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2014 年度 実績報告書

高精度年代測定による海洋プレート沈み込み開始過程のタイムスケールとその要因の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25287133
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

石塚 治  独立行政法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター活断層・火山研究部門, 主任研究員 (90356444)

研究分担者 海野 進  金沢大学, 自然システム学系, 教授 (30192511)
谷 健一郎  独立行政法人国立科学博物館, 地学研究部, 研究員 (70359206)
森下 知晃  金沢大学, 自然システム学系, 教授 (80334746)
針金 由美子  独立行政法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター地質情報研究部門, 主任研究員 (90569360)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードプレートの沈み込み / オフィオライト / 高精度年代測定 / 地球化学
研究実績の概要

本年度は、オフィオライト層序の地質調査及び採取試料の分析により、プレート沈み込み開始プロセスを解明する研究を継続した。9月中-下旬にかけてイラン北西部に分布するオフィオライトについて地質調査と岩石試料採取を4名で実施した。本調査では、マントルかんらん岩、ガブロ、火山岩類と、本研究に必要な上部マントル、下部-上部地殻構成岩石について複数のセクションで観察、採取することができた。調査後、岩石研磨薄片による記載、EPMAによる鉱物化学組成分析、走査型蛍光X線顕微鏡による組成マッピング、XRF, ICP-MS, TIMSによる全岩化学組成分析、同位体組成分析を行っている。11月には、伊豆マリアナ前弧海域で、初期島弧地殻―マントルセクションでの試料採取、地球物理観測を実施、島弧最初期のマグマ活動の特徴を把握するために必要な火成岩試料採取及びマントルかんらん岩の回収に成功した。島弧全域における沈み込み開始直後のマグマプロセスを理解する上で貴重な試料を得た。6-7月には研究代表者が沈み込み開始プロセスと島弧基盤の解明を目指したIODP Exp.351航海に乗船、掘削データの解析、試料分析を実施した。
前年度に採取したVourinos Ophioliteの深成岩類について岩石学的検討、ジルコンU-Pb年代測定を実施、ガブロから約300 Maというジルコン年代を得た。これは従来ジュラ紀~白亜紀とされてきたギリシャ・オフィオライトの火成活動年代よりも有意に古い。この年代の示す地質学的意義については現在考察中である。
本研究で得られつつある成果との比較研究として、海洋プレートの形成と改変プロセス,および海洋プレートが沈み込み火成活動を伴って島孤が発達していく過程を解明するため,(1)海洋から直接採取した海洋プレート物質の解析,(2)オフィオライトのマントルセクションの解析を調査に平行して行った。

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

本年度は、2件の野外調査を計画したが、2件とも天候や現地協力者に恵まれ、ほぼ予定通り実施することができた。調査内容、採取試料も概ね計画に沿った形で実行できた。分析については、研究所の耐震工事や、ArAr年代測定に使用する原子炉の震災以降の不規則な運転状況等の影響をうけて一部遅れが出ている。概ね正常化が期待される27年度以降分析を加速できるよう準備を行っている。

今後の研究の推進方策

27年度以降も当初計画に沿った形でテチス海縁辺部に形成されたオフィオライトの調査及び調査船による初期島弧地殻の探査を実施する。調査地域については、本研究目的と、他グループによる国際誌等でのデータ公表の状況を勘案しながら適切な地域を選定していく予定である。また現地の治安状況等により変更する場合も想定される。オフィオライトとして陸化していない、すなわち生成したときそのままの保存状態のよい初期島弧層序の研究と、陸上でアクセス、サンプリングが容易で露出状況も良好なオフィオライト層序の調査を合わせて行うことにより、プレート沈み込み開始プロセスの研究を加速させたい。また研究代表者が昨年参加した伊豆小笠原弧の沈み込み開始時のプロセスと島弧基盤の解明を目指したIODP Exp.351に関する試料分析、解析結果について、本研究による新たな知見と比較検討しながら取り込み、沈み込み開始時のプロセスのモデルの構築につなげて行きたい。

次年度使用額が生じた理由

26年度は産業技術総合研究所で大規模な改修工事が行われ、長期間分析作業ができず、そのため消耗品の使用が当初予定より少額にとどまった。

次年度使用額の使用計画

27年度は26年度予定していた分析についても行う予定であり、その分必要な消耗品購入に充当する予定である。

  • 研究成果

    (32件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (22件) (うち招待講演 10件)

  • [雑誌論文] An improved U-Pb age dating method for zircon and monazite using 200/266 nm femtosecond laser ablation and enhanced sensitivity multiple-Faraday collector inductively-coupled plasma mass spectrometry2015

    • 著者名/発表者名
      Kimura, J.-I. Chang, Q.,Itano, K., Iizuka, T., Vaglarov, B.S., Tani, K.
    • 雑誌名

      Journal of Analytical Atomic Spectrometry

      巻: 30 ページ: 494-505

    • DOI

      10.1039/C4JA00257A

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermal and chemical evolution of the subarc mantle revealed by spinel-hosted melt inclusions in boninite from the Ogasawara (Bonin) Archipelago, Japan2015

    • 著者名/発表者名
      Umino, S., Kitamura, K., Kanayama, K., Tamura, A., Sakamoto, N., Ishizuka, O. and Arai, S.
    • 雑誌名

      Geology

      巻: 43 ページ: 151,154

    • DOI

      10.1130/G36191.1

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A revised spreading model of the West Philippine Basin2014

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, T., Yamazaki, T., Ishizuka, O.
    • 雑誌名

      Earth Planets Space

      巻: 66 ページ: 66,83

    • DOI

      10.1186/1880-5981-66-83

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evidence for hydrothermal activity in the earliest stages of intraoceanic arc formation: implication to ophiolite-hosted hydrothermal activity2014

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka, O., Umino, S., Taylor, R.N., Kanayama, K.
    • 雑誌名

      Economic Geology

      巻: 109 ページ: 2159,2177

    • DOI

      10.2113/econgeo.109.8.2159

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Izu-Bonin-Mariana fore-arc crust as a modern ophiolite analogue2014

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka, O., Tani, K., Reagan, M.K.
    • 雑誌名

      Elements

      巻: 10 ページ: 115,120

    • DOI

      10.2113/gselements.10.2.115

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Shallow submarine volcano group in the early stage of island arc development: geology and petrology of small islands south off Hahajima main island, the Ogasawara Islands2014

    • 著者名/発表者名
      Kanayama, K., Umino, S., Ishizuka, O.
    • 雑誌名

      Journal of Asian Earth Sciences

      巻: 85 ページ: 1,24

    • DOI

      10.1016/j.jseaes.2014.01.012

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Geochemistry of spinel-hosted amphibole inclusions in abyssal peridotite: insight into secondary melt formation in melt- peridotite reaction2014

    • 著者名/発表者名
      Tamura, A., Morishita, T., Ishimaru, S., Arai, S.
    • 雑誌名

      Contributions to Mineralogy and Petrology

      巻: 167 ページ: -

    • DOI

      10.1007/s00410-014- 0974-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Moho Transition Zone in the Cretaceous Andaman ophiolite, India: a passage from the mantle to the crust.2014

    • 著者名/発表者名
      Ghosh, B., Morishita, T., Gupta, B.S., Tamura, A., Arai, S. and Bandyopadhyay, D.
    • 雑誌名

      Lithos

      巻: 198-199 ページ: 117,128

    • DOI

      10.1016/j.lithos.2014.03.027

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Grain-scale plastic deformation of chromite from podiform chromitite of the Naga-Manipur ophiolite belt, India; Implication to mantle dynamics2014

    • 著者名/発表者名
      Ghosh, B., Ray, J., Morishita, T.
    • 雑誌名

      Ore Geology Reviews

      巻: 56 ページ: 199,208

    • DOI

      10.1016/j.oregeorev.2013.09.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of volcanism and magmatism during initial arc stage: constraints on the tectonic setting of the Oman Ophiolite2014

    • 著者名/発表者名
      Kusano, Y. Hayashi, M., Adachi, Y., Umino, S. and Miyashita, S.
    • 雑誌名

      Geological Society, London, Special Publications

      巻: 392 ページ: 177,193

    • DOI

      10.1144/SP392.9.

    • 査読あり
  • [学会発表] IODP Expedition 351 Izu-Bonin-Mariana Arc Origins: Preliminary Results2014

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka, O., Arculus, R., Bogus, K.
    • 学会等名
      American Geophysical Union fall meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, サンフランシスコ、アメリカ
    • 年月日
      2014-12-19
    • 招待講演
  • [学会発表] Crustal Accretion at Subduction Initiation Along Izu-Bonin-Mariana Arc and the Link to SSZ Ophiolites2014

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka, O., Tani, K., Reagan, M.K., Kanayama, K., Umino, S., Harigane, Y., Sakamoto, I.
    • 学会等名
      American Geophysical Union fall meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, サンフランシスコ、アメリカ
    • 年月日
      2014-12-19
    • 招待講演
  • [学会発表] The Southern Mariana Forearc: An Active Subduction Initiation (SI) Analogue2014

    • 著者名/発表者名
      Stern, R.J., Bloomer, S., Brounce, M., Ishii, T., Ishizuka, O., Kelley, K., Martinez, F., Ohara, Y., Pujana, I., Reagan, M.K., Ribeiro, J.
    • 学会等名
      American Geophysical Union fall meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, サンフランシスコ、アメリカ
    • 年月日
      2014-12-19
    • 招待講演
  • [学会発表] The Ophiolite - Oceanic Fore-Arc Connection2014

    • 著者名/発表者名
      Reagan, M.K., Pearce, J., Stern R.J., Ishizuka, O., Petronotis, K.
    • 学会等名
      American Geophysical Union fall meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, サンフランシスコ、アメリカ
    • 年月日
      2014-12-19
    • 招待講演
  • [学会発表] New constraints for the tectonic development of the western Pacific margin since the Mesozoic: comprehensive SHRIMP zircon U-Pb dating of the Philippine ophiolite belts2014

    • 著者名/発表者名
      Tani, K., Gabo, J.A.S., Horie, K., Ishizuka, O., Padrones, J., Payot, B.D., Tejada, M.L.G., Faustino-Eslava, D.V., Imai, A., Arai, S., Yumul Jr., G.P., Dimalanta, C.B.
    • 学会等名
      American Geophysical Union fall meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, サンフランシスコ、アメリカ
    • 年月日
      2014-12-19
  • [学会発表] Back-arc mantle evolution inferred from Peridotite Xenoliths from the Japan Sea2014

    • 著者名/発表者名
      Morishita, T., Ichiyama, Y., Tamura, A., Arai, S.,
    • 学会等名
      American Geophysical Union fall meeting
    • 発表場所
      Moscone Center, サンフランシスコ、アメリカ
    • 年月日
      2014-12-19
  • [学会発表] New temporal constraints for the tectonic development of the Philippine ophiolite belts from comprehensive SHRIMP zircon U-Pb dating2014

    • 著者名/発表者名
      Tani, K., Gabo, J.A.S., Horie, K., Ishizuka, O., Padrones, J., Payot, B.D., Tejada, M.L.G., Faustino-Eslava, D.V., Imai, A., Arai, S., Hokada, T., Yumul Jr., G.P., Dimalanta, C.B.
    • 学会等名
      Geological Society of the Philippines Annual Geological Conference 2014
    • 発表場所
      InterContinental Manila, マニラ, フィリピン
    • 年月日
      2014-12-10
  • [学会発表] 伊豆小笠原弧:火山活動史と熱水活動2014

    • 著者名/発表者名
      石塚 治
    • 学会等名
      ベヨネース海丘ワークショップ
    • 発表場所
      東京都目黒区, 東京大学生産技術研究所
    • 年月日
      2014-10-14
    • 招待講演
  • [学会発表] Processes and timescale of subduction initiation and subsequent evolution of oceanic island arc2014

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka, O., Tani, K., Reagan, M.K., Umino, S., Kanayama, K., Harigane, Y., Sakamoto, I., Miyajima, Y., Yuasa, M.
    • 学会等名
      2014 Ophiolite Symposium
    • 発表場所
      ダムガン大学,ダムガン,イラン
    • 年月日
      2014-09-18
    • 招待講演
  • [学会発表] Catastrophic collapse of the western Pacific margin in the Eocene revealed from the comprehensive zircon U-Pb dating of the forearc gabbro2014

    • 著者名/発表者名
      Tani, K.
    • 学会等名
      2014 Ophiolite Symposium
    • 発表場所
      ダムガン大学,ダムガン,イラン
    • 年月日
      2014-09-18
    • 招待講演
  • [学会発表] Insight into the uppermost mantle section of nascent arc2014

    • 著者名/発表者名
      Morishita, T., Tani, K., Dilek, Y., Tamura, A., Arai, S.
    • 学会等名
      2014 Ophiolite Symposium
    • 発表場所
      ダムガン大学,ダムガン,イラン
    • 年月日
      2014-09-18
    • 招待講演
  • [学会発表] The earliest mantle fabrics formed during subduction zone infancy: Example from harzburgite in Izu-Bonin forearc area2014

    • 著者名/発表者名
      針金由美子、道林克禎、森下知晃、Henry, J. B. Dick, 石塚治
    • 学会等名
      2014 Ophiolite Symposium
    • 発表場所
      ダムガン大学,ダムガン,イラン
    • 年月日
      2014-09-18
    • 招待講演
  • [学会発表] 背弧海盆拡大とプリューム活動の関連―西フィリピン海盆の拡大史―2014

    • 著者名/発表者名
      石塚 治、Taylor Rex N.、小原泰彦、湯浅真人
    • 学会等名
      日本地質学会第121年学術大会
    • 発表場所
      鹿児島県鹿児島市 鹿児島大学
    • 年月日
      2014-09-14
    • 招待講演
  • [学会発表] 海洋マントルから島弧マントルへ:伊豆―小笠原―マリアナ弧 創成期のウェッジマントルの温度組成構造の発達過程2014

    • 著者名/発表者名
      海野  進、金山恭子、北村啓太朗、石塚 治
    • 学会等名
      日本地質学会第121年学術大会
    • 発表場所
      鹿児島県鹿児島市 鹿児島大学
    • 年月日
      2014-09-13
  • [学会発表] Petrological evidence for arc-metasomatized peridotites beneath the mid-ocean ridges2014

    • 著者名/発表者名
      Morishita, T.
    • 学会等名
      6th Orogenic Lherzolite Conference
    • 発表場所
      Cadi Ayyad University, Marrakesh, Morocco
    • 年月日
      2014-05-09
  • [学会発表] 反射法地震探査による伊豆小笠原島弧前弧域の形成初期構造イメージング2014

    • 著者名/発表者名
      山下 幹也、野 徹雄、佐藤 壮、小平 秀一、高橋 成実、三浦 誠一、石塚 治
    • 学会等名
      地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      千葉県幕張市 幕張メッセ
    • 年月日
      2014-05-02
  • [学会発表] 海洋性島弧における地殻内マグマ長距離移動2014

    • 著者名/発表者名
      石塚 治、下司 信夫、川邉 禎久、荻津 達、辻野 匠 、坂本 泉、Taylor Rex、荒井 晃作、中野 俊
    • 学会等名
      地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      千葉県幕張市 幕張メッセ
    • 年月日
      2014-05-01
  • [学会発表] 地磁気三成分異常に基づくパラオ海盆の起源と西フィリピン海盆拡大モデルの改良2014

    • 著者名/発表者名
      佐々木 智弘、山崎 俊嗣、石塚 治
    • 学会等名
      地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      千葉県幕張市 幕張メッセ
    • 年月日
      2014-05-01
  • [学会発表] Overview of IODP drilling in Izu-Bonin-Mariana arc2014

    • 著者名/発表者名
      Osamu Ishizuka, Yoshihiko Tamura
    • 学会等名
      地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      千葉県幕張市 幕張メッセ
    • 年月日
      2014-04-30
  • [学会発表] 伊豆―小笠原―マリアナ弧創成期マントルウェッジの温度組成構造および島弧発達過程2014

    • 著者名/発表者名
      金山 恭子、北村 啓太朗、海野 進、石塚 治
    • 学会等名
      地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      千葉県幕張市 幕張メッセ
    • 年月日
      2014-04-28
  • [学会発表] 中央海嶺下に存在する島弧マントル物質の物質学的証拠2014

    • 著者名/発表者名
      森下知晃、仙田量子、鈴木勝彦、中村謙太郎、佐藤暢、沖野郷子
    • 学会等名
      地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      千葉県幕張市 幕張メッセ
    • 年月日
      2014-04-28
  • [学会発表] 小笠原諸島とオマーンオフィオライトに産する初生無人岩の地球科学的な特徴と生成条件―メルト包有物研究からの見識2014

    • 著者名/発表者名
      北村 啓太朗、金山 恭子、海野 進、石塚 治、草野 有紀
    • 学会等名
      地球惑星科学連合大会
    • 発表場所
      千葉県幕張市 幕張メッセ
    • 年月日
      2014-04-28

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公開日: 2016-06-01  

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