| 研究課題/領域番号 |
25610154
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
中村 美千彦 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70260528)
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| 研究分担者 |
奥村 聡 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (40532213)
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)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | マントル / 超臨界流体 / 二面角 / 粒界 / X線CT |
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| 研究実績の概要 |
H26年度までに、粒界にレンズ状に孤立して存在していた流体の形状（二面角）がマントル捕獲岩の産地によって異なり、さらに、鉱物学的な温度圧力の推定値と合わせることで、流体組成が推定できることが明らかになったことを受けて、最終年度であるH27年度は、この内容で学会発表を行うとともに、投稿論文の作成を開始した。また、鉱物表面の微細構造が、マントル捕獲岩よりも明瞭に保存されている下部地殻の角閃石ハンレイ岩・角閃岩についてのX線CT撮影と岩石記載を行い、学会発表を行った。また新たに、活火山（阿蘇中岳）から噴出した直後の結晶を入手したので、その表面観察も行った。これは雨などの地表水に全く触れていない貴重なサンプルであり、結晶表面の微細構造は、メルト中のそれを保持していると考えられる。
研究期間を通じて、以下のことが明らかとなった。①最上部マントル・下部地殻由来の捕獲岩（それぞれ、主にカンラン岩、角閃石ハンレイ岩等）のほとんどには、鉱物粒間に最大数vol%の流体相が存在する。その形態は、大局的にはやや扁平なラグビーボール状であり、孤立している。②カンラン岩の粒間には、dimple状の流体形状が記録されており、そこから得られる二面角は産地により異なり、流体中の、主に二酸化炭素濃度を表している可能性がある。③間隙流体から得られた流体組成と、輝石組成から得られた平衡温度・圧力に基づくと、多くのマントル捕獲岩は、ソリダス直下の条件からもたらされたことがわかった。これは、捕獲岩が、マグマ上昇途中の低温の母岩壁から捕獲されたのではなく、マグマ活動により予熱された領域、またはメルトを分離して固結した直後の領域から捕獲されたことを示唆する。④流体相を含むハンレイ岩を構成する角閃石の表面には、メガステップが観察され、流体相と共存しながら成長または溶融を繰り返していた可能性がある。
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