破砕セルとGC-MSの併用によるマントル起源流体の炭素同位体組成の決定

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14654096
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 鍵 裕之 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (70233666)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野津 憲治 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (80101103) ; 森 俊哉 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助手 (40272463) ; 山本 順司 東京大学, 大学院・理学系研究科, 日本学術振興会特別研究員(PD)
• Keywords: 流体包有物 / 炭素同位体比 / マントル / 質量分析 / マントル捕獲岩

Research Abstract

マントルの炭素同位体組成は一定と考えられているが、それを確かめなくてはいけない。炭素は地球表層からおそらくコアまで普遍的に分布する元素であるが、全地球の同位体分布を改めて見直したい、というのが本研究のねらいである。そのためには微少量のマントル流体を対象に、技術的な試行錯誤を繰り返しながら研究を進めることが本研究の目的である。本年度は測定に用いる予定のマントル捕獲岩の採集を中国大陸において行った。
採集したスピネルレルゾライトには炭酸ガスを主成分とする流体包有物が含まれることが、顕微鏡による薄片観察、ならびに顕微ラマンスペクトルの測定によって明らかになった。
ここではマントル捕獲岩の希ガス同位体測定にすでに実績のあるクラッシャー(破砕機)をGC-C-MSに取り付け、破砕によって生じるガスの組成を求めたうえで、炭素同位体比を測定した。本装置はハンマーで衝撃を与え、試料を破砕する装置である。マントル捕獲岩を試料として、テスト実験を行ったが、今回測定した試料には偶然流体包有物が少なく、意味のある炭素同位体の測定結果は得られなかった。そこで、現在は新たに破砕効率が高く、また真空性能も優れた破砕装置を製作している。完成後にGC-MSに接続し、岩石中に含まれるマントル起源の二酸化炭素の炭素同位体組成を測定する予定である。また、炭素同位体組成が得られた試料については平行してヘリウム同位体比も測定し、二つの同位体系からマントル捕獲岩に取り込まれた流体の起源について系統的に論ずる予定である。

Research Products

• [Publications] Nara M., Okazaki M., Kagi H.: "Infrared study of human serum very-low-density and low-density lipoproteins. Implication of esterified lipid C=O stretching bands for characterizing lipoproteins"Chem.Phys.Lipids. 117. 1-6 (2002)
• [Publications] Yamamoto J., Kagi H., Kaneoka I., Lai Y., Prikhod'ko V.S., Arai S.: "Fossil pressures of fluid inclusions in mantle xenoliths exhibiting rheology of mantle minerals : Implications for the geobarometry of mantle minerals using micro Raman spectroscopy"Earth Planet.Science Lett. 198. 511-519 (2002)
• [Publications] Kamiya N., Kagi H., Notsu K., Tsuno H., Akagi T.: "Inhibiting effects of trace amounts of lanthanum ion on the dissolution of calcite : a comparable study on calcium Carbonate polymorphs"Chemistry Letters. 2002. 890-891 (2002)
• [Publications] Nagai T., Kagi H., Yamanaka T.: "The first observation of a pressure-induced phase transition and compressional behavior of kalicinite (KHCO_3) at room temperature"Solid State Communications. 123. 371-374 (2002)
• [Publications] Kawamoto T., Kagi H., Yamashita S., Handa T., Matsukage K., Ikemoto Y., Moriwaki T., Kimura H.: "Mid infrared throughput with a 5 μm aperture for H_2O determination of an andesitic glass : Comparison of synchrotron radiation source at SPring-8 with conventional light sources"Geochemical Journal. (印刷中). (2002)
• [Publications] Chung J.I., Kagi H.: "High-concentration water of stishovite in MORB system ; implications for a possible water-carrier into the deep mantle"Geophysical Research Letters. 29. 16-1-16-4 (2002)