAMI Tetsuo, HARLEY,S.L.
    • 雑誌名

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences

      巻: 118 ページ: -

    • DOI

      10.2465/jmps.230131b

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ultrahigh-temperature metamorphism and melt inclusions from the Sor Rondane Mountains, East Antarctica2022

    • 著者名/発表者名
      HIGASHINO Fumiko, KAWAKAMI Tetsuo
    • 雑誌名

      Journal of Mineralogical and Petrological Sciences

      巻: 117 ページ: 010

    • DOI

      10.2465/jmps.220325

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multistage zircon growth recording polyphase metamorphic evolution caused by pulsed granitoid intrusions into a low‐ P/T type metamorphic belt: P-T-D-t evolution of migmatites in the Ryoke belt, southwest Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Kawakami Tetsuo, Ichino Tomoe, Kazuratachi Keiichi, Sakata Shuhei, Takatsuka Kota
    • 雑誌名

      Island Arc

      巻: 31 ページ: e12454

    • DOI

      10.1111/iar.12454

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mixing, fluid infiltration, leaching, and deformation (MILD) processes on the slab-mantle wedge interface at high T and P conditions: Records from the Dalrymple Amphibolite, Philippines2022

    • 著者名/発表者名
      Valera Gabriel Theophilus V., Kawakami Tetsuo, Payot Betchaida D.
    • 雑誌名

      Chemical Geology

      巻: 604 ページ: 120941-120941

    • DOI

      10.1016/j.chemgeo.2022.120941

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Multiple hydration events and fluids characteristics in amphibolite in the Main Shear Zone, Sor Rondane Mountains, East Antarctica.2023

    • 著者名/発表者名
      Mindaleva, D., Uno, M., Higashino, F., Adachi, T., Kawakami, T., Kotov, A.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会.
  • [学会発表] Stress state, fluid pressure and its duration during extensional shear fracturing of lower crust triggered by intrusions of granitic dikes: An unique example from a high temperature metamorphic terrain, Sor Rondane Mountains, East Antarctica.2023

    • 著者名/発表者名
      Nara, T., Uno, M., Kawakami, T., Adachi, T., Higashino, F., Tsuchiya, N.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会.
  • [学会発表] Physical conditions of magmatic/hydrothermal fracturing at middle-lower crust in a high-temperature metamorphic terrane: Records of subvolcanic deep low frequency earthquakes?2023

    • 著者名/発表者名
      Uno, M., Mindaleva, D., Nara, T., Kawakami, T., Adachi, T., Higashino, F., Tsuchiya, N.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会.
  • [学会発表] Boron isotope compositions of coexisting kornerupine and tourmaline in high-grade metamafic and meta-ultramafic rocks: an example from Akarui Point, Lutzow-Holm Complex, East Antarctica.2023

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, T., Harley, S.L.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会.
  • [学会発表] 日本南極地域観測隊調査地域におけるハードロック研究のいま.2023

    • 著者名/発表者名
      河上哲生・鈴木康太・東野文子・足立達朗・宇野正起・外田智千
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会.
  • [学会発表] Hairpin-shaped P-T path of the Higher Himalayan Crystalline nappe in Dhankuta, eastern Nepal.2023

    • 著者名/発表者名
      Kudo, S., Kawakami, T., Nakajima, T., Sakai, H.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会.
  • [学会発表] 昇温期変成温度-圧力-時間-溶融履歴の構築による超高温変成岩体の形成テクトニクスと熱源の制約.2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木康太・河上哲生・坂田周平・小木曽哲
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会.
  • [学会発表] Multiple post-peak fluid infiltrations in southern Perlebandet, Sor Rondane Mountains, East Antarctica.2023

    • 著者名/発表者名
      Higashino, F. Kawakami, T., Adachi, T., Uno, M.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会.
  • [学会発表] Clockwise pressure-temperature path from Mefjell, Sor Rondane Mountains East Antarctica.2023

    • 著者名/発表者名
      Nakano, M., Kawakami, T., Higashino, F., Adachi, T., Uno, M.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会.
  • [学会発表] Sulfide mineralogy and whole-rock sulfur isotope composition of high-grade metamorphic rocks from the Sor Rondane Mountains, East Antarctica.2022

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, T., Satish-Kumar, M., Mitsubori, T., Silpa A. S.
    • 学会等名
      The 13th Symposium on Polar Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiple fluid infiltration during post-peak metamorphism in southern Perlebandet, Sor Rondane Mountains, East Antarctica.2022

    • 著者名/発表者名
      Higashino, F., Kawakami, T., Adachi, T., Uno, M.
    • 学会等名
      The 13th Symposium on Polar Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Series of fluid activities during brittle-viscous shear deformation in amphibolite on the southern side of the Main Shear Zone, Ketelersbreen, Sor Rondane Mountains, East Antarctica.2022

    • 著者名/発表者名
      Mindaleva, D., Uno, M., Higashino, F., Adachi, T., Kawakami, T., Tsuchiya, N.
    • 学会等名
      The 13th Symposium on Polar Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Probing the hottest melts from Earth’s continental crust.2022

    • 著者名/発表者名
      Carvalho, B.B., Cesare, B., Bartoli, O., Satish-Kumar, M., Petrelli, M., Kawakami, T., Hokada, T., Gilio, M.
    • 学会等名
      SIMP SGI, Torino.
    • 国際学会
  • [学会発表] Pressure-Temperature-time path of granulite indicating long-lived metamorphism in collision setting from central Sor Rondane Mountains, East Antarctica.2022

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, T., Niki, S., Suzuki, M., Sakata, S., Adachi, T., Higashino, F., Uno, M., Hirata, T.
    • 学会等名
      International Association of Gondwana Research Annual Meeting 2022.
    • 国際学会
  • [学会発表] Multiple timings of garnet-forming high-grade metamorphism and Cl-rich mineral formation in the Neoproterozoic continental collision zone revealed by petrochronology in the Sor Rondane Mountains, East Antarctica.2022

    • 著者名/発表者名
      Higashino, F., Kawakami, T., Sakata, S., Hirata, T.
    • 学会等名
      International Association of Gondwana Research Annual Meeting 2022.
    • 国際学会
  • [学会発表] Duration of anatexis in a Neoproterozoic-Cambrian UHT terrane: constraints from prograde melt inclusions in zircon.2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, K., Kawakami, T., Sakata, S.
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 低P/T型変成帯へのパルス状花崗岩貫入によるミグマタイト帯の複数回の変成―ジルコンの多段階成長を用いたP-T-D-t履歴の解読.2022

    • 著者名/発表者名
      河上哲生・市野智栄・葛立恵一・坂田周平・髙塚紘太
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2022年年会
  • [学会発表] 後期新原生代-カンブリア紀の超高温変成岩体の熱源:ジルコン中の昇温期メルト包有物の化学組成からの制約.2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木康太・河上哲生・小木曽哲・坂田周平
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2022年年会
  • [学会発表] 東ネパール・ダンクッタ地域における高ヒマラヤ変成岩ナップの変成分帯と温度-圧力履歴.2022

    • 著者名/発表者名
      工藤駿平・河上哲生・中嶋徹・酒井治孝
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2022年年会
  • [学会発表] 東南極セール・ロンダーネ山地で見られる超高温変成作用とメルト包有物.2022

    • 著者名/発表者名
      東野文子・河上哲生
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2022年年会
  • [学会発表] 愛媛県別子地域の三波川変成帯に産するロジン岩の岩石記載および共存鉱物間のU分配の定性的評価.2022

    • 著者名/発表者名
      横井雅範・河上哲生
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2022年年会
  • [学会発表] 流体相共存下でのザクロ石を形成する部分融解―肥後変成帯泥質ミグマタイトの例.2022

    • 著者名/発表者名
      善本夏実・河上哲生・北城諭
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2022年年会
  • [学会発表] 東南極セール・ロンダーネ山地の高度変成岩類中の硫化鉱物と全岩硫黄同位体組成.2022

    • 著者名/発表者名
      河上哲生・Satish-Kumar, M.・三堀徳也・Sasidharan Silpa Ammini
    • 学会等名
      日本地質学会第129年学術大会東京大会
  • [学会発表] 東南極セール・ロンダーネ山地,ブラットニーパネ地域に産する変成岩類のin-situ年代測定に基づくP-T-t履歴解析.2022

    • 著者名/発表者名
      足立達朗・河上哲生・宇野正起・東野文子
    • 学会等名
      日本地質学会第129年学術大会東京大会
  • [学会発表] 東南極セール・ロンダーネ山地パーレバンデ南部で見られる二酸化炭素・塩素を含む流体流入.2022

    • 著者名/発表者名
      東野文子・河上哲生・足立達朗・宇野正起.
    • 学会等名
      日本地質学会第129年学術大会東京大会
  • [学会発表] Triple dating of a metapelite from Menipa, Sor Rondane Mountains, East Antarctica based on U-Pb isotopic systems of garnet, titanite, and apatite.2022

    • 著者名/発表者名
      Niki, S., Kawakami, T., Adachi, T., Uno, M., Higashino, F., Hirata, T.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会.
  • [学会発表] Average cooling rate of a Neoproterozoic-Cambrian UHT terrane (Rundvagshetta, Lutzow-Holm Complex, East Antarctica).2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, K., Kawakami, T., Sakata, S.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会.
  • [学会発表] Two distinct timings of metamorphism detected from Menipa, Sor Rondane Mountains, East Antarctica.2022

    • 著者名/発表者名
      Adachi, T., Kawakami, T., Uno, M., Higashino, F.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会.
  • [学会発表] Preliminary report of U-Pb zircon ages of granitoids in the Aoyama area, Ryoke belt, SW Japan.2022

    • 著者名/発表者名
      Higashino, F., Kawakami, T., Sakata, S.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会.
  • [学会発表] Repeated stress state overturns during magmatic/hydrothermal fracturing in deep crust (Sor Rondane Mountains, East Antarctica).2022

    • 著者名/発表者名
      Uno, M., Kawakami, T., Adachi, T., Higashino, F., Tsuchiya, N.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会.
  • [学会発表] Garnet-forming partial melting in the presence of C-O-H fluid prevailed in the migmatite zone of the low-P/T type metamorphic belt (Aoyama area, Ryoke belt, Japan).2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshimoto, N., Kawakami, T.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会.
  • [学会発表] Pressure-temperature estimation of a pelitic schist from the Sanbagawa belt (Mt. Funaokayama, Kii Peninsula, SW Japan).2022

    • 著者名/発表者名
      Yokoi, M., Kawakami, T.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会.
  • [学会発表] Metamorphic zone mapping and P-T path of the High Himalayan Crystalline nappe in Dhankuta, Eastern Nepal.2022

    • 著者名/発表者名
      Kudo, S., Kawakami, T., Nakajima, T., Sakai, H.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会.
  • [学会発表] Mixing, fluid Infiltration, Leaching and Deformation (MILD) processes on the slab-mantle wedge interface recorded in the Dalrymple Amphibolite.2022

    • 著者名/発表者名
      Valera, G.T., Kawakami, T., Payot, B.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会.
  • [学会発表] Long-lived high-temperature metamorphism followed by clockwise P-T path from Menipa, Sor Rondane Mountains, East Antarctica.2022

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, T., Niki, S., Suzuki, M., Sakata, S., Adachi, T., Higashino, F., Uno, M., Hirata, T.
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会.
  • [備考] 地表に露出した地殻深部断面とその構成岩石を用いた部分融解過程・流体活動の研究

    • URL

      https://www.eps.sci.kyoto-u.ac.jp/research/advance/11/index.html

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公開日: 2023-12-25  

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