温泉水でスラブ起源流体を捉える

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25400524
• 研究機関: 国立研究開発法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 中村 仁美 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球内部物質循環研究分野, 研究員 (60572659)
• 研究分担者: 中井 俊一 東京大学, 地震研究所, 教授 (50188869) ; 岩森 光 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球内部物質循環研究分野, 分野長 (80221795)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 温泉水 / 物質循環 / スラブ / 熱水 / 塩水 / 構造線

研究実績の概要

スラブから流体がマグマを介さず直接地表に上昇しているのではないかという可能性について，従来，非火山域の有馬型温泉水の主要溶存元素化学組成や軽元素同位体組成を用いた検証がなされてきたが，本研究では，スラブの検出の有効性が火山岩で実証されている重元素を用いて制約することを目指し，有馬温泉水中に含まれる低含有量の重元素の濃縮と抽出の試験的実験から開始した．
その結果，温泉水のSr-Nd-Pb同位体比組成を得ることに初めて成功し，有馬温泉水の起源がフィリピン海スラブにあることを明らかにした（Nakamura et al., 2014）．また，元素吸着フィルタの有効性を検証することで，化学分析前処理を迅速にすることに繋がった．一方，希土類元素（REEs）の濃度やパターンが上昇過程と成因を探る指標として有効であることが分かり（Nakamura et al., 2015），最終年度（平成27年度）は，温泉水中のREE定量分析を集中的に行い，火山岩から検出されているスラブ起源流体のREEパターンと比較しつつ，REEsの理論的挙動に基づいた統計解析を行った（Nakamura et al., 2016）．関連する内容は学会において公表し，有益な議論やアドバイスを得ることができた．これらにより，本研究は一定の成果を上げたと考えている．

研究成果

• [雑誌論文] Origin of the Arima-type and associated spring waters in the Kinki district, southwest Japan. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakamura H, K Chiba, Q Chang, N Morikawa, K Kazahaya, H Iwamori
  • 雑誌名: Journal of Geology & Geophysics 巻: 5 ページ: -
  • DOI: 10.4172/2381-8719.1000240
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Understanding the processes of the mutiple subduction plate boundary around Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakamura H
  • 雑誌名: Scientia, Science Diffusion 巻: - ページ: -
  • DOI: http://www.scientiapublications.com/hitomi-nakamura-science-diffusion/
• [雑誌論文] Rare Earth Elements of the Arima Spring Waters, Southwest Japan: Implications for Fluid-Crust Interaction during Ascent of Deep Brine (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakamura H, K Chiba, Q Chang, S Nakai, K Kazahaya, H Iwamori
  • 雑誌名: Journal of Geology & Geophysics 巻: 4 ページ: -
  • DOI: 10.4172/jgg.1000217
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Petrological and geochemical evolution of the Tolbachik volcanic massif, Kamchatka, Russia (2015)
  • 著者名/発表者名: Churikova T, B Gordeychik, H Iwamori, H Nakamura, O Ishizuka, T Nishizawa, S Haraguchi, T Miyazaki, B Vaglarov
  • 雑誌名: Journal of Volcanology and Geothermal Research 巻: 307 ページ: 156-181
  • DOI: 10.1016/j.jvolgeores.2015.10.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] A trachyte-syenite core within a basaltic nest: filtering of primitive injections by a multi-stage magma plumbing system (Oki-Dozen, south-west Japan) (2015)
  • 著者名/発表者名: Brenna, M., S. Nakada, D. Miura, K. Toshida, H. Ito, N. Hokanishi and S. Nakai
  • 雑誌名: Contributions to Mineralogy and Petrology 巻: 170 ページ: 1-22
  • DOI: 10.1007/s00410-015-1181-0
  • 査読あり
• [学会発表] カムチャッカ北東端の単成火山の成因 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西澤達治，中村仁美，岩森光，Churikova T., Gordeychik B., 石塚治
  • 学会等名: 日本火山学会秋季大会
  • 発表場所: 富山大学，富山県富山市
  • 年月日: 2015-09-30
• [学会発表] 紀伊半島における有馬型温泉水の上昇過程：REE組成からの制約 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中村仁美，千葉紀奈，常青，森川徳敏，風早康平，岩森光
  • 学会等名: 日本鉱物科学会年会
  • 発表場所: 東京大学，東京都文京区
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] スズ同位体を用いた青銅器の産地推定の可能性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中井俊一，山崎絵里香，横山哲也，三船温尚，齋藤努，陳建立，サフーユー
  • 学会等名: 日本地球化学会第62回年会
  • 発表場所: 横浜国立大学，神奈川県横浜市
  • 年月日: 2015-09-17
• [学会発表] マントル組成の東西半球構造と全地球ダイナミクス (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩森 光, 中村 仁美, 吉田 晶樹, 柳 竜之介
  • 学会等名: 日本地球化学会第62回年会
  • 発表場所: 横浜国立大学，神奈川県横浜市
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 有馬温泉水の希土類元素から探る深部流体上昇過程 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中村仁美，千葉紀奈，常青，中井俊一，風早康平, 岩森光
  • 学会等名: 日本地球化学会第62回年会
  • 発表場所: 横浜国立大学，神奈川県横浜市
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] δ１１B―δ７Li値からみた三重県温泉水の地球化学的特徴 (2015)
  • 著者名/発表者名: 谷水雅治，仲井涼，小林裕基，森康則，木村浩之，常青，中村仁美
  • 学会等名: 日本地球化学会第62回年会
  • 発表場所: 横浜国立大学，神奈川県横浜市
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 地殻内流体のマッピング (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩森光，中村仁美，上木賢太，渡辺了
  • 学会等名: 日本地球化学会第62回年会
  • 発表場所: 横浜国立大学，神奈川県横浜市
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] Interferences of Ba induced molecular ions in solution ICP-MS and their correlation for direct determination of REEs in geothermal waters (2015)
  • 著者名/発表者名: 常青，中村仁美，岩森光
  • 学会等名: 日本地球化学会第62回年会
  • 発表場所: 横浜国立大学，神奈川県横浜市
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] タングステン同位体から探る地球初期進化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 賞雅朝子，中井俊一，飯塚毅
  • 学会等名: 日本地球化学会第62回年会
  • 発表場所: 横浜国立大学，神奈川県横浜市
  • 年月日: 2015-09-16
  • 招待講演
• [学会発表] Pb-Nd同位体比組成に基づくスラブ起源流体の豊羽鉱床形成への寄与の定量化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤永公一郎・荒木修平・稗田裕樹・中村謙太郎・加藤泰浩・谷水雅治・清水徹・町田嗣樹・中村仁美・岩森光
  • 学会等名: 日本地質学会第122年学術大会
  • 発表場所: 信州大学，長野県長野市
  • 年月日: 2015-09-12
• [学会発表] 地殻内部の鉱床生成場と物理探査手法開発の試み (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩森光・中村仁美・上木賢太・桑谷立
  • 学会等名: 日本地質学会第122年学術大会
  • 発表場所: 信州大学，長野県長野市
  • 年月日: 2015-09-12
• [学会発表] 三重県中南部域に湧出する多様性に富んだ塩類泉・二酸化炭素泉の分布と主溶存元素組成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森 康則, 中村仁美, 常 青, 谷水雅治, 仲井 涼, 小林裕基, 木村浩之, 山本昌宏, 西中隆道
  • 学会等名: 日本温泉科学学会第６８回大会
  • 発表場所: 滝の湯，山形県天童市
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] Geology, petrology and geochemistry of the Tolbachik volcanic massif, Kamchatka, Russia (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Churikova, B. Gordeychik, H. Iwamori, H. Nakamura, O. Ishizuka, T. Nishizawa, S. Haraguchi, K. Yasukawa, T. Miyazaki, B. Vaglarov, K. Ueki, C. Toyama, Q. Chang, J.I. Kimura
  • 学会等名: 26th General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG)
  • 発表場所: Congress Centre, Czech, Prague
  • 年月日: 2015-06-30
  • 国際学会
• [学会発表] East-west mantle geochemical hemispheres and its implications for a coupled supercontinent-mantle-core dynamics (2015)
  • 著者名/発表者名: Hikaru Iwamori, Hitomi Nakamura, and Masaki Yoshida
  • 学会等名: 26th General Assembly of the International Union of Geodesy and Geophysics (IUGG)
  • 発表場所: Congress Centre, Czech, Prague
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Slab-mantle thermal structure beneath northeast Kamchatka Peninsula constrained from high-Mg basalts and andesites (2015)
  • 著者名/発表者名: 西澤達治,中村仁美,Churikova Tatiana,Boris Gordeychik,石塚治,岩森光
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ，千葉県千葉市
  • 年月日: 2015-05-26
• [学会発表] 地球内部の東西半球構造とグローバルダイナミクス (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩森 光, 中村 仁美, 吉田 晶樹, 田中 聡, 中川 貴司, 中久喜 伴益
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ，千葉県千葉市
  • 年月日: 2015-05-26
• [学会発表] Compositional diversity of Archaean mantle estimated from Sr and Nd isotopic systematics of basaltic rocks in North Pole area and Isua Supracrustal Belt (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐野文音、中村仁美、小宮剛、横山哲也、宇野正起、木村純一、常青、岩森光
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ，千葉県千葉市
  • 年月日: 2015-05-25