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2013 年度 実施状況報告書

スラブ由来流体による上部マントルの組成変化:ピナツボかんらん岩捕獲岩からの制約

研究課題

研究課題/領域番号 24540511
研究機関京都大学

研究代表者

芳川 雅子  京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教務補佐員 (00378605)

キーワードピナツボ火山 / マントル捕獲岩 / 交代作用 / ウェッジマントル
研究概要

昨年度、採取した約200個のマントルかんらん岩捕獲岩から約50試料の薄片を作成した。ほとんどがかんらん石・斜方輝石・スピネル・角閃石から構成されるハルツバージャイトで、単斜輝石を含むものは3試料のみであった。捕獲岩は程度の差はあるものの、細粒の斜方輝石・角閃石・かんらん石・金雲母・スピネルからなる、交代作用組織を示す。最も交代作用の程度の低いハルツバージャイト捕獲岩の角閃石の微量元素組成をレーザ誘導結合プラズマ質量分析計を用いて決定した。捕獲岩中の角閃石は、HREEに対してLREEが枯渇したパターンを示し、いわゆる流体とともに移動しやすいと考えられている元素(Pb・Rb・Ba・U・Sr; e.g. Tatsumi et al., 1986; Bailey & Ragnarsdottir, 1994; Elliot et al., 1997)に富むため、ピナツボマントル捕獲岩は沈み込んだスラブや堆積物由来の流体による交代作用を受けたと考えられる。同様のパターンは、マリアナで採取されたかんらん岩中の角閃石やアメリカ西部Dish Hillや秋田県一ノ目潟で採取された捕獲岩中の角閃石においても観察され、沈み込みに関係した含水流体による交代作用によると推測されている(Johnson et al., 1996; Chen & Zeng, 2007)。同一のピナツボマントル捕獲岩の角閃石は、それぞれ微量元素濃度が異なっているものの、それらの微量元素パターンは類似する。また、よりMg/(Mg+Fe)値とSiO2 wt%が高くTiO2 wt%が低い角閃石は、より微量元素濃度が低い傾向が認められる。より高いTi量を示す角閃石はよりH2O量が低いと考えられており(Tiepolo et al., 2000)、角閃石の微量元素の濃度減少はH2O量と関係していると考える。

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

本年度はピナツボマントル捕獲岩に普遍的に含まれる角閃石の微量元素・Sr-Nd同位体分析を行い、かんらん岩に加わった水に含まれる成分や起源を考察する予定であった。計画どおりに角閃石の微量元素分析が終了し、ウェッジマントルに付加された成分は水を含む流体であると推測された。角閃石の微量元素濃度が低いため、同位体分析に必要な角閃石の分離に時間がかかっているが、1試料の角閃石のSr-Nd同位体比を得ている。

今後の研究の推進方策

角閃石の微量元素組成をもとに、さらに角閃石を鉱物分離してSr-Nd同位体組成を求め、流体の起源についてより詳細な検討を行う。結果について、国際学会での報告や国際誌への投稿を行う。

次年度の研究費の使用計画

薄片の製作依頼費が今年度上がっていたため、依頼枚数を変更したため。
薄片を自分で作成するための消耗品(接着剤・研磨剤・ダイヤモンドペースト)の購入に充てる。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] 海洋マントルのSr-Nd同位体組成2013

    • 著者名/発表者名
      芳川雅子
    • 雑誌名

      岩石鉱物科学

      巻: 42 ページ: 247-257

    • DOI

      10.2465/gkk.120608a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mantle wedge infiltrated with saline fluids from dehydration and decarbonation of subducting slab.2013

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto, T., Yoshikawa, M., Kumagai, Y., Mirabueno, Ma. H. T., Okuno, M., Kobayashi, T.
    • 雑誌名

      PNAS

      巻: 110 ページ: 9663–9668

    • DOI

      10.1073/pnas.1302040110

    • 査読あり
  • [雑誌論文] . Petrology of Lasail plutonic complex, northern Oman ophiolite, Oman: An example of arc-like magmatism associated with ophiolite detachment.2013

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya, N., Shibata, T., Yoshikawa, M., Adachi, Y., Miyashita, S., Adachi, T., Nakano, N., Osanai, Y.
    • 雑誌名

      Lithos

      巻: 156-159 ページ: 120-138

    • DOI

      10.1016/j.lithos.2012.10.013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mantle wedge metasomatism recorded in LREE-depleted calcic amphibole in the Pinatubo harzburgite xenoliths2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa M, Kawamoto T, Kumagai Y, Arai S, Tamura A, Kobayashi T & Okuno M
    • 雑誌名

      Mineralogical Magazine

      巻: 77 ページ: 2566

  • [雑誌論文] Subducted Halogens and Noble Gases in the Mantle Wedge Peridotites2013

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi M, Sumino H, Nagao K, Ishimaru S, Arai S, Yoshikawa M, Kawamoto T, Kumagai Y, Kobayashi T, Burgess R & Ballentine CJ
    • 雑誌名

      Mineralogical Magazine

      巻: 77 ページ: 1484

  • [学会発表] ピナツボマントルかんらん岩中の角閃石の微量元素組成に記録された火山フロント下マントルウェッジでの交代作用2013

    • 著者名/発表者名
      芳川雅子・川本竜彦・荒井章司・田村明弘・小林哲夫
    • 学会等名
      日本地質学会第120年学術大会
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      20130914-20130916
  • [学会発表] Mantle wedge metasomatism recorded in LREE-depleted calcic amphibole in the Pinatubo harzburgite xenoliths2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa M, Kawamoto T, Kumagai Y, Arai S, Tamura A, Kobayashi T & Okuno M
    • 学会等名
      Goldschimdt会議
    • 発表場所
      Florence, Italy
    • 年月日
      20130825-20130830
  • [学会発表] Subducted Halogens and Noble Gases in the Mantle Wedge Peridotites2013

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi M, Sumino H, Nagao K, Ishimaru S, Arai S, Yoshikawa M, Kawamoto T, Kumagai Y, Kobayashi T, Burgess R & Ballentine CJ
    • 学会等名
      Goldschimdt会議
    • 発表場所
      Florence, Italy
    • 年月日
      20130825-20130830
  • [学会発表] Mantle wedge infiltrated with saline fluids from dehydration and decarbonation of subducting slab2013

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto, T., Yoshikawa, M., Kumagai, Y., Mirabueno, Ma. H. T., Okuno, M., Kobayashi, T.
    • 学会等名
      IAVCEI
    • 発表場所
      Kagoshima
    • 年月日
      20130720-20130724
  • [学会発表] アジア東縁の沈み込み帯に産するマントルかんらん岩中の間隙水起源ハロゲンと希ガス2013

    • 著者名/発表者名
      小林真大,角野浩史,齋藤健彦,長尾敬介,石丸聡子,荒井章司,芳川雅子,川本竜彦,熊谷仁孝,小林哲夫,Ray Burgess,Chris J. Ballentine
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      20130519-20130524

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公開日: 2015-05-28  

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