蛇紋岩化作用の反応機構と海洋リソスフェアにおける流体輸送プロセス

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23684042
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 岩石・鉱物・鉱床学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 岡本 敦 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (40422092)
• 研究期間 (年度): 2011-11-18 – 2014-03-31
• キーワード: 蛇紋岩化作用 / 水熱反応実験 / 加水反応 / 焼結体 / かんらん石 / 反応ー体積膨張

研究概要

蛇紋岩化作用は地球内部に水を持ち込む重要なプロセスであるが，その反応メカニズムや実効的な反応速度はよく分かっていない．本課題では，かんらん石の粉末、および焼結体を用いた水熱反応実験を行い，蛇紋岩化反応の進行と破壊と物質移動の関係を検討した．粉末を用いた実験では，かんらん石粒子が割れながら反応が進行すること、また、焼結体の実験では空隙率によって高反応帯の幅が変化することを見いだした．実験で生成した反応組織は天然の蛇紋岩組織と多くの類似点を持つ。本実験結果は，海洋リソスフェアの蛇紋岩化作用において、反応に伴う体積膨張と破壊、物質移動（流体の供給速度）が反応の進行に重要であることを示唆する。

研究成果

• [雑誌論文] Coupled reaction and silica diffusion during serpentinization (2013)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara Y., Okamoto A., Hirano N., Tsuchiya N
  • 雑誌名: Geochimica et Cosmochimica Acta 巻: 119 ページ: 212-230
  • DOI: 10.1016/j.gca.2013.06.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of silica transport on serpentinization in Ol-Opx-H_2O system (2013)
  • 著者名/発表者名: Okamoto A., Ogasawara Y., Hirano N., Tsuchiya T
  • 雑誌名: Procedia Earth and Planetary Science, Water-rock interaction ページ: 624-628
  • DOI: 10.1016/j.proeps.2013.03.015
  • 査読あり
• [雑誌論文] 海洋リソスフェアにおける蛇紋岩化作用の速度 : 水熱実験からの制約 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡本敦
  • 雑誌名: 岩石鉱物科学 巻: 41 ページ: 185-192
  • 査読あり
• [学会発表] Coupled mass transport and serpentinization at crust/mantle boundary : Insights from hydrothermal experiments (2014)
  • 著者名/発表者名: Okamoto A., Oyanagi R., Tsuchiya N
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 20140428-0502
  • 招待講演
• [学会発表] 加水・脱水反応に起因するフラクチャーパターン : 個別要素法によるアプローチ (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡本敦、清水浩之
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20140428-0502
• [学会発表] かんらん石−石英境界における熱水変質の反応進行度と空隙率変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大柳良介・岡本敦・土屋範芳
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20140428-0502
• [学会発表] Coupled of mass transport and serpentinization reactions (2014)
  • 著者名/発表者名: Okamoto A., Oyanagi R., Tsuchiya, N
  • 学会等名: 11th international symposium on Water dynamics
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 20140312-14
  • 招待講演
• [学会発表] Coupling of mass transport and serpentinization reactions (2014)
  • 著者名/発表者名: Okamoto A., Oyanagi R., Tsuchiya, N
  • 学会等名: Geofluid 3 : Nature and Dynamics of fluids in subduction zones
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20140228-0303
  • 招待講演
• [学会発表] Hydrothermal experiment on serpentinization at crust/mantle boundary (2013)
  • 著者名/発表者名: Oyanagi R., Okamoto A., Tsuchiya N
  • 学会等名: American Geophysical Union 2013 Fall meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 20131209-13
• [学会発表] 蛇紋岩化作用進行度の空間分布と物質移動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡本敦・大柳良介・清水浩之・土屋範芳
  • 学会等名: 日本地質学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20130914-16
• [学会発表] Effect of Silica Transport on Serpentinization in the Ol-Opx-H_2O System (2013)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, A., Ogasawara, Y., Hirano, N., Tsuchiya, N
  • 学会等名: the Fourteenth International Symposium on Water-Rock Interaction
  • 発表場所: Avinion, France (WRI14)
  • 年月日: 20130609-14
• [学会発表] 蛇紋岩化反応とシリカの拡散とのカップリング (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡本敦・大柳良介・土屋範芳
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 20130520-24
• [学会発表] 水熱実験による蛇紋岩化作用におけるpHとシリカの影響についての検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大柳良介、岡本敦、土屋範芳
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 20130520-24